تلرانس

تلرانس چیست؟

تلرانس به چه معناست؟ تلرانس یعنی مقدار خطای مجاز، خطا در هر سیستمی مانند باکتری وجود دارد نمی‌توان آن را از بین برد فقط می‌خواهیم آن را بشناسیم، پس این مقاله را به طور کامل بخوانید تا با این باکتری آشنا شوید.

جایگاه تلرانس در نقشه کشی صنعتی

نقشه مهندسی سندی رسمی است تعریفی دقیق از یک قطعه یا مجموعه‌ای از قطعات را ارائه می‌دهد لذا این تعریف تا حد امکان بایستی دقیق واضح و قابل اجرا باشد و از هدر رفتن هزینه به هنگام ساخت و تولید جلوگیری نماید یکی از ویژگی‌های این سند ارائه تلرانس‌ های هندسی و ابعادی بر روی نقشه قطعات می باشد. به نوعی می‌توان گفت که تلرانس‌ های هندسی و ابعادی یک زبان بین‌المللی برای معرفی دقیق قطعات در نقشه های صنعتی هستند.

نمونه نقشه صنعتی
نمونه نقشه کشی صنعتی

این زبان علائم قوانین و تعاریفی را شامل می‌گردد که محدوده ابعاد، موقعیت‌ها، راستاها و فرم‌ها را نشان می‌دهند. تلرانس‌های هندسی و ابعادی زبانی صحیح است به وسیله آن می‌تواند منظور را بر روی نقشه قطعات به دیگران و به سهولت تفهیم نماید و ارتباط در سطح بخش‌های طراحی ساخت و تولید و کنترل کیفیت با به کار بردن تلرانس‌ها برقرار می‌گردد و به وسیله آنها می توان فرضیات احتمالی در فرایند‌ها و بازرسی‌ها را به شدت کاهش داد درصورت کاربرد صحیح تلرانس‌های ابعادی و هندسی می توان علاوه بر افزایش کیفیت قطعات راندمان بیشتری را از نظر اقتصادی در قطعات و سیستم‌های تولیدی ایجاد نمود.

از این رو استفاده از تلرانس‌های  ابعادی و هندسی امروزه اجتناب‌ناپذیر بوده و هر مهندسی یا کارشناسی که در زمینه های طراحی، ساخت تولید،کنترل کیفیت و حتی بازرگانی فعالیت می‌نماید ناگزیر به استفاده از آنها می باشد.

تعریف تلرانس

تلرانس به معنای مقدار خطای مجاز است وقتی شما قطعه‌ای را در نرم افزارهای طراحی مثل سالیدورک و کتیا طراحی می‌کنید طبق همان نقشه ساخته نمی‌شود و خطاهای موقع ساخت وجود دارد و باید این خطاها را شناخت و به عنوان تلرانس ساخت قطعات در نظر گرفت،این خطاها چرا بوجود می‌آیند؟

در هنگام ساخت قطعات ابعاد قطعه و شکل هندسی آن به دلایل مختلفی نظیر محدود بودن دقت دستگاه‌های ساخت و خطا پذیر بودن روش‌های تولیدی به کار گرفته شده طبق مدل دقیق نقشه صنعتی ساخته نمی‌شود، این خطاها باعث بروز مشکلاتی در مونتاژ می‌شود، در هنگام ساخت هر قطعه بایستی دو تلرانس را در نظر گرفت:

  1. تلرانس ابعادی
  2. تلرانس هندسی

 

همانطور که می‌دانید خطا مانند باکتری است که نمیتوان آنرا از بین برد فقط می‌خواهیم آن‌ها را بشناسیم و با توجه به عملکرد مقداری برای آن تعیین کرد. بدیهی است هر چقدر مقدار تلرانس کوچکتر باشد دقت بیشتری برای ساخت نیاز دارد بنابراین هزینه تولید را افزایش می‌دهد، همانطور که در نمودار شکل پایین مشاهده می‌کنید با باز شدن مقدار تلرانس ( بزرگ شدن مقدار تلرانس) هزینه نیز کاهش می‌باید و هرچه تلرانس بسته‌تر باشد هزینه تولید نیز افزایش می‌یابد.

نمودار هزینه و تلرانس
نمودار هزینه و تلرانس

در ادامه به هر کدام از تلرانس ابعادی و استانداردهای آن همینطور تلرانس هندسی و استاندارد آن می‌پردازیم.

تلرانس ابعادی

همانطور که اشاره شد با توجه به محدودیت‌های موجود در دقت روش‌های تولیدی و همچنین برای رسیدن به محصول نهایی با قیمت تمام شده مناسب نمی‌توان در عمل، قطعه را دقیقا با همان اندازه‌های اسمی که طراح در نقشه اعمال کرده است ساخت، به همین دلیل استاندارد ISO2768 برای نقشه‌هایی که اندازه و زوایای موجود در آنها بدون تلرانس هستند کاربرد دارد و چهار کلاس تلرانس ظریف (f)، متوسط (m)، خشن (c) و خیلی خشن (v) پیشنهاد شده است.  جدول تلرانس ابعادی را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید.

استاندارد ISO2768تلرانس ابعادی را چگونه محاسبه کنیم؟

همانطور که در شکل زیر می‌بینید قطعه قرمز رنگ می‌خواهد در باکس سبز رنگ مونتاژ شود طراح با توجه به عملکردی که می‌خواد قطعه قرمز از باکس سبز رنگ بیرون نزند مقدار تلرانس ابعادی آن را کمتر از تلرانس باکس در نظر می‌توان محاسبه کرد.

نمونه انطباقات
نقشه تلرانس ابعادی

آموزش انطباقات

هنگامی که دو قطعه در کنار هم قرار می‌گیرند و با هم از نظر مکانیکی درگیر می‌شوند اصطلاحا به آن انطباق گفته می‌شود، از اسامی دیگر انطباقات می‌توان به جازنی،ثبوت نام برد و انطباق به انگیلیسی fitment می‌باشد، برای اینکه دو قطعه بتوانند در کنار هم به درستی کارکنند باید تلرانس متناسب با انطباق آنها انتخاب کرد که به آن تلرانس انطباقی می‌گویند.

 

تعریف انطباقات
انطباقات قطعات

تلرانس انطباقی را طراحی موقعی مورد استفاده قرار می‌دهد که قرار است قطعات با وابستگی و دقت بالا در کنار هم قرار بگیرند و باهم درگیر شوند و در این موارد تلرانس عمومی جوابگوی کار نیست، انطباق دو قطعه زمانی صحیح و مورد نظر طراح است که اولا اندازه اسمی آن‌ها با هم برابر باشد و ثانیا از استاندارد یکسانی برای تلرانس و انطباقات استفاده شده باشد.

به همین دلیل در استاندارد ISO286 برای تلرانس انطباقات پیشنهاد شده است و دو سیستم برای انتخاب انطباقات قطعات مورد استفاده قرار می‌گیرد:

  • سیستم سوراخ مبنا (ثبوت سوراخ): در این حالت قطر سوراخ ثابت است و این قطر میله است که تغییر می‌کند و با حروف انگلیسی بزرگ شروع می‌شود.

    جدول انطباقی
    ثبوت سوراخ
  • سیستم میله مبنا (ثبوت میله): در این حالت قطر میله ثابت است و این قطر سواخ است که تغییر می‌کندو با حروف انگلیسی کوچک شروع می‌شود.
جدول انطباقی
جدول ثبوت میله

نکته1: حروف بزرگ برای سوراخ و شیار و حروف کوچک برای میله و بلوک است.

نکته2 : پنچ حرف i,l,o,q,w در حروف انطباقی وجود ندارد

انواع انطباقات چیست؟

تلرانس ها و انطباقات معمولاً از طریق پایه شناخت از عملکرد یک مجموعه برای قطعات و روش های ساخت تعیین می گردند در طراحی انطباق علاوه بر تحلیل شرایط استاتیکی قطعات درگیر باید به رفتار حرارتی مجموعه و رفتار دینامیکی آنها نیز توجه داشت مثال یک روتور که روی یک شفت به صورت انقباض قرار می‌گیرد انطباق باید به گونه ای طراحی شود که تحت شرایط دوران و تغییر درجه حرارت مجموعه محدوده کاری از بین نرود بر این اساس انطباق های استاندارد تعیین شده اند همه شرایط کاری را می‌توانند پوشش داده و پاسخگو باشند

محدوده تلرانسی میله و سوراخ را می‌توان به سه دسته اصلی زیر تعریف کرد:

  1. انطباقات آزاد ( انطباق لقی دار)
  2. انطباقات عبوری سفت ( انطباق فیمابین، بینابین)
  3. انطباقات پرسی ( انطباق تداخلی)
جدول انطباقات
انواع انطباقات

انطباقات آزاد:

انطباقي است كه در آن به هر صورت اجزاء منطبق شونده نسبت بهم داراي بازي يا به عبارت ديگر لقي خواهند بود. به ديگر بيان در اين حالت كوچكترين اندازه سوراخ بزرگتر يا مساوي بزرگتريناندازه ميله خواهد بود.

انطباقات آزاد
نمونه انطباقات آزاد

این ترکیب از تلرانس و سوراخ برای چرخ تسمه آزاد، چرخ دنده های هرزگرد، یاتاقان های بزرگ، قطعات دوار و مواردی شبیه به آن ها مناسب است. موارد استفاده دیگری از این  تلرانس نیز وجود دارد تغییرات دما بین دو جزء شافت و سوراخ زیاد باشد و یا در یاتاقان های روغنی سنگین که با سرعت های نسبتاً زیادی کار می کنند و یا هنگامی که تغییرات بین دو جزء شافت و سوراخ زیاد باشند از این تلرانس استفاده می‌شود ترکیب میانه‌ای که دقیق تر از H9/d9 است برای یاتاقان‌های میل لنگ میل بادامک و میل سوپاپ در موتورهای احتراق داخلی در مواردی از قبیل ماهک در جعبه دنده‌ها که نیاز به حرکت رفت و برگشتی و چرخشی با هم وجود دارد استفاده می‌شود.

انطباق آزادبه طور کلی می‌توان از این انطباق برای یاتاقان هایی که ضمن احتیاج به لقی مناسب باید از روغن کاری خوبی نیز برخوردار باشند استفاده کرد در مواردی که چند یاتاقان بر روی یک شافت عمل می‌کنند نیز می‌توان از این انطباق بهره برد یک نمونه از این انطباق H9/e9 است در کیفیت های بهتر این انطباق مانند  H9/e6میتوان در یاتاقان های پر سرعت با بار جانبی زیاد در شافت های بزرگ از جمله یاتاقان های توربو ژنراتور و یاتاقان های موتور های الکتریکی بزرگ بر حسب کارکرد آنها استفاده نمود.

مثالی از انطباقات آزاد
کاربرد انطباقات آزاد

H8/f7 نمونه‌ای دیگر از این انطباق است این انطباق از نظر تولید نسبتاً ساده بوده و در مواردی که انطباقی با کیفیت خوب مورد نیاز است از قبیل یاتاقان ها در محور های کوچک چرخ دنده هایی که بر روی محورهای ثابت به طور آزاد می‌گردند و به طور کلی برای مکانیزم های متوسط و کوچک استفاده می شود برای توضیح بیشتر در جعبه دنده ها و یاتاقان های مورد استفاده در موتورهای الکتریکی کوچک و پمپ های کوچک مورد استفاده قرار می گیرد.

H7/g6 یک نمونه از این کلاس است این انطباق بسیار گران است در مواردی که ضمن لقی بسیار کم نیروی عرضی وارد شده کم باشد مانند یاتاقان های مورد استفاده در سیستم های دقیق و پیستون در شیرها یا پمپ های پیستونی ظریف کاربرد دارد.

نمونه انطباقات آزاد
انطباق آزاد پیستون

تلرانس H7/h6یک نمونه  دیگر از این انطباق است این ترکیب برای تثبیت موقعیت مورد استفاده می‌گیرد همچنین در بسیاری برای دو قطعه که نسبت به هم نباید حرکتی داشته باشند و در طول زمان تماس ثابت هستند استفاده می شود قطعات با این انطباق به راحتی جمع و باز می شوند.

 

انطباقات سفت:

اين از انطباق را ميتوان انتقالي يا ضعيف يا مالشي نيز ناميد، در چنين انطباقي پس از سوار شدن ممكن است.بين اجزاء تشكيل دهنده آن لقي يا تداخل ايجاد شود. به ديگر بيان منطقه تلرانس سوراخ و ميله كاملاً روي هم قرار گرفته يا در بخشي برهم منطبق ميشوند.

انطباقات سفت
نمونه انطباقات سفت

با این ترکیب حداکثر لقی بسیار کمی دو قطعه به وجود می آید در اصل این نوع انطباق بینابینی است که به بعضا تداخل قطعات را نیز نتیجه می دهد بهترین نمونه برای این  H7/k6کلاس است در این انطباق میانگین قطر شفت و سوراخ با هم برابرند و بیشتر جهت حذف  ارتعاشات استفاده می‌شود.

بهترین نمونه این انطباق H7/n6  است از این انطباق در شرایطی مقدار لقی یا تداخل دو قطعه نسبت به هم باید حداقل باشند و یا در مواردی که انطباقی محکم مورد نیاز باشد به خصوص جهت از بین بردن انتقال ارتعاشات استفاده میشود

انطباقات پرسی:

انطباقي است كه درموقع سوار كردن بين ميله و سوراخ تداخل ايجاد خواهد شد. بنابراين بزرگترين اندازه سوراخ كوچكتر يا مساوي كوچكترين اندازه ميله خواهد بود. در چنين حالتي براي مونتاژ از نيروي زياد و حتي پرس استفاده مي‌شود.

انطباقات پرسی
انطباق پرسی

اگرچه این انطباق فقط کمی تداخل ایجاد می‌کند ولی برای قطعات آهنی انطباقی نسبتاً محکم است نمونه‌ای از این مورد H7/p6 مقدار انطباق گیردار برای اتصال فلزات غیر آهنی مانند برنج در فولادها نسبتاً مناسب است برای دو فلز سبک با مدول الاستیسیته پایین مناسب نیست.

معمولاً برای اتصالات دائمی یا نیمه دائمی از این انطباق استفاده می شود این انطباق ممکن است قبل از سوار کردن احتیاج  به گرم کردن و سرد کردن قطعات داشته باشد این ترکیب قطعات آهنی را محکم میکند نمونه‌ای ازآن H7/s6 است برای قطعات چدنی حداکثر از این انطباق می توان استفاده نمود. البته برای انطباقات میان کلاس ۹ و ۸ میتوان از H7/r6 استفاده نمود این انطباق در فلزات نرم معادل p6 در فلزات آهنی است از این انطباق برای محکم کردن نشیمنگاه سوپاپ در موتورها  ویا محکم کردن موانع بر روی شافت ها استفاده می شود.

انطباق پرسی
نمونه انطباق پرسی قطعات

نمونه‌ای دیگر از آن H7/u6 است در این انطباق قبل از سوار کردن قطعات احتیاج به گرم و سرد کردن قطعات است این ترکیب قطعات آهنی را بسیار محکم به هم متصل می کند.

همان گونه که می دانید در تماس انقباضی در یک مجموعه انطباقی با گرم کردن قطعه بیرونی و سرد کردن قطعه داخلی و سوار کردن مجموعه می‌توان به تماسی محکم بین دو قطعه دست یافت البته لازم به ذکر است که ابعاد اولیه این دو قطعه بسیار مهم هستند در یک تماس کم بین دو قطعه همواره فشار تماسی وجود دارد و بسته به هندسه به واسطه تنش های ایجاد شده در دو قطعه تغییر شکل یا تغییر ابعادی در آنها ایجاد میگردد.

 

کلاس کیفیت تلرانس

از آنجایی که انتخاب دلخواه مقدار تلرانس صنایع مکانیک و ماشین سازی را دچار هرج و مرج می‌کرد، لذا به منظور هماهنگی در کارهای صنعتی برای نشان دادن کیفیت تلرانس در سیستم ایزو از اعداد زیر نویس استفاده شد که به IT که مخفف ISO Tolerance است.

 

به طور مثال در 20H7 عدد 7 کلاس کیفیت یا کلاس ساخت می‌باشد.

که در استاندارد ایزو از 01 شروع و تا 18 ادامه دارد و در استاندارد آمریکایی از 0 تا 16 می باشد.

هر چه عدد IT بزرگتر باشد بازه عددی بزرگتر است و هرچه کلاس کیفیت پایین تر باشد صنعت با کلاس تر و دقیق تر است.

به طور مثال برای عدد 0 تا 5 برای صنایع دقیق مانند ابزارهای کنترلی استفاده می‌شود

عدد 6 و 7 خروجی دستگاه‌های سنگ و تراش است.

عدد 8 تا 11 برای صنایع با لقی بیشتر مانند فرزکاری، سوراخکاری و…

عدد 12 تا 18 نیز برای صنایع با لقی زیاد مانند ورقکاری، پرسکاریريال آهنگری و ریخته گری.

کلاس کیفیت
کلاس کیفیت فرایندهای مختلف

نرم افزارها و سایت های انطباقات

نرم افزارهای موبایل و سایت هایی می‌باشند که محاسبات انطباقات را تنها با وارد کردن قطر یا سایز و انتخاب نوع انطباق به شما می‌دهند از معروفترین نرم افزارهای موبایل انطباقات شامل موارد زیر می‌باشند:

  • Fit Tolerance ISO
  • ISO Fits

سایت زیر نیز موجود می‌باشد که دقیقا مانند همین نرم افزارهای موبایل کار می کنند:

https://amesweb.info/fits-tolerances/tolerance-calculator.aspx

نرم افزار موبایل انطباقات
نرم‌افزار انطباقات

ایرادات تلرانس ابعادی

به منظور فهم به طرح سیستم تلورانس هندسی بررسی اشکالات تلرانس ابعادی مهم است، تلرانس ابعادی اساساً یک سیستم تلرانس گذاری دو بعدی است در فرایند ساخت همه تجهیزات ساخت به طور ذاتی دارای خطا می باشند،  بنابراین قطعه ساخته شده و بدون نقص نخواهد بود و ما نمی‌توانیم گوشه‌ها را کاملاً قائم و سطوح را کاملاً تخت  بسازیم مقاطع دایره‌ای کاملاً گرد نیستند قطعه به طور ذاتی در فرآیند تولید دارای نوسانات خواهد بود شاید به صورت چشمی سطوح قطعه تخت و خطوط گوشها مستقیم و گوش‌ها قائم به نظر برسند و نوسانات تولید به قدری کوچک باشند که با چشم غیر مسلح قابل تشخیص نباشند ولی توسط وسایل اندازه‌گیری دقیق می‌توان این انحرافات را مشاهده نمود

از طرفی درتلرانس ابعادی اندازه سایز محلی مورد نظر است یعنی در حالی که در هر مکان اندازه بعد کنترل شده و در محدوده تلرانسی تعریف شده می‌باشد مقدار اندازه انطباقی آن بعد ممکن است خارج از رنج نقشه باشد یعنی قطعه در محل مورد نظر مونتاژ نشود دلیل آن این است که تلرانسهای حدی معمولاً یک مبنا ندارند و همچنین دارای هیچگونه جهت یا موقعیت وابسته به مبناها نمی باشند تلرانس ابعادی یک سیستم دو بعدی است ولی قطعات واقعی سه بعدی هستند.

 

اشکال دیگر سیستم تلورانس ابعادی این است که مبناها به صورت ضمنی مشخص می‌شوند و ممکن است مهندسین فرایند یا بازرسین برداشت های متفاوتی از این مبنا ها داشته باشند ضمن اینکه ترتیب مبناها نیز مشخص نمی باشد ترتیب این مبنا ها در ساخت قطعه و نتایج بازرسی قطعه بسیار موثر خواهد بود با توجه به اشکالات مطرح شده در مورد سیستم تلرانس گذاری ابعادی چنانچه از این سیستم در یک کارخانه استفاده شود شاید مشکلات آن در  ارتباطات شفاهی بین مهندسین و تکنسین ها و همچنین توضیحات نوشتاری بر روی نقشه ها به حداقل رسیده و قابل استفاده باشد ولی با توجه به اینکه در حال حاضر قطعات در نقاط مختلف دنیا تولید شده و آن گاه در یک کارخانه مونتاژ می‌شوند نیاز است تا مهندسین در قسمت های طراحی، تولید، بازرسی و مونتاژ که هرکدام ممکن است در فاصله های دور از هم بوده و ارتباط محاوره ای روزانه نداشته باشند همواره برداشت مشترکی از نقشه های مهندسی داشته باشند که در این صورت مشکلات تلرانس ابعادی به طور جدی نمود پیدا می کند.

مجموعه اشکالات تلورانس ابعادی بدین معنی نیست که این تلورانس نمی‌تواند استفاده شوند ولی مهم است که ما به محدودیت ها و مشکلات آن پی ببریم داشتن یک دانش شفاف در خصوص تلرانس ابعادی به ما در درک این‌که تلرانس هندسی چه کاری برای ما انجام خواهد داد کمک می کند از طرفی سیستم تلرانس گذاری هندسی نه جهت حذف سیستم تلورانس ابعادی بلکه برای رفع مشکلات وخلاء های آن ابداع شده و می خواهد تا ضمن برطرف نمودن مشکلات تلرانس ابعادی زبان مشترکی از مرحله طراحی تا مونتاژ بین مهندسین و تکنسین ها ایجاد نمایند لذا فراگیری این زبان برای هر یک از مهندسین تکنسین ها در هر یک از مراحل طراحی محصول ریزی فرایند فرایند ساخت و بازرسی و بخش مونتاژ از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردار است.

 

تلرانس هندسی چیست؟

در سال ۱۹۳۰ شخصی به نام استنلی پارکر در اسکاتلند فهمید که مشکلاتی در استفاده از تلرانس ابعادی وجود دارد از اولین افرادی بود که سیستم تلرانس هندسی را اختراع کرد. سیستم تلرانس هندسی از آن زمان متولد شد، به روز شد، تصیح شد و وسعه پیدا کرد و اکنون در سطح جهانی به رسمیت شناخته شده است. می توان گفت از دلایل پذیرش و توسعه سیستم تلرانس هندسی حجم وسیع تجهیزات و ادواتی بود که در جریان جنگ جهانی دوم پس از ساخته شدن با تلرانس ابعادی در فاز عملیاتی در میدان نبرد عمل نکرد با بررسی انجام شده علت آنها عمدتا عدم احراز فرم و هندسه مناسب این ادوات تشخیص داده شد و موجب پذیرش و توسعه تلرانس‌های هندسی توسط صنایع نظامی پس از جنگ گردید.

 

در حال حاضر تلرانس ابعادی و هندسی یک زبان بین المللی است که بر روی نقشه های مهندسی برای توصیف سه بعدی محصول کاربرد دارد و بهترین روش در تعریف یک محصول می باشد آخرین استاندارد ملی آمریکا در این موضوع استاندارد  ASME y14.5 2018 می باشد و همچنین استاندارد بین المللی ISO1101 2017 و سریهای دیگر استانداردهای وابسته برای این منظور تدوین و مورد استفاده می باشند.

دانلود استاندارد  (2009)Asme y14 5

دانلود استاندارد (2018)Asme y14 5

این زبان به صورت ریاضی و بسیار مختصر فرم جهت موقعیت المان‌های قطعه در محدوده های تلرانسی‌شان را توصیف می نماید به طوری که این حدود تلرانسی سه بعدی در یک دستگاه مختصات کارتزین توصیف می‌شوند و یک تعریف بسیار روشن و مختصر از منظور طراحی برای مشخصه های محصول ارائه می نماید این کار توسط یک سری علائم و سمبل ها انجام می شود که مجموعه این علائم یک زبان مهندسی بین المللی را ایجاد نموده است این زبان مهندسی شبیه به هر هر زبان دیگری دارای گرامر معین و قواعد دقیق است که باید آموزش داده و تمرین شود تا از احتمال خطا و لغزش عامیانه در زبان جلوگیری شود.

 

مزایای سیستم تلرانس هندسی

با توضیحاتی که بعد اشکالات تلرانس ابعادی ارائه گردید سیستم تلرانس هندسی برای جایگزینی با سیستم تلرانس های ابعادی بلکه به منظور تکمیل و رفع اشکالات سیستم تلرانس ابعادی ابداع و توسعه یافته از جمله مزیت های اصلی این سیستم به شرح زیر می باشد

1-ایجاد یک دستگاه مختصات سه بعدی بر روی نقشه قطعه و تلرانس گذاری سه بعدی که مشکلات سیستم تلرانس ابعادی ناشی از تلرانس گذاری در یک دستگاه دو بعدی را برطرف می سازد

2-این سیستم بنا به شرایط هر فیچر و مبناها مناطق تلرانسی مختلفی ایجاد می‌شود و به جهت مناطق تلرانسی دایروی و غیر ثابت بودن منطقه تلرانس ضمن تامین شرایط عملکردی قطعه مناطق تلرانسی ای بزرگ تر موجب تولید آسان تر و ارزان تر خواهد شد

3-از توضیحات اضافه در نقشه برای بیان خواسته‌های عملکردی مورد نظر طراح جلوگیری می شود

4-منظور طراح با زبان مهندسی شفاف و دقیق در نقشه بیان شده و نیازی به تفسیر نقش و یا ارتباط بین بخشهای طراحی ساخت بازرسی و مونتاژ وجود ندارد

5-ترتیب مبناها و تلورانس گذاری بر اساس نیازمندی های عملکردی قطعه صورت می پذیرد لذا با لحاظ نمودن نیازمندیهای عملکردی قطعه بر روی نقشه طراحی مشکلات قطعه تولید شده در مرحله مونتاژ و عملکرد حداقل خواهد بود

6-مبناها برای عملیات ماشینکاری و بازرسی به صورت کاملاً شفاف بر روی نقشه مشخص شده و این مبنا ها با مبناهای قطعه در مرحله مونتاژ همخوانی دارند بنابراین مشکلات ناشی از عدم همخوانی مبناهای ماشینکاری و اندازه‌گیری به واحد مونتاژ منتقل نخواهد شد یعنی ماشینکاری و اندازه گیری بر اساس وضعیت انطباقی قطعه صورت می‌پذیرد و نه ابعاد ابعاد ناحیه ای

7ترتیب مبناها تعیین می‌شود و مشکل عمل عدم تکرار پذیری در تولید و اندازه‌گیری به واسطه ترتیب مبناها به وجود نمی‌آید

 

فراگیری و استفاده موثر از تلرانس گذاری ابعادی و هندسی شامل چهار مهارت عمده به شرح زیر می باشد

۱ توانایی در شناخت مفاهیم و سمبل های هندسی و مهارت در خواندن نوشتن و مکالمه با این زبان

۲ تسلط کامل بر این زبان و مهارت در تعریف نیازمندی ها و مشخصه های مورد نیاز محصول با استفاده از آن

۳ توانایی در خواندن نقشه های مهندسی و برنامه ریزی فرایند ساخت بر اساس نیازمندی های تعریف شده است بخش طراحی به گونه ای که پس از ساخت محصول کلیه نیازمندیها تصریح شده در نقشه محصور به درستی ارضا شده باشد

4- توانایی در خواندن و فهم نقشه های مهندسی به منظور انتخاب درست روش و تجهیزات بازرسی مناسب و همچنین اندازه گیری یا کنترل محصول جهت تطبیق و صحه گذاری قطعه تولید شده با مشخصه های تصریح شده در نقشه های طراحی

 

علائم تلرانس هندسی

 

اندازه اصلی یا مبنا : اندازه اصلی برای یک بعد یعنی اندازه تئوری عام بود به گونه ای که محدوده‌های مجاز آن با توجه به تلرانس های دیگر تعیین شود به عبارت دیگر اندازه اصلی یعنی اندازه‌ای که محدوده های مجاز یا تغییرات بر روی آن اعمال می‌شوند اندازه اصلی برای هر دو قطعه درگیر برابر است.

اندازه مربوط به حداکثر ماده:  اندازه‌ای که بر طبق آن قطعه بیشترین مقدار را داشته باشد اندازه مربوط به حداکثر ماده نام دارد این اندازه برای یک شفت یا ویژگی برابر با حداکثر اندازه و برای یک سوراخ یا ویژگی داخلی برابر با حداقل اندازه آن است تلورانس اختلاف بین حداقل و حداکثر انحراف مجاز از یک اندازه را تلرانس می نامند

میزان مجاز: مجاز یعنی تفاوت بین ابعاد دو قطعه درگیر بگونه‌ای که دو قطعه یا دو ویژگی درگیر تحت شرایط حداکثر ماده باشند در دو قطعه لق معادل با حداقل لقی یا میزان مجاز مثبت بر دو قطعه متداخل معادل با حداکثر تداخل یا میزان‌مجاز منفی می باشد.

ویژگی با اندازه عبارت است از ویژگی که قطر یا ضخامت دارد ویژگی می تواند استوانه یا شکاف یا قطعه ای با دو صفحه موازی و ممسطح باشد که تلرانس آن به اندازه تحت کنترل بستگی دارند در هنگام کنترل ویژگی با اندازه چارچوب کنترل ویژگی به خود اندازه مربوط می شود.

شرایط حداکثر ماده و حداقل ماده: برای یک ویژگی خارجی متناظر با بیشترین اندازه و برای یک سوراخ یا ویژگی داخلی متناظر با کمترین اندازه آن است .

ویژگی صرف نظر از اندازه این مفهوم حاکی از اعمال یک تلورانس هندسی ثابت بر یک ویژگی است

 

شرح عملکرد چهار چوب کنترل ویژگی

از یادداشتهای جهت توضیح در مورد تلورانس های هندسی استفاده میشد امروزه از چارچوب کنترل ویژگی جهت خلاصه کردن یادداشت ها استفاده می شود مطابق شکل چهار چوب ویژگی برای یک ویژگی مستقل مانند طول و قطر شامل قسمتهایی از جمله نماد مشخصه هندسی تحت کنترل و مقدار تلرانس آن است

جهارچوی کنترل ویژگی FCFقطعات ترکیبی از فیچرها هستند و سیستم تلورانس هندسی یک  سیستم مبتنی بر فیچر است. چارچوب کنترل ویژگی FCF مهمترین علامت در سیستم تلورانس هندسی است و همانگونه که نام آن دلالت دارد فیچرها را کنترل می نماید و نیازمندی یا دستورالعمل برای هر فیچر را شرح می‌دهد هر چارچوب کنترل ویژگی فقط یک نیازمندی یا یک درخواست را بیان می نماید و چنانچه ۲ یا ۳ نیازمندی برای یک فیچر وجود داشت طراح جهت بیان آن به همان تعداد فیچر کنترل فریم نیاز خواهد داشت.

چارچوب کنترل ویژگی شامل علائم هندسی تلرانسی و همه مبناهای کاربردی تعیین شده می باشد. اولین قسمت یک چارچوب کنترل ویژگی همواره شامل یکی از ۱۴ علامت مشخصه هندسی خواهد بود و هرگز دو علامت مشخصه هندسی نمی‌تواند در یک چارچوب کنترل ویژگی قرار گیرد اگر دو نیازمندی وجود داشته باشد از یک چارچوب کنترل ویژگی دیگر در زیر چارچوب اول استفاده خواهد شد.

علامت مشخصه هندسی در خانه اول FCF نیازمندی ویژگی را تصریح خواهد نمود همانند اینکه این ویژگی باید تخت باشد یا این ویژگی باید موازی باشند و … در قسمت دوم مقدار تلرانس هندسی ویژگی ذکر می‌گردد تلرانس ویژگی همواره به صورت یک تلرانس کامل می باشد و هرگز  یک مقدار +/- نخواهد بود.

اگر قبل از تلورانس علامت قطر آورده شود نشان می‌دهد که منطقه تلرانسی به شکل دایره استوانه یا کره می باشد و چنانچه قبل تلورانس علامتی وجود نداشته باشد بنا به مشخصه هندسی و نوع ویژگی شکل ناحیه تلرانسی مشخص خواهد شد همچنین در قسمت دوم پس از مقدار و تلرانس می‌تواند اصلاح کننده های حداکثر جرم یا حداقل جرم یا علائم منطقه  دیگر آورده شوند ولی چنانچه علامتی پس از مقدار تلرانس نگردد پیش فرض حالت بدون در نظر گرفتن سایز ویژگی خواهد بود.

در قسمت سوم FCF علامت مبنا مربوطه که باید نسبت به آنها کنترل شود که می تواند شامل یک دو و یا سه مبنا بوده و یا هیچ مبنایی قید نگردد برای مثال تلرانس های فرم مانند تختی دایروی بودن نیاز به مبنا ندارند.

 

مبناهای تلرانس هندسی

همانگونه که قبلاً بیان شد قسمت سوم کادر FCF قرار می‌گیرند که بدون در نظر گرفتن ترتیب حروف الفبا از چپ به راست حرف اول به عنوان مبنا اول حرف دوم که در خانه دوم قرار می گیرد به عنوان دومین مبنا و حرف سوم به عنوان سومین مبنای قطعه محسوب می‌شود. این طبقه‌بندی مبناها مبتنی بر عملکرد قطعه و نیازمندی‌های مونتاژ است. در تقریباً همه حالت مبناها و مبنای اولیه از تماس حداقل سه نقطه از فیچر مبنا با شبیه ساز ایجاد شده و سه درجه آزادی قطعه را مهار می نماید و مبنای پشتیبان نامیده می شود. مبنای دوم  از برخورد دو نقطه یا یک خط از فیچر مبنا با شبیه ساز مبنا به وجود می‌آید و دو درجه آزادی به را مهار می نماید و از آنجایی که به قطعه جهت می‌دهد به عنوان دیتوم جهت نامیده می شود. سومین مبنا قطعه از تماس یک نقطه از ویژگی مبنا با شبیه ساز مبنا به وجود می‌آید و با مهار یک درجه آزادی قطعه آن را استپ می نماید.

 

تلرانس هندسی فرم:

 

تلرانس فرم ویژگی های منفرد را کنترل می کنند و مبنا نمی پذیرند تلرانس‌های فرم عبارتند از تختی،توازی گردی و استوانه‌ای بودن و کنترلهای آنها می‌تواند دوبعدی یا سه بعدی باشد در شکل زیر تلرانسهای فرم را مشاهده می کنید که به هر کدام جداگانه می پردازیم.

تلرانس هندسی فرم
جدول تلرانس هندسی فرم

تختی و راستی عناصر خطی مشابه یکدیگر بوده با این تفاوت که تختی سه بعدی اما راستی عناصر خطی دو بعدی است

استوانه‌ای بودن و گردی مشابه یکدیگر بوده با این تفاوت که استوانه‌ای بودن سه بعدی اما گردی دو بعدی است.

 تلرانس هندسی تختی

تختی وضعیتی از سطح است که همه نقاط آن در یک صفحه واقع شود ،تلرانس تختی ناحیه تلرانسی را تعریف می کند که از دو صفحه موازی تشکیل شده و تمام عناصر سطح باید درون این محدوده قرار گیرد.

تلرانس هندسی تختی
نحوه نمایش تلرنس هندسی تختی

در تختی همیشه ناحیه تلرانسی یک فاصله است فاصله بین دو صفحه تخت موازی که موازی یا عمود به هیچ جایی نیست و کاملا آزاد است

تلرانس تختی از آنجا که سطح را کنترل می‌کند تعدیل‌کننده نمی‌پذیرد.

ناحیه تلرانسی تختی در شکل زیر نمایش داده شده است.

شکل ناحیه تلرانسی تختی
شکل ناحیه تلرانسی تختی

تلرانس هندسی راستی

دو نوع راستی وجود دارد که بسیار متفاوت هستند اما علامت مشخصه هندسی یکسانی دارند:

  • راستی عناصر خطی:.
  • راستی محور یا سطح میانه:

 راستی عناصر خطی

اگر FCF به سطح فلش خورده باشد، سطح را کنترل کرده و دو بعدی بوده،تعدیل کننده نمی‌پذیرد و محدود کننده اصل تیلور خواهد بود.

نمایش تلرانس هندسی راستی
نحوه نمایش تلرانس هندسی راستی

تلرانس راستی خطی وضعیتی است که عنصری از سطح را که در یک خط مستقیم قرار دارد کنترل می‌کند. تلرانس مربوطه ناحیه تلرانسی تعریف می‌کند که به صورت دو خط موازی یکدیگر بوده و عناصر خطی در نظر گرفته شده باید در آن قرار گیرند.

شکل ناحیه تلرانسی راستی
شکل ناحیه تلرانسی راستی (خطی)

راستی عناصر سطحی روی سطح یک قطعه استوانه ای می تواند در راستای طولی اعمال شودکه اعمال این تلرانس روی یک سطح استوانه حالت‌های ساعت شنی، بشکه ای و خمیدگی را کنترل می‌کند اما حالت مخلوط را نمی‌تواند کنترل کند.

تلرانس هندسی راستی راستی محور یا سطح میانه

اگر FCF به همراه اندازه یا در زیر آن آمده باشد یا مستقیما به خطوط اندازه وصل شده باشد محور یا سطح میانه یک ویژگی با اندازه را کنترل کرده، سه بعدی بوده تعدیل کننده می‌پذیرد.

تلرانس هندسی راستی محور
نحوه نمایش تلرانس هندسی راستی محور

توجه داشته باشيد كه FCF در اين حالت به همراه اندازه ويژگي مورد نظر مي آيد.

ناحيه تلرانسي راستي محور سه بعدي و استوانه اي شكل است. مقدار تلرانس در اين حالت بازتر از اندازه قطر ويژگي است. چنانچه از تعديل كننده استفاده شده باشد تلرانس ارفاقي نيز به آن افزوده خواهد شد و مرز خارجي مجازي مي تواند از MMC تجاوز كند.

شکل ناحیه تلرانسی راستی محور
شکل ناحیه تلرانسی راستی محور

 تلرانس هندسی دایروی بودن

  • دايروي حالتي از سطح است كه:
  1. براي يك ويژگي غير كروي، شامل كليه نقاط سطح است كه از تلاقی سطح با يك صفحه عمود بر محور تشكيل مي شود و از محور  استوانه به يك فاصله اند.
  2. براي يك كره، شامل كليه نقاط سطح كه از تلاقی سطح با يك صفحه عمود بر كره كه از مركز كره عبور مي كند، تشكيل مي شود و از مركز كره به يك فاصله اند.
تلرانس هندسی دایروی
نحوه نمایش تلرانس هندسی دایروی

ناحيه تلرانسي دايروي دو دايره هم مركز بوده كه يكي با شعاع بزرگتر از ديگري به اندازه تلرانس گردي ذكر شده در  FCF است. ضمن اينكه ويژگي مذکور باید در حدود اندازه قرار بگیرد.

شکل ناحیه تلرانسی دایروی
شکل ناحیه تلرانسی دایروی

دايروي يك تلرانس دو بعدي است و عناصر دوراني را كنترل مي كند. مقدار ناحيه تلورانسي حد فاصل بين دو دايره هم مركز است كه به اندازه مقدار دايروي قيد شده اختلاف  شعاع دارند. مبنا و تعديل كننده نيز نمي‌پذيرد.

مواردي از استفاده دايروي عبارتند از : بلبرينگ ها، لوله ها، آب بندها، شيرها و روي قطعات دوراني كه مخروطي يا بشكه اي يا ساعت شني هستند مثل دماغه يا نوک هواپيما. همچنين به عنوان محدود كننده تلورانس استوانه‌اي به كار مي رود.

 تلرانس فرم استوانه ای

تلورانس استوانه‌ای وضعیتی از سطح است که تمام نقاط آن از یک محور به یک فاصله مشخص باشد این ناحیه تلرانسی بین دو استوانه هم محور با اختلاف شعاعی قید شده که سطح استوانه باید بین آنها قرار گیرد. استوانه‌ای بودن یک تلرانس سه بعدی بوده و تعدیل کننده و مبنا نمی‌گیرد.

نمایش تلرانس هندسی استوانه ای
نحوه نمایش تلرانس هندسی استوانه ای

استوانه بودن شامل دایروی بودن، راستی و مخروطی بودن است. و همواره کمتر از تلورانس اندازه است و مواردی که از استوانه بودن استفاده می شود یاتاقان‌ها، بوش های یاتاقان ها، استوانه ها و نیز برای توصیف مبناها.

نمایش شکل تلرانسی استوانه ای
نمایش شکل تلرانسی استوانه ای

تلرانس هندسی زاویه داری یا راستا

تلرانسهاي راستا، راستاي ويژگيهاي مستقل را كنترل مي كنند و نياز به مبنا دارند. و چنانچه ويژگي مربوطه، با اندازه باشد تعديل كننده نيز مي توانند بپذيرند. و شامل سه تلرانس توازی، تعامد و زاویه می‌باشند.

تلورانس هندسی زاویه داری
جدول تلرانس هندسی زاویه داری

نکته: تلرانس‌هاي راستا براي ويژگي‌ها تعيين مكان نمي‌كنند. به اين منظور تلرانس پروفيل براي ويژگي‌هاي بدون اندازه و تلرانس موقعیت براي ويژگي‌هاي با اندازه به كار مي رود.

تلرانس هندسی توازی:

توازي وضعيتي از سطح يا سطح ميانه است كه كليه نقاط آن از صفحه مبنا يا يك محور مبنا به يك فاصله باشند.تلرانس توازي سه بعدي است.

نحوه نماشی تلرانس هندسی
نحوه نماشی تلرانس هندسی

توازي يك كنترل سطح بوده لذا تعديل كننده نمي پذيرد و در درون خود تختي را نيز شامل مي شود، شکل ناحیه تلرانسی توازی دو صفحه روبروی هم است.

شکل ناحیه تلرانسی توازی
شکل ناحیه تلرانسی توازی

تلرانس هندسی تعامد:

تعامد وضعيتي از يك سطح، سطح ميانه يا محور در زاويه  90درجه نسبت به صفحه يا محور مبنا است. و سه بعدي است.

نحوه نمایش تلرانس هندسی تعامد
نحوه نمایش تلرانس هندسی تعامد

ناحيه تلرانسي تعامد از بيروني ترين نقاط سطح شروع شده و به اندازه مقدار تعريف شده در  FCF بره سمت داخل قطعه مي آيد.

شکل ناحیه تلرانسی تعامد
شکل ناحیه تلرانسی تعامد

تعامد يك تلورانس راستا است كه مي تواند نسبت به دو مبنا يا بيشتر اعمال شود. تعامد در اين حالت نسبت به مبناي اول بوده و بقيه مبناها در  FCF صرفاً جهت  SETUP قطعه است. الزام  تعامد جداگانه نسبت به مبناها نتيجه متفاوتي با حالت الزام  تعامد دو مبنايي دارد.

تلورانس تعامد در حالت MMC مي تواند سبب افزايش قابليت ساخت و كاهش هزينه هاي ساخت شود چرا كه درحدود اندازه را بازتر مي كند. اين روش تلرانس گذاري در زمانيكه تعيين مقدار اندازه و تلرانس هندسي به مجزار مهم نباشد بهترين روش است.

تلرانس هندسی تعامد در حالت MMC
تلرانس هندسی تعامد در حالت MMC

تلرانس هندسی زاویه‌ای:

زاويه داري وضعيتي از يك سطح، سطح ميانه يا محور در يك زاويه مشخص (غير از  90يا  180درجه) نسبت به DRFاست. و يك تلرانس سه بعدي است.

نحوه نمایش تلرانس هندسی زاویه ای
نحوه نمایش تلرانس هندسی زاویه ای

تلرانس مكان تعيين مكان ويژگيها را انجام  مي‌دهد و همراه با اندازه هاي خطاي پايه است و مي تواند شامل راستا نيز باشد. اما راستا همراه با اندازه‌هاي خطي پايه يا مكان نيست بلكه با اندازه هاي زاويه پايه است.

جنس مقدار تلورانس هندسي زاويه داري از درجه نبوده بلكه از  mmمي‌باشد.

كليه عناصير سطح، بايد درون محدوده ايي كه بين دوصفحه با فاصله ذكر شده قرار گيرد.

شکل ناحیه تلرانسی زاویه ای
شکل ناحیه تلرانسی زاویه ای

تلرانس هندسی موقعیت

تلرانس موقعیت از سه تلرانس مهم تشکیل شده است:

  • موقعیت
  • هم مرکزی
  • تقارن

قابل ذکر است که تقارن و هم مرکزی از استاندارد ASME y14.5 2108 حذف شده‌اند اما به دلیل اینکه ممکن است با نقشه های قدیمی برخورد داشته باشید در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است.

تلرانس‌هاي هم مركزي و تقارن مكان نقاط ميانه مقابل به هم از يك ويژگي را كنترل مي كند. و صفحه ميانه يا محور مبنا نياز دارند. سه بعدي هستند و مفهوم  يكساني دارند با اين تفاوت كه هم مركزي نقاط ميانه مقابل به هم را در ويژگي‌هاي استوانه اي كنترل مي كند اما تقارن روي ويژگي‌هاي غير استوانه اي به كار مي رود.

تلرانس هندسی موقعیت
انواع تلرانس هندسی موقعیت

تلرانس موقعیت

تلورانس موقعیت مکان یک محور، سطح میانه، یا سطح یک ویژگی را کنترل می‌کند و معمولا نیاز به مبنا دارد و برای ویژگی های با اندازه به کار می‌رود.

تلرانس موقعیت
نحوه نمایش تلرانس موقعیت

اگر علامت قطر درون FCF بیاید ناحیه تلرانسی استوانه‌ای بوده و در غیر اینصورت پیش فرض دو صفحه موازی است.

تلورانس موقعيت براي تعيين مكان ويژگي‌هاي با اندازه به كار مي رود. و يك ناحيه تلرانسي را حول موقعيت واقعي تعريف مي‌كند كه محور يا سطح ميانه ويژگي مي تواند درون آن به هر صورتي منحرف  شود. موقعيت واقعي ويژگي توصسط اندازه هاي پايه از ويژگيهاي مبنا مشخص مي شود و به همين ترتيب ارتباط بين ويژگيها نيز تعيين مي شود.

شکل ناحیه تلرانسی موقعیت

تلرانس هم مرکزی

هم مركزي يك كنترل سه بعدي است كه مكان يك ويژگي را كنترل مي كند و مي تواند روي فرم  و راستاي يك ويژگي تا حدودي تاثير داشته باشد. فرم قطعات بيضي شكل كامل را كنترل نمي كند ولي نامنظم بودن يا  D شكل بصودن ويژگيها را تشخيص مي دهد. هم مركزي بسيار به ندرت استفاده ميشود.

نمایش تلرانس هم مرکزی
نحوه نمایش تلرانس هم مرکزی

شکل ناحیه تلرانسی آن نیز مانند زیر است:

شکل ناحیه تلرانسی هم مرکزی
شکل ناحیه تلرانسی هم مرکزی

تلرانس تقارن

تقارن مفهومي مشابه هم مركزي دارد و وضعيتي است كه نقاط ميانه مقابل به هم از كليه اجزاء يك ويژگي با محور يا سطح ميانه ويژگي مبنا انطباق دارند. با اين تفاوت كه روي ويژگي‌هاي غير استوانه اي اعمال مي شود.

نحوه نمایش تلرانس تقارن
نمایش تلرانس هندسی تقارن

تقارن با موقعیت متفاوت است زيرا در موقعيت صفحه ميانه مرز جفت واقععي كنترل مي شود اما در تقارن صفحه اي كه از نقاط ميانه مقابل به هم مشتق مي شود كنترل مي شود.

شکل ناحیه تلرانسی تقارن
شکل ناحیه تلرانسی تقارن

ناهمواري هاي موجود در سطح قطعه مي تواند باعث مشكل شدن تعيين نقاط ميانه مقابل به هم شده لذا از تقارن به ندرت استفاده شده و معمولا توصيه مي شصود در جائيكه ممكن است از پروفيل يا موقعيت بجداي تقارن استفاده شود.

تلرانس هندسی پروفیل

دو نوع تلورانس پروفيل وجود دارد:

  • پروفيل خط
  • پروفيل سطح

نوع اول دو بعدي بصده و نوع دوم  سه بعدي است مبنا مي تواند كاربرد داشته يا نداشته باشد.

قوی‌ترين كنترل هندسي، پروفيل سطح مي باشد كه مي تواند براي كنترل اندازه، فرم،  راستا يا مكان يك ويژگي به كار رود.

در گذشته تصور بر اين بود كه تلرانس  موقعیت مهمترين تلرانس هندسي است اما اكنون اين نظر بر روي پروفيل سطح است.

جدول تلرانس پروفیل
انواع تلرانس هندسی پروفیل

اگر تلرانس پروفيل سطح بدون مبنا باشد يعني: تختي يا استوانه اي

اگر تلرانس پروفيل سطح داراي مبنا باشد يعني: توازي, تعامد, زاويه اي و موقعیت

تلرانس گذاري پروفيل سطح روي يك سطح به دلايل زير بر تلرانس گذاري مثبت/ منفي ارجحيت دارد چرا كه

در تلرانس گذاري مثبت/ منفي:

همه زاواياي 90درجه نشان داده شده در نقشه طبق تلرانس‌هاي عمومي تلرانس زاويه دارند.

نقشه داراي مبناهاي تلويحي است.

نقشه قطعه را به صورت دو بعدي تفسير مي كند اما در واقع قطعه سه بعدي است.

تعيين انحرافات قطعه با تلرانس مثبت / منفي سختر از تعريق قطعه به كمك تلرانس پروفيل نسبت به DRF است.

تلرانس هندسی پروفیل خط

مفهوم  پروفيل سطح و پروفيل خط يكسان بوده با اين تفاوت كه اولي سه بعدي و دومي دو بعدي است.

نحوه نمایش تلرانس پروفیل خط
نمایش تلرانس پروفیل خط

پروفيل خط اغلب به همراه پروفيل سطح استفاده مي شود. در چنين وضعيتي پروفيل سطح شكل يا مكان يك ويژگي را تعيين مي كند و پروفيل خط دقیق كننده يا محدود كننده ويژگي در يك جهت مي باشد نظير قطعات  اكسترود شده.

شکل ناحیه تلورانسی در پروفیل خط تابعی از هندسه قطعه است.

شکل ناحیه تلرانسی پروفیل خط
شکل ناحیه تلرانسی پروفیل خط

تلرانس هندسی پروفیل سطح

تلورانس پروفیل سطح سه بعدی بوده و تمام نقاط یک سطح را در برمی‌گیرد و مانند نقشه زیر اعمال می‌شود.

نمایش تلرانس هندسی پروفیل سطح
تلرانس پروفیل سطح

تلورانس گذاري پروفيل روش بسيار موثري براي كنترل سطوح منحني يا مسطح است. نظير چرخ بادامك شکل ناحیه تلرانسی پروفیل نیز تابعی از قطعه است.

شکل ناحیه تلرانسی پروفیل سطح
شکل ناحیه تلرانسی پروفیل سطح

تلرانس هندسی لنگی

تلرانس‌هاي لنگي دو نوع هستند:

  • لنگي دوراني
  • لنگي كل

اين تلرانس‌ها فرم، راستا و مكان ويژگي‌هاي مستقل را كنترل مي‌كنند و بسته به اينكه روي سطح شفت اعمال شوند يا روي پيشاني، دو ناحيه تلرانسي متفاوتي دارند.

جدول تلرانسی لنگی
تلرانس هندسی لنگی

تلرانس‌هاي لنگي نيازمند مبنا هستند اما به دليل اينكه سطح را كنترل مي كنند تعديل كننده نمي‌پذيرند.لنگي دوراني دو بعدي بوده اما لنگي كل سه بعدي است. لنگي دوراني نمي تواند مخروطي بودن را كنترل كند درحاليكه لنگي كل مخروطي بودن را كنترل مي كند.

در گذشته تلرانسهاي لنگي روي كل قطعات گردنده به كار مي‌رفت. اين موضوع يك الزام  نيست و در بسياري

موارد سبب افزايش هزينه هاي ساخت و بستن تلرانس‌هاي ساخت مي شود. تلرانس‌هاي لنگي عموماً در مورد قطعاتی داده مي شود كه روي سطح خود حركت مي كنند.

تلرانس هندسی لنگی دورانی

لنگي دوراني يك كنترل سطح نسبت به محور دو بعدي است و روي هر سطح مقطع دايره اي به صورت مستقل اعمال مي شود. در اين حالت اثر تجدمعي گردي و هم محوري را كنترل مي‌كند.

تلرانس هندسی لنگی دورانی
نحوه نمایش تلرانس لنگی دورانی

شکل ناحیه تلرانسی آن به صورت زیر است.

شکل ناحیه تلرانسی لنگی دورانیتلرانس هندسی لنگی کل

لنگي كل يك كنترل سطح نسبت به محور سه بعدي است و روي تمام  عناصر سطح اعمال مي شود. در اين حالت اثر تجمعي گردي، راستي، هم محوري، زاويه داري، مخروطي و انحرافات سطحي را كنترل مي‌كند.

FCF لنگي ممكن است به سطح يا در امتداد خط اندازه قطر وصل شده باشد. چنانچه به خط اندازه وصل شده باشد به جهت تاكيد كنترل هم محوري است.

تلرانس هندسی لنگی کلاگر تلرانس‌هاي لنگي كل روي پيشاني قطعه داده شود تغيرات تجمعي تعامد، تحدب، تقعر، تختي و ارتعاش سطح را كنترل مي كند. اما تلرانس لنگي دوراني در اين وضعيت فقط ارتعاش سطح را كنترل مي كند و بقيه موارد را نمي تواند كنترل كند.

جدول تلرانس هندسی

تا به اینجا این مقاله با 14 کاراکتر تلرانس هندسی و کاربرد آن آشنا شده اید این 14 کاراکتر را می توانید به صورت یکجا دانلود از لینک زیر کنید، پیشنهاد می‌کنیم این PDF را پرینت بگیرد و در جلوی جشم خود قرار دهید.

دانلود جدول تلرانس ها

نقشه راه یادگیری تلرانس ابعادی و هندسی

برای یادگیری تلرانس گذاری ابعادی و هندسی روش‌های مختلفی وجود دارد اولین روش استفاده از کتاب‌های آموزشی که در ادامه معرفی کرده‌ایم، دومین روش استفاده از کلاس‌های حضوری موسسات آموزشی و سومین روش استفاده از پکیج آموزشی تلرانس گذاری ابعادی و هندسی فرامکانیک است.

در پکیج فرامکانیک سعی شده است از روش استاندارد آموزش تلرانس گذاری استفاده شود در قدم اول که همان تلرانس گذاری مقدماتی است شما با نحوه خواندن نقشه‌های تلرانس گذاری شده آشنا خواهید شد و اینکه تلرانس گذاری برای طراحان، تولید کنندگان و واحد کنترل کیفیت به چه نحوی کاربرد دارد و در ادامه آن با مبنا گذاری که یکی از بخش‌های مهم و اصلی تلرانس هندسی است آشنا خواهید شد.

این دوره آموزشی غیرحضوری بوده ولی امکان پرسش و پاسخ و رفع اشکال نیز فراهم شده است.

در تصویر زیر گام‌های یادگیری تلرانس هندسی آشنا خواهید شد.

آموزش تلرانس ابعادی و هندسی
نقشه یادگیری تلرانس ابعادی و هندسی

گام اول:تلرانس گذاری هندسی مقدماتی (برای آشنایی بر سر فصل‌ها اینجا کلیک کنید)

گام دوم: تلرانس گذاری هندسی پیشرفته است، در این آموزش با اعمال و محاسبه تلرانس بر روی نقشه آشنا خواهید شد.

گام سوم:روش کنترل تلرانس هندسی است، بعد از اینکه قطعه‌ای که تلرانس گذاری شد باید آن را ساخت و کنترل کرد اما کنترل آن به چه نحوی انجام میشود؟ در این دوره آشنا خواهید شد.

گام چهارم: انباشتگی یا تحلیل تلرانسی می‌باشد، در این دوره می‌خواهیم با تاثیر تلرانس هر قطعه بر روی قطعه دیگر آشنا شویم و در مجموعه مونتاژی تاثیر هر تلرانس را بررسی کنیم.

گام پنجم: طراحی گیج و فیکسچر کنترلی می‌باشد.

گام ششم: اعمال تلرانس گذاری و تحلیل آن با نرم افزارهای موجود می‌باشد.

برای آشنایی بیشر با نحوه یادگیری تلرانس هندسی وبینار زیر را مشاهده کنید.

مقاله مرتبط:  وبینار دلایل استفاده از تلرانس گذاری هندسی در نقشه ها

مدارک بین المللی تلرانس گذاری ابعادی و هندسی

شاید برای شما جالب باشد که بدانید انجمن مهندسان مکانیک آمریکا به دلیل اهمیت این موضوع برای آن مدرک بین المللی نیز در نظر گرفته است، دو نوع مدرک برای تلرانس هندسی وجود دارد:

  • مدرک تکنیکال: این مدرک به افرادی داده می‌شود که توانایی خواندن تلرانس هندسی را داشته باشند.
  • مدرک ارشد: این مدرک به افرادای داده می‌شود که توانایی اعمال کردن تلرانس هندسی را داشته باشند.

در مقاله زیر نحوه شرکت و هر آنچه در برای شرکت در این آزمون نیاز دارید آورده شده است.

مقاله مرتبط:  مدرک تلرانس هندسی

کتاب تلرانسها و انطباقات

به دلیل اهمیت این موضوع کتاب‌های زیادی در موضوع تلرانس ابعادی و هندسی چاپ شده است که چند مورد از آنها ترجمه شده اند که در این قسمت به معرفی کتاب‌های فارسی می‌پردازیم.( ضعف بزرگ کتاب‌های فارسی که جلوتر خواهید خواند ترجمه و قدیمی بودن آن‌ها است که بر اساس استاندارد 1994 ترجمه شده‌اند)

کتاب اول: مبانی محاسباتی تلرانس گذاری ابعادی و هندسی ترجمه و تالیف اصغر مهدیان و فرهاد فرهاد زاده انتشارات دانشگاه صنعتی مالک اشتر.

این کتاب در 16 بخش و 327 صفحه تدوین شده است که مباحث این کتاب شامل انطباقات، تلرانس هندسی و کیفیت است، تمرکز اصلی این کتاب بر روی تلرانس هندسی و نحوه اعمال آن است. این کتاب در سال 92 چاپ شده است که نشان می‌دهد از استاندارد سال 2018 به قبل استفاده شده است ولی بیشتر فصول بر اساس استاندارد 1994 است.

کتاب دوم: مبانی اندازه گذاری و تلرانس گذاری هندسی ترجمه مهندس افشین خفایی ، انتشارات جهاد دانشگاهی است.

این کتاب در 12 فصل و 353 صفحه بر اساس کتاب آقای Alex krulikowki ترجمه شده است، ضعف این کتاب قدیمی بودن آن و بر اساس استاندارد 1994 است با توجه به اینکه دو ورژن بعدی از این استاندارد چاپ شده است این کتاب به روز نشده است.

کتاب سوم: خود آموز عملی مبانی بعد گذاری و تلرانس گذاری هندسی ترجمه امیر حسین سیادتی و مجتبی داورزنی انتشارات دانشگاه صنعتی مالک اشتر است.

این کتاب نیز در 15 فصل و 263 صفحه بر اساس کتاب آقای Alex krulikowki ترجمه شده است، این کتاب نیز مانند کتاب قبلی بر اساس استاندارد 1994 است و به روز رسانی انجام نشده است، نقطه قوت این کتاب تمرین‌های حل شده آن است.

کتاب چهارم: راهنمای جامع اندازه گذاری و تلرانس دهی ترجمه مجید امیر سیافی انتشارات دانشگاه صنعتی مالک اشتر است.

این کتاب ترجمه هندبوک آقای پال دریک است که در 26 فصل و 1026 صفحه ترجمه شده است، هر فصل این کتاب را محقق‌های گوناگون نوشته‌اند و از تاریخچه کنترل کیفیت و تاثیر تلرانس‌ها بر تولید تا انباشتگی تلرانس بیان شده است این کتاب جامع نیز بر اساس استاندارد 1994 نوشته شده است.

کتاب های تلرانس هندسی
کتاب تلرانس هندسی

کیفیت سطح

معمولاً آخرین مرحله از فرایند تولید یک قطعه صنعتی مرحله تکمیل سطح است. در این مرحله به کمک روش هایی نظیر براده برداری، سنگ زنی و غیره سطوح قطعه را پرداخت می‌کنند.

برای آشنایی با فرآیندهای سنگ زنی مقاله زیر را بخوانید:

مقاله مرتبط:  صفر تا صد فرآیند سنگ زنی (grinding-process)

پرداخت کاری از یک لحاظ جنبه ظاهری دارد و باعث می‌شود ظاهر قطعه زیبا شود ولی از جنبه مهمتر، تاثیر بر روی عملکرد و عمر قطعه و نقش آن در دستگاه می‌گذارد.

برای آشنایی با فرآیندهای پرداخت کاری مقاله زیر را بخوانید:

مقاله مرتبط:  انواع و کاربرد فرآیند پرداخت کاری

معمولاً قطعاتی که در کنار هم و دارای حرکت نسبی هستند و اصطلاحاً با هم درگیر می شوند باید از سطوح پرداخت شده برخوردار باشند تا از این طریق اصطکاک و فرسایش قطعات کاهش یابد و قطعات درگیر بتوانند به درستی مأموریت خود را انجام دهند، بنابراین یکی از عوامل مهم در تولید یک قطعه رعایت اندازه زبری یا صیقلی بودن سطوح آن است که در هم در هزینه ساخت و هم در کارایی بهتر نقش اساسی بازی می کند.

اندازه زبری سطح

اندازه زبری سطح هر قطعه نیز بر اساس وظیفه قطعه در دستگاه تعیین می‌شود بعضی از سطوح قطعه ممکن است در مجاورت قطعه دیگری قرار نگیرند اصطلاح هم به این سطوح آزاد گفته می‌شود این سطوح پایین تر از پایین‌ترین پرداخت سهم برخوردار باشند تا هزینه‌های ساخت به حداقل مقدار خود برسند.

از طرفی سطوحی از قطعه که در تماس با قطعات دیگر هستند باید از زبری سطح تعیین شده‌ای برخوردار باشند تا به عملکرد قطعه لطمه‌ای وارد نشود.

زبری سطح چیست؟

زبری سطح به مجموعه پستی و بلندی های ریز هستند که در کنار هم قرار گرفتن گفته می شود بر اساس استاندارد ایزو مقدار زبری مطابق جدول زیر به ۱۲ گروه تقسیم بندی شده اند که گاهی اوقات آنها را با درجه زبری نمایش می دهند میزان زبری سطح در سیستم متریک بر اساس میکرون و در سیستم اینچی بر حسب بر حسب میکرو اینچ اندازه گیری می شود.

جدول زبری سطحبرای رسیدن به درجه زبری  مطلوب می‌توان بر حسب مورد از روش‌های مختلف تولید استفاده کرد میزان زبری متعارف که به وسیله روشهای مختلف تولید می شوند در جدول زیر آورده شده است.

جدول کیفیت سطح
کیفیت سطح فرآیندهای مختلف

مقالات

40 سوال که در مصاحبه شغلی در مورد تلرانس ابعادی و هندسی از شما می پرسند

مصاحبه شغلی در مورد تلرانس ابعادی و هندسی با توجه به اهمیت تلرانس هندسی و…

مدرک تلرانس هندسی

مدرک تلرانس هندسی تلرانس هندسی یکی از مهمترین بخش‌های طراحی، تولید و کنترل کیفیت است…

4 گام برای تبدیل تلرانس ابعادی به تلرانس هندسی

در این مقاله قصد داریم با یک مثال صنعتی به نحوه تبدیل یک نقشه با…

وبینار دلایل استفاده از تلرانس گذاری هندسی در نقشه ها

3.8 / 5 ( 6 امتیاز )

کتاب تلرانس گذاری ابعادی و هندسی

5 / 5 ( 2 امتیاز )

14 کاراکتر تلرانس هندسی

3.7 / 5 ( 7 امتیاز )

کنترل کیفیت قطعات صنعتی و روش شش سیگما

کنترل کیفیت قطعات صنعتی و روش شش سیگما روش شش سیگما تلاش قاطع برای بهبود…

مقدمه‌ای بر تلرانس گذاری هندسی

مقدمه‌ای بر تلرانس گذاری هندسی GD&T یک زبان بین المللی است. از این زبان برای…

ایرادات تلرانس ابعادی

ایرادات تلرانس ابعادی چرا تلرانس گذاری هندسی؟ تلرانس ابعادی چه ایراداتی دارد؟ یکی از مهم‌ترین…

دوره‌ها