تحمل و تناسب، برای ماشین آلات ضروری است!

چرا مفهوم تحمل و تناسب وجود دارد؟ همه محصولات تولیدی، صرف نظر از اینکه چقدر تجهیزات پیچیده استفاده می شود، هر چقدر هم تلاش شود، اندازه و شکل آنها نمی تواند دقیقاً با ارزش های نظری مطابقت داشته باشد. این فاصله بین ایده آل و واقعیت است!

بنابراین چگونه می توان الزامات تعویض قطعات را برآورده کرد؟ به این معنا که در میان دسته ای از قطعات یا اجزای دارای مشخصات یکسان، هر یک از آنها می تواند الزامات عملکرد مشخص شده را بدون هیچ گونه انتخاب یا اصلاح اضافی برآورده کند. این امر مستلزم آن است که ابعاد قطعات تولید شده در محدوده تحمل مجاز باشد.

01
اصطلاحات مربوط به تحمل

در حین پردازش قطعات، به دلیل تأثیر دقت ماشین ابزار، سایش ابزار، خطاهای اندازه گیری و غیره، پردازش اندازه قطعات با دقت مطلق غیرممکن است. به منظور اطمینان از قابلیت تعویض، خطای پردازش اندازه قطعه باید در محدوده معینی محدود شود و میزان تغییر در اندازه باید مشخص شود.

1) اندازه اصلی
با توجه به استحکام و الزامات ساختاری قطعه، اندازه تعیین می شود در طول طراحی.

2) اندازه واقعی
ابعاد به دست آمده با اندازه گیری

3) اندازه را محدود کنید
دو مقدار حد برای تنوع اندازه مجاز. بر اساس اندازه اصلی تعیین می شود. بزرگتر از دو مقدار حدی حداکثر اندازه حد نامیده می شود. کوچکتر حداقل اندازه حد نامیده می شود.

4) انحراف اندازه (به آن انحراف گفته می شود)
تفاوت جبری یک بعد منهای بعد پایه آن. انحرافات ابعادی عبارتند از:
انحراف بالا=حداکثر اندازه حد - اندازه اصلی
انحراف کمتر=اندازه حداقل حد - اندازه اصلی
انحرافات بالا و پایین در مجموع به عنوان انحراف حد نامیده می شوند و انحرافات بالا و پایین می توانند مثبت، منفی یا صفر باشند.

استاندارد ملی تصریح می کند که نام رمز انحراف بالای سوراخ ES است، نام رمز انحراف پایین سوراخ EI است. نام رمز انحراف بالای شفت es و نام رمز انحراف پایین شفت ei است.

▲ نمودار منطقه تحمل

5) تحمل ابعادی (تلرانس به اختصار)

مقدار تغییر اندازه مجاز.

تحمل ابعادی=حداکثر اندازه حد - حداقل اندازه حد

= انحراف بالا - انحراف پایین

از آنجایی که حداکثر اندازه حد همیشه بزرگتر از اندازه حداقل حد است، یعنی انحراف بالایی همیشه بیشتر از انحراف پایین است، بنابراین تلرانس ابعادی باید یک مقدار مثبت باشد.

6) خط صفر، منطقه روابط عمومی و نمودار منطقه تحمل

خط صفر یک خط مرجع است که برای تعیین انحراف در نمودار ناحیه تحمل، یعنی خط انحراف صفر استفاده می شود. معمولاً خط صفر نشان دهنده اندازه اصلی است. علامت "0"، "به علاوه "، "-" در انتهای سمت چپ خط صفر، انحراف بالای خط صفر مثبت است. انحراف زیر خط صفر منفی است. ناحیه تحمل ناحیه ای است که توسط دو خط مستقیم که انحرافات بالایی و پایینی را نشان می دهد تعریف شده است. عرض و موقعیت ناحیه تحمل دو عنصر تشکیل دهنده ناحیه تحمل هستند.

7) تحمل استاندارد و درجه تحمل استاندارد

تلورانس های استاندارد هر گونه تلورانسی است که در استانداردهای ملی برای تعیین اندازه ناحیه تحمل ذکر شده است. کلاس تحمل استاندارد کلاسی است که درجه دقت ابعاد را تعیین می کند. تلورانس‌های استاندارد به 20 درجه تقسیم می‌شوند، یعنی IT01، IT0، IT1~IT18 که نشان‌دهنده تلورانس‌های استاندارد هستند و اعداد عربی نشان‌دهنده درجه‌های تحمل استاندارد هستند که در میان آنها درجه IT01 بالاترین است، نمرات به نوبه خود کاهش می‌یابد. درجه IT18 پایین ترین است. برای یک اندازه اصلی مشخص، هر چه سطح تحمل استاندارد بالاتر باشد، مقدار تحمل استاندارد کوچکتر و دقت اندازه بالاتر است.

8) انحراف اساسی

برای تعیین انحراف بالا یا پایین ناحیه تحمل نسبت به موقعیت خط صفر استفاده می شود. به طور کلی، به انحراف نزدیک به خط صفر اشاره دارد. زمانی که ناحیه تحمل بالای خط صفر باشد، انحراف اساسی انحراف کمتر است. هنگامی که ناحیه تحمل زیر خط صفر است، انحراف اساسی انحراف بالایی است.

مطابق با نیاز واقعی، استاندارد ملی 28 انحراف اساسی مختلف را به ترتیب برای سوراخ و شفت در نظر گرفته است که در شکل زیر نشان داده شده است. مقادیر انحراف اساسی سوراخ ها و شفت ها را می توان از جداول مربوطه یافت.

▲ سری انحراف اساسی

از شکل بالا می توان دریافت که:

1) کد انحراف پایه با حروف لاتین، حرف بزرگ نشان دهنده کد انحراف اصلی و حرف کوچک نشان دهنده کد انحراف اصلی محور است. از آنجایی که انحراف پایه فقط برای نشان دادن اندازه ناحیه تحمل در شکل استفاده می شود، یک انتهای ناحیه تحمل به عنوان یک بازشو رسم شده است.

2) انحراف از A~H انحراف پایین تر، J~ZC انحراف بالایی است و انحرافات بالایی و پایینی JS به ترتیب به اضافه IT/2 و -IT/2 است.

3) انحراف اصلی محور انحراف بالایی از a~h، انحراف پایین تر از j~zc و انحرافات بالایی و پایینی js به ترتیب به اضافه IT/2T و -IT/2 است. انحراف دیگر سوراخ ها و شفت ها را می توان از روی انحراف پایه و تلرانس استاندارد محاسبه کرد.

02
اصطلاحات مرتبط

در مونتاژ ماشینی به رابطه بین ناحیه تحمل سوراخ ها و شفت ها با اندازه اولیه یکسان و ترکیب شده با یکدیگر تناسب گفته می شود. با توجه به تفاوت در اندازه واقعی سوراخ و شفت، یک "بازی" یا "تداخل" ممکن است پس از مونتاژ رخ دهد. در تناسب بین سوراخ و شفت، اختلاف جبری که با کم کردن اندازه شفت از اندازه سوراخ به دست می‌آید، وقتی مثبت است، و زمانی که منفی است تداخل است.

(1) انواع هماهنگی

فیت ها بر اساس فاصله یا تداخل به سه دسته تقسیم می شوند:

تصویر

1) ترخیص مناسب
ناحیه تحمل سوراخ بالای ناحیه روابط عمومی شفت است و هر جفت سوراخ و شفت مطابق با فاصله (شامل حداقل فاصله صفر) مطابق شکل a بالا می‌شوند.

2) تداخل مناسب
ناحیه تحمل سوراخ زیر ناحیه تحمل شفت است و هر جفت سوراخ و شفت مطابق با تداخل (از جمله حداقل فاصله صفر) مطابق شکل b بالا هستند.

3) نصب بیش از حد
ناحیه تحمل سوراخ با ناحیه تحمل شفت همپوشانی دارد و هر جفت سوراخ و شفت مطابقت دارند که ممکن است دارای شکاف یا تداخل باشند، همانطور که در شکل ج بالا نشان داده شده است.

(2) سیستم معیار هماهنگی

استاندارد ملی دو سیستم معیار را مشخص می کند، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است.

تصویر
▲ دو سیستم معیار

1) سیستم سوراخ پایه
انحراف اساسی سیستمی است که در آن ناحیه تحمل یک سوراخ معین و ناحیه تحمل شفت انحراف پایه نوعی همکاری را تشکیل می دهند، همانطور که در شکل a نشان داده شده است. یعنی موقعیت ناحیه تلرانس سوراخ در تناسب همان اندازه اصلی ثابت می شود و با تغییر موقعیت ناحیه تلرانس شفت برازش های متفاوتی به دست می آید. سوراخ ایجاد شده توسط سوراخ پایه، سوراخ مرجع نامیده می شود. استاندارد ملی تصریح می کند که انحراف کمتر سوراخ مرجع صفر است و "H" کد انحراف اصلی سوراخ مرجع است.

2) سیستم شفت پایه
انحراف اساسی سیستمی است که در آن ناحیه تحمل یک شفت خاص و ناحیه تحمل سوراخ ها با انحرافات اساسی مختلف، سیستمی از برازش های مختلف را تشکیل می دهند، همانطور که در شکل b نشان داده شده است. به این معنا که موقعیت ناحیه تحمل شفت در تناسب همان اندازه اصلی ثابت می شود و با تغییر موقعیت ناحیه تلرانس سوراخ، برازش های متفاوتی به دست می آید. سوراخ ایجاد شده در مرکز شفت پایه، آستین شفت مرجع نامیده می شود. استاندارد ملی تصریح می کند که انحراف بالایی شفت مرجع صفر است و "h" کد انحراف پایه شفت مرجع است.

از نمودار سری انحراف اساسی می توان دریافت که:

در سیستم سوراخ پایه، سوراخ مرجع H با شفت مطابقت دارد، a~h (در مجموع 11 نوع) برای تناسب فاصله استفاده می شود. j~n (در مجموع 5 نوع) عمدتاً برای تناسب بیش از حد استفاده می شود. (n، p، r ممکن است تناسب بیش از حد یا تداخل مناسب باشد). p~zc (در مجموع 12 نوع) عمدتاً برای تداخل مناسب استفاده می شود.

در سیستم محور اصلی، محور مرجع h با سوراخ مطابقت دارد، A~H (در مجموع 11 نوع) برای تناسب فاصله استفاده می شود. J~N (در مجموع 5 نوع) عمدتاً برای تناسب بیش از حد استفاده می شود. (N، P، R ممکن است تناسب بیش از حد یا تداخل مناسب باشد). P~ZC (در مجموع 12 نوع) عمدتاً برای تداخل مناسب استفاده می شود.

03
تحمل شکل

تحمل شکل به کل تغییرات مجاز توسط شکل یک عنصر واقعی اشاره دارد. تلورانس های فرم در مناطق تحمل فرم بیان می شوند. ناحیه تحمل شکل شامل چهار عنصر مانند شکل، جهت، موقعیت و اندازه ناحیه تحمل است. موارد تحمل شکل عبارتند از: صافی، صافی، گردی، استوانه ای، نیم رخ خط و نمای سطح.

1) صراط مستقیم

راستی به شرایطی اشاره دارد که شکل واقعی عناصر مستقیم روی قطعه، خط مستقیم ایده آل را حفظ کند. این همان چیزی است که معمولاً از آن به عنوان صافی یاد می شود. تلورانس صافی حداکثر تغییر مجاز خط واقعی به خط ایده آل است. یعنی در نقشه داده شده برای محدود کردن دامنه تغییرات مجاز خطای واقعی پردازش خط استفاده می شود.

تصویر

▲مثال الگوی 1: در یک صفحه معین، ناحیه تحمل باید ناحیه بین دو خط مستقیم موازی با فاصله 0.1 میلی متر باشد.

تصویر

▲مثال الگوی 2: اگر علامت φ قبل از مقدار تلورانس اضافه شود، ناحیه تحمل باید در ناحیه سطح استوانه ای با قطر 0.08 میلی متر 0 باشد.

2) صافی

صافی به شکل واقعی عنصر صفحه قطعه و شرایط حفظ صفحه ایده آل اشاره دارد. این همان چیزی است که معمولاً از آن به عنوان صافی یاد می شود. تحمل صافی حداکثر تغییر مجاز سطح واقعی به صفحه است. یعنی روی نقشه برای محدود کردن دامنه تغییرات مجاز خطای پردازش سطح واقعی داده شده است.

تصویر

▲مثال الگو: ناحیه تحمل ناحیه بین دو صفحه موازی با فاصله 0.08 میلی متر 0 است.

3) گرد بودن

گرد بودن شرایط شکل واقعی یک ویژگی است که دایره ای را روی قسمتی به فاصله مساوی از مرکز آن نشان می دهد. که معمولاً به عنوان درجه گردی نامیده می شود. تحمل گردی حداکثر تغییر مجاز دایره واقعی به دایره ایده آل در همان بخش است. یعنی با توجه به نقشه، از آن برای محدود کردن دامنه تغییرات مجاز خطای ماشینکاری دایره واقعی استفاده می شود.
تصویر

▲مثال الگو: ناحیه تحمل باید در همان بخش عادی باشد و اختلاف شعاع مساحت بین دو دایره متحدالمرکز با مقدار تحمل 0.03 میلی‌متر است.

4) استوانه ای

استوانه ای بودن به این معناست که هر نقطه از کانتور سطح استوانه ای روی قطعه در فاصله مساوی از محور خود نگه داشته شود. تحمل استوانه ای حداکثر تغییر مجاز سطح استوانه ای واقعی به سطح استوانه ای ایده آل است. یعنی در نقشه داده شده برای محدود کردن دامنه تغییرات مجاز خطای واقعی ماشینکاری سطح استوانه ای استفاده می شود.

تصویر

▲مثال الگو: ناحیه تحمل ناحیه بین دو سطح استوانه‌ای هم محور با اختلاف شعاع 0.1 میلی‌متر است.

5) پروفایل خط

نیمرخ خط شرایطی است که یک منحنی از هر شکلی شکل ایده آل خود را در صفحه معینی از یک قطعه حفظ کند. تلورانس پروفیل خط به تغییر مجاز خط کانتور واقعی یک منحنی غیر دایره ای اشاره دارد. به این معنی که در نقشه ارائه شده است، برای محدود کردن دامنه تغییرات مجاز خطای واقعی پردازش منحنی استفاده می شود.

تصویر

▲مثال الگو: ناحیه تحمل ناحیه بین دو پاکت است که یک سری دایره به قطر 0.04 میلی متر را در بر می گیرد. مرکز دایره ها بر روی خطوطی با هندسه نظری درست قرار دارند.

6) مشخصات سطح

پروفیل سطح شرایطی است که هر سطح روی یک قطعه شکل ایده آل خود را حفظ کند. تلرانس پروفیل سطح به تغییر مجاز خط کانتور واقعی یک سطح غیر دایره ای به سطح پروفیل ایده آل اشاره دارد. به این معنی که در نقشه داده شده، برای محدود کردن دامنه تغییرات خطای واقعی پردازش سطح استفاده می شود.

تصویر

▲مثال الگو: ناحیه تحمل بین دو پاکت است که مجموعه‌ای از توپ‌ها به قطر 0.02 میلی‌متر را در بر گرفته است. مراکز توپ ها از نظر تئوری باید روی سطح شکل هندسی صحیح از نظر تئوری قرار گیرند.

04
تحمل موقعیت

تلورانس موقعیت به مقدار کل تغییرات مجاز توسط موقعیت عنصر واقعی مرتبط به داده اشاره دارد.

(1) تحمل جهت گیری

تلورانس جهت گیری به مقدار کل تغییرات مجاز توسط ویژگی واقعی مرتبط به مبدأ در جهت اشاره دارد. این نوع تلورانس شامل سه مورد موازی، عمود بودن و تمایل است.

1) موازی سازی

موازی بودن که معمولاً به عنوان درجه موازی نامیده می شود، شرایطی را نشان می دهد که عناصر واقعی اندازه گیری شده روی قطعه در فاصله مساوی از مبدا قرار می گیرند. تحمل موازی حداکثر تغییر مجاز بین جهت واقعی عنصر اندازه گیری شده و جهت ایده آل موازی با مبدأ است.

تصویر

▲نمونه الگو: اگر علامت φ قبل از مقدار تحمل اضافه شود، ناحیه تحمل در داخل سطح استوانه‌ای با قطر موازی مرجع φ{0}}.03 میلی‌متر است.

2) عمودی بودن

عمود بودن، که معمولاً به عنوان درجه تعامد بین دو عنصر شناخته می شود، به این معنی است که عنصر اندازه گیری شده روی قطعه، زاویه 90 درجه صحیح را نسبت به عنصر مرجع حفظ می کند. تلورانس عمودی حداکثر تغییر مجاز بین جهت واقعی عنصر اندازه گیری شده و جهت ایده آل عمود بر مبنا است.

تصویر

▲توضیح افسانه: اگر علامت φ قبل از ناحیه تحمل اضافه شود، آنگاه ناحیه تحمل عمود بر صفحه مرجع و در یک سطح استوانه ای به قطر 0.1 میلی متر است.

تصویر

▲ Legend: ناحیه تحمل باید بین دو صفحه موازی با فاصله 0.08 میلی متر و عمود بر خط مرجع قرار گیرد.

3) شیب

شیب شرایط صحیح هر زاویه داده شده بین جهت گیری های نسبی دو ویژگی روی یک قطعه است. تلورانس شیب حداکثر تغییر مجاز بین جهت واقعی ویژگی اندازه گیری شده و جهت ایده آل در هر زاویه معین نسبت به مبدأ است.

تصویر

▲توضیح افسانه: ناحیه تحمل محور اندازه‌گیری شده، مساحت بین دو صفحه موازی است که فاصله آنها 0.08 میلی‌متر است و زاویه نظری 60 درجه را با صفحه مبنا A تشکیل می‌دهند.

تصویر

▲توضیح افسانه: اگر علامت φ قبل از مقدار تلورانس اضافه شود، ناحیه تحمل باید در یک سطح استوانه ای به قطر 0.1mm قرار گیرد. ناحیه تحمل باید موازی با صفحه B عمود بر مبنای A باشد و از نظر تئوری زاویه صحیح 60 درجه را با نقطه A تشکیل دهد.

(2) تحمل موقعیت

تلورانس موقعیت یابی کل مقدار تغییرات مجاز برای موقعیت ویژگی واقعی مرتبط نسبت به داده است. این نوع تلورانس شامل سه مورد است: درجه موقعیت، درجه هم محوری و درجه تقارن.

1) مدرک سمت

درجه موقعیت به وضعیت دقیق نقاط، خطوط، سطوح و سایر عناصر روی قطعه نسبت به موقعیت ایده آل آنها اشاره دارد. تلرانس موقعیت حداکثر تغییر مجاز موقعیت واقعی عنصر اندازه گیری شده نسبت به موقعیت ایده آل است.

تصویر

▲ Legend: وقتی علامت Sφ قبل از ناحیه تحمل اضافه می شود، منطقه تحمل ناحیه داخلی توپ با قطر 0.3 میلی متر است. موقعیت نقطه مرکزی ناحیه تحمل کروی از نظر نظری بعد صحیح نسبت به داده های A، B و C است.

2) هم محوری

هم محوری که معمولاً به عنوان درجه هم محوری شناخته می شود، به این معنی است که محور اندازه گیری شده روی قطعه در همان خط مستقیم نسبت به محور مرجع نگه داشته می شود. تلورانس هم مرکزیت تغییر مجاز محور واقعی اندازه گیری شده نسبت به محور مرجع است.
تصویر

▲افسانه تحمل هم‌مرکزی: وقتی مقدار تلورانس علامت‌گذاری می‌شود، ناحیه تحمل ناحیه بین سیلندرهایی با قطر 0.08 میلی‌متر است. محور ناحیه تحمل دایره ای با مبدأ منطبق است.

3) تقارن

درجه تقارن به این معنی است که دو عنصر مرکزی متقارن روی قطعه در یک صفحه مرکزی نگه داشته می شوند. تلورانس تقارن مقدار تغییرات مجاز صفحه مرکزی تقارن (یا خط مرکزی، محور) عنصر واقعی به صفحه تقارن ایده آل است.

تصویر

▲شرح افسانه: ناحیه تحمل ناحیه بین دو صفحه موازی یا خط مستقیم با فاصله 0.08 میلی‌متر و آرایش متقارن نسبت به صفحه مرکز مبنا یا خط مرکزی است.

(3) تحمل فرار

تحمل خروج یک مورد تحملی است که بر اساس یک روش تشخیص خاص ارائه می شود. تحمل خروجی را می توان به ریزش دایره ای و ریزش کامل تقسیم کرد.

1) کتک زدن دایره ای

خروج دایره ای وضعیتی است که در آن یک سطح چرخشی روی یک قطعه یک موقعیت ثابت را نسبت به یک محور مبنا در یک صفحه اندازه گیری تعریف شده حفظ می کند. تحمل خروج دایره ای حداکثر تغییر مجاز در یک محدوده اندازه گیری محدود است زمانی که عنصر واقعی اندازه گیری شده یک دایره کامل به دور محور مرجع بدون حرکت محوری می چرخد.

تصویر

▲ شرح 1: ناحیه تحمل ناحیه بین دو دایره متحدالمرکز عمود بر هر صفحه اندازه گیری است، با اختلاف شعاع 0.1 میلی متر و مراکز آن در یک محور مبنا قرار دارند.

تصویر

▲ شرح 2: منطقه تحمل ناحیه بین دو دایره با فاصله 0.1 میلی متر روی استوانه اندازه گیری در هر موقعیت شعاعی هم محور با مبدأ است.

2) زدن کامل

خروج کامل به مقدار خروجی در امتداد کل سطح اندازه گیری شده زمانی که قطعه به طور مداوم حول محور مرجع می چرخد، اطلاق می شود. تحمل خروج کامل حداکثر خروجی مجاز است زمانی که عنصر واقعی اندازه گیری شده به طور پیوسته حول محور مبنا می چرخد ​​در حالی که نشانگر نسبت به کانتور ایده آل خود حرکت می کند.

تصویر

▲ افسانه 1: ناحیه تحمل ناحیه بین دو سطح استوانه ای با اختلاف شعاع 0.1 میلی متر و هم محور با مبدأ است.
تصویر

▲ افسانه 2: ناحیه تحمل ناحیه بین دو صفحه موازی با اختلاف شعاع 0.1 میلی متر و عمود بر مبنا است.

اینجا، جدول زیر است، عجله کنید و آن را جمع کنید