קריאת שרטוט, מה גבולות החריגה המותרים?

(ASME Y14.5-2009, ISO 1101:2012)

פוסט זה הוא חלק שני בסידרה העוסקת בהרכבה מרותכת של מחלק ספיקה. (סיפור המסגרת של הטיפ הוא אגדה, אבל המסקנות מציאותיות). פוסט זה עוסק בקריאת הדרישות בשרטוט ההרכבה ותרגום הדרישות לגבולות חריגה מותרים.

ראשית, חשוב לזכור כי מפרט הדרישות (שרטוט) מגדיר מה תחום החריגה התיאורטית שלא פוגע בפונקציונאליות של הפריט (באחריות המתכן).
שנית. כפי שדרישה גיאומטרית אינה מחייבת (אלא אם צויין במפורש) טכנולוגיה (כירסום. חריטה. יציקה. הזרקה, הדפסה תלת מימדית…) ותהליך (למשל בעיבוד שבבי: כלי, מהירות סיבוב מהירות קידום, נוזל קירור…).
גם שיטת הביקורת (כלים, הצבה, מספר המדידות וכן הלאה) נתונים לשיקול דעתו המיקצועי של הבודק.
או במילים אחרות, שירטוט מתאר את הדרישות הפונקציונאליות, מהפריט הגמור,  מה צריך! לא איך (ליצר או למדוד).

פוסט זה עוסק במה (מה משמעות הדרישה).
לשאלת האיך? (לבצע את הבקורת) על כך בפוסט אחר…
(למרות שבמקרה זה, אין שוני בהגדרות מערכת היחוס והדרישות הגיאומטריות בין תקן ASME Y14.5-2009 ותקן ISO 1101:2012, יש הבדלים בהגדרות הביקורת הפיסית! )

שרטוט הרכבה – מפרט דרישות גיאומטריות.

השרטוט הוא חלקי, ולצורך מיקוד מוצגים רק שני מבטים ובהם רק הדרישות הגיאומטריות הרלוונטיות למיקום ותנוחה (אוריאנטציה) של הפלאנז' והOULETS.
כל המידות הן במילימטרים.

TOTM.1508.00 Pipe Welded Assy_dwg2_assy rqt-1

איור 1 – מבטים משרטוט הפריט (מפרט דרישות גיאומטרי)

מה הדרישות ברמה התיאורטית?

באיורים הבאים מוצג חלק (עם חריגות) כנגד גבולות החריגה המותרים לו לפי השרטוט (איור 1). בשלב הראשון נקבע את החלק במרחב לפי הגדרת מערכת היחוס.

1. מערכת יחוס

מערכת היחוס מורכבת משלושה מישורים ניצבים. מערכת היחוס מגדירה את נקודת האפס לביקורת וכן את כיווני המדידה.
הקשר בין מערכת היחוס לחלק מוגדר בשרטוט:

1.1 דאטום A

  • דאטום A הוא הישר התיאורטי המשותף בחיתוך שני מישורים תיאורטיים (האדום והירוק),
  • בחלק מיוצר – הציר של המעטפת החיצונית נמצא על דאטום A
  • דאטום A – סוגר 4 דרגות חופש (2 תזוזה, 2 סיבוב).
TOTM.1508.100 - Datum A

איור 2: ציר דאטום A

1.2 דאטום B

  • דאטום B הוא המישור השלישי (הצהוב) במערכת היחוס שניצב לשני מישורי הדאטום (האדום והירוק).
  • בחלק מיוצר – בין מישור דאטום B והמשטח החיצוני של הפלאנז' יש נקודת מגע אחת.
  • דאטום B – סוגר דרגות חופש אחת נוספת (תזוזה לאורך ציר A)

    TOTM.1508.100 - Datum B

    איור 3 – מימשק בין מישור דאטום B למשטח הפלאנז'

חשוב לזכור:

  • מערכת היחוס היא תיאורטית ומדוייקת (ללא חריגות או אי ודאות).
  • טולרנסים גיאומטריים נימדדים ממישורי מערכת היחוס.
  • המרווח שהתקבל בין מישור דאטום B למשטח, לא משפיע על תוצאות המדידות שמתיחסות למערכת היחוס!

2. דרישות גיאומטריות

2.1 דרישה מספר 1 – ניצבות משטח הפלאנז'

באיור 4 מוצג אזור החריגה המותר למשטח. משטח הפלאנז' חייב להמצא בין שני מישורים מקבילים, שמרחק בינהם הוא שתי יחידות והם ניצבים לציר דאטום A.

TOTM.1508.100 - Perp A

איור 4 – בדיקת ניצבות משטח הפלאנז' לציר דאטום A

  •  נקודת המגע הראשונה עם מישור איזור הטולרנס במקרה זה ניראת באיור 3,
  • באיור 4 אנו רואים כי המשטח כולו מוכל באיזור הטולרנס, כלומר עומד בדרישה.

2.2 דרישה מספר 2 – מיקום

  • דרישה מספר 2, מבקרת את חמשת צינורות היציאה (outlet) בו זמנית. בקרת המיקום מתיחסת למערכת יחוס המוגדרת לפי A ו B.

    TOTM.1508.110 Position Dia2M - Tolerance Zone

    איור 5 – איזור טולרנס המיקום

  • המודיפייר M משנה את דרישת המיקום לחד צדדית, אסור לoutlet לחרוג ממעטפת בקוטר מצב הקיצון (הVirtual Condition).
  • מצב הקיצון = קוטר 115.1∅ במקסימום חומר (MMC קוטר מירבי לפי תקן NPS) + חריגת המיקום המירבית המותרת במקסימום חומר, צילינדר בקוטר Ø2
  • התוצאה היא, חמש מעטפות צילינדריות בקוטר 117.1 במיקום ותנוחה תיאורטי, מדוייק, בינם לבין עצמם ולמערכת היחוס שהוגדרה (A|B). שכל חמשת צינורות היציאה חייבים לקיים בו זמנית.

    לביקורת, מציבים את הפריט המבוקר במערכת היחוס ובודקים האם הדרישה מתקיימת. איור 6 מציג הצבה של חלק מיוצר לבקורת מיקום צינורת היציאה (outlet).

    TOTM.1508.100 Position 2M Rejected

    איור 6 – ביקורת מיקום

    בחלק המוצג באיור 6, שלוש מהיציאות (outlet) חורגות.

    חלק זה דחוי!בדיקה העלתה כי החריגה היא בעיקר במיקום לאורך הציר (בכיוון החץ הכתום). אם הפריט שמיש (גם עם חריגה זו) יש צורך לשנות את השרטוט, על מנת להמנע מדחיית חלקים שמישים גם בעתיד!!!

לסיכום

  • טולרנסים גיאומטריים מגדירים את הדרישות מהחלק הגמור!!!
  • טולרנסים גיאומטריים מגדירים אלמנטים תיאורטיים מושלמים.

פוסט זה עסק בתרגום הדרישות לגבולות התיאורטים, ומותיר בשלב זה את אפשריות המימוש הפיסי לבקורת פתוחות.
בעקרון ניתן לומר כי לבקורת פיסית של דרישות גיאומטריות יש שלוש חלופות עקריות:

  • סט-אפ (בלוקים. פריזמות, שעון…)
  • מכונת מדידה xyz
  • קשיחים (go-nogo)

חומר למחשבה:

  • האם ניתן לבקר את מיקום היציאות (outlet) בעזרת מדיד Go-NoGo?
  • אם כן, איך יראה המדיד?

שאלות? הצעות? רעיונות?
כתבו אלינו – info@TES-RnD.com

הרשמה לטיפ החודשי