Slika 1. Geometrijsko dimenzionisanje i tolerancija: 2D u odnosu na 3D
Koncepte geometrijskog dimenzionisanja i tolerancije (GD&T – Geometric Dimensioning and Tolerancing) često je teško shvatiti u početku. Početnicima može biti prilično teško da razumeju osnovne principe. Jedan od razloga za ovu poteškoću je problem vizuelizacije 3D koncepata u 2D dokumentaciji.
Cilj ovog blog posta je da analizira efekat koncepta MMC (Maximum Material Condition – Stanje maksimuma materijala) pina (osovine) u 3D kontekstu sa jednostavnim primerom (Slika 1). Naš primer replicira slučaj na slici 2.15 u standardu ASME Y14.5-2009 (strana 33) u 3D kontekstu sa mnogo većim tolerancijama (i greškama) da bi se koncepti bolje vizuelizovali.
Stanje maksimuma materijala (MMC) i stanje minimuma materijala (LMC): jednostavne definicije
MMC je stanje neke karakteristike koja sadrži maksimalnu količinu materijala, kao npr. najmanja rupa ili najveća osovina, unutar navedenih graničnih veličina. LMC je stanje u kome postoji najmanja količina materijala, najveća rupa ili najmanja osovina, unutar navedenih graničnih veličina.
Slika 2. MMC i LMC koncepti za osovinu
U našem primeru na animiranoj slici 2, možemo primetiti da je MMC osovine 25 mm, dok je LMC 15 mm.
Zašto koristiti MMC koncept?
MMC definiše najgore stanje dela koji će i dalje garantovati, jer je još uvek u okviru propisanih tolerancija, sklop između osovine(a) i rupe(a). Kada je rupa najmanja (MMC), a osovina u najvećem stanju (takođe MMC), možemo biti sigurni da ćemo i dalje moći da sastavimo taj deo. Dakle, MMC se široko koristi u slučajevima kada su zazori uobičajeni.
Koncept bonus tolerancije
Slika 3. Objašnjena bonus tolerancija: Kako veličina osovine odstupa od MMC prema LMC, dodaje se bonus tolerancija jednaka iznosu tog odstupanja. Bonus tolerancija je jednaka razlici između stvarne veličine dela i MMC dela. U ovom slučaju, bonus tolerancija = MMC-LMC=25-15=10.
Zazor za sklapanje se povećava ako su stvarne veličine spojnih karakteristika manje od njihovog MMC. Ako je osovina završena na manje od svog MMC i bliža svojim LMC granicama, dobijeni zazor se može koristiti kao bonus tolerancija za formu ili poziciju. U našem primeru (slika 3):
Primer 1: Prečnik osovine pri stanju maksimuma materijala
- Prečnik osovine na MMC = 25
- Bonus tolerancija = 0
- Tolerancija položaja na MMC = 5
Koncept MMC i bonus tolerancije postaje mnogo jasniji ako se vizualizuje u 3D.
U ovom prvom videu, središnja osa cilindra koji predstavlja osovinu na MMC se pomera oko zone tolerancije položaja, koja je definisana kao cilindar prečnika 5 mm.
Primer 2: Prečnik osovine pri stanju minimuma materijala
- Prečnik osovine na LMC = 15
- Bonus tolerancija = prečnik osovine na MMC – prečnik osovine na LMC = 25 – 15 = 10
- Tolerancija položaja na LMC = 5 (Tolerancija na MMC) + 10 (Bonus tolerancija) = 15
Vidimo da kada dođe do LMC, osovina može imati veću zonu tolerancije položaja.
U drugom videu, središnja osa cilindra koji predstavlja osovinu na LMC se pomera oko zone tolerancije položaja koja je definisana kao cilindar prečnika 15 mm. Imajte na umu da je ovog puta dozvoljena zona tolerancije mnogo veća na LMC pošto imamo veliku bonus toleranciju.
Primer 3: Prečnik osovine negde u sredini
Šta bi se dogodilo da osovina ima prečnik negde između LMC i MMC?
- Prečnik osovine = 20
- Bonus tolerancija = prečnik osovine na MMC – prečnik osovine = 25 – 20 = 5
- Tolerancija položaja = 5 (Tolerancija na MMC) + 5 (Bonus tolerancija) = 10
U trećem video snimku, središnja osa cilindra koji predstavlja osovinu u proizvoljnoj dimenziji pomera se oko zone tolerancije položaja koja je definisana kao cilindar prečnika 10 mm. U našem primeru, prečnik osovine je nominalni, ali to ne mora nužno da bude slučaj.
Da li želite da saznate više o GD&T i kako da ga koristite za revoluciju u Vašem procesu inspekcije. Pogledajte ovaj zanimljiv vebinar.
Literatura:
ASME Y 14.5-2009 , Dimensioning and Tolerancing. New York: American Society of Mechanical Engineers.