الموضع الحقيقي في GD&T: ماذا يعني ولماذا هو مهم؟

المفاهيم الأساسية وراء الموقف الحقيقي

الموضع الحقيقي هو جزء من نظام أكبر يسمى GD&T. تم تطوير هذا النظام لمنح المهندسين طريقة أوضح وأكثر عملية لوصف الأجزاء. تحتاج إلى فهم الأفكار الرئيسية قبل التقدم بطلب للحصول على الموضع الحقيقي.

إطار عمل GD&T الأساسي

يرمز GD&T إلى الأبعاد الهندسية والتسامح. ويستخدم مجموعة موحدة من الرموز لوصف حجم السمات وشكلها واتجاهها وموقعها. وتستند هذه القواعد إلى معيار ASME Y14.5.

يحدد نظام GD&T نسخة "مثالية" للجزء. ثم يحد من مدى اختلاف كل ميزة عن تلك النسخة المثالية. وبدلاً من التحقق من المسافات أو الزوايا فقط، يتحقق نظام GD&T من كيفية ارتباط الميزة بالميزات الأخرى. وهذا يساعد على ضمان الوظيفة.

يوجد في قلب GD&T العديد من أنواع التحكم:

• ضوابط النموذج (مثل التسطيح أو الاستدارة) إدارة شكل الملامح.
• ضوابط التوجيه (مثل التوازي أو التعامد) إدارة الزوايا.
• عناصر التحكم في الموقع (مثل الموضع) إدارة التنسيب.
• عناصر التحكم في الملف الشخصي تعريف الأسطح المعقدة.

الموضع الحقيقي هو نوع من التحكم في الموقع. يخبرك بمدى قرب مركز الميزة من موقعها.

يستخدم GD&T أيضًا البياناتأو النقاط المرجعية أو الخطوط أو المستويات. تساعد المسندات في إنشاء إطار مشترك للقياسات. على سبيل المثال، يقاس موضع الثقب من الحواف أو الأسطح المحددة كمسند.

الموضع الحقيقي مقابل التسامح الخطي

قد يتم عرض ثقب على أنه 50.00 ± 0.10 مم من الحافة في التسامح الخطي التقليدي. وهذا يعني أنه يمكن وضعها بين 49.90 مم و50.10 مم على طول أحد المحورين. وينطبق الأمر نفسه على المحور الآخر. وهذا ينشئ مربع تفاوت مربع.

ما المشكلة؟ زوايا هذا الصندوق أبعد عن المركز من الجوانب. وهذا يخلق مناطق تفاوت غير متساوية ونتائج غير متوقعة. قد تجتاز بعض الأجزاء الفحص من الناحية الفنية، ولكنها لا تزال غير ملائمة.

يعمل الوضع الحقيقي على إصلاح ذلك. يستبدل المربع المربع بدائرة. إذا كان التفاوت المسموح به 0.20 مم، فيجب أن يقع مركز الميزة داخل دائرة قطرها 0.20 مم. تتمركز هذه الدائرة على الموقع الأساسي (المثالي).

يخلق هذا التغيير طريقة أكثر واقعية وموحدة للقياس. فهو يطابق سلوك الأجزاء في التجميعات الحقيقية. كما أنه يجعل من السهل التحكم في التفاوتات والتحقق منها، خاصةً مع ماكينات قياس الإحداثيات (CMMs).

باختصار:

• التحمل الخطي يسمح بتباين غير متساوٍ.
• الوضع الحقيقي يعطي منطقة موحدة ومستديرة تعكس الملاءمة الواقعية.

فهم إطار التحكم في الميزات

إطار التحكم في الميزة هو الإطار الذي يحمل تعليمات GD&T. بالنسبة للموضع الحقيقي، يخبرك هذا الإطار بكل ما تحتاج إلى معرفته حول كيفية التحكم في الميزة.

يتكون إطار التحكم في الميزة الأساسية من ثلاثة أجزاء:

1. الرمز - عادةً ما يكون هذا هو رمز الموضع ⭘.
2. التسامح - هذا يوضح قطر المنطقة المسموح بها. قد يتضمن رمزاً مثل MMC (الحالة المادية القصوى).
3. مراجع المسند - هذه هي الميزات المستخدمة كنقاط قياس.

إليك مثالاً على ذلك:

⭘ | 0.2 | أ ب ج

وهذا يعني:

• يجب أن تقع السمة داخل منطقة قطرها 0.2 مم.
• تُقاس هذه المنطقة حول المساند A وB وC.

إذا أضفت مُعدِّل الحالة المادية، مثل MMC، سيبدو الأمر هكذا:

⭘ | 0.2 م | أ ب ج

يتيح ذلك إمكانية تحمل المكافأة عندما لا تكون الميزة في أسوأ أحجامها.

الأبعاد الأساسية - الأرقام الموضوعة في مربع على الطباعة - تحدد الموقع المثالي. لا يتم قياسها بتفاوتات زائد/ناقص. يحدد إطار التحكم في الميزة التباين المسموح به.

كيف يتم حساب الموضع الحقيقي؟

يساعد حساب الموضع الحقيقي في تحديد ما إذا كان موقع الميزة ضمن منطقة التفاوت المسموح بها. لنستكشف كيفية عملها، خطوة بخطوة.

الأبعاد الدقيقة النظرية (TEDs)

الأبعاد الدقيقة النظرية، أو TEDs، هي الأبعاد الأساسية الموضحة على الرسم. وهي عبارة عن قيم محاطة بصناديق تحدد الموقع المثالي للميزة.

على عكس الأبعاد القياسية، لا تحتوي TEDs على أي تفاوت. بدلاً من ذلك، يوفر إطار التحكم في الميزة التفاوت المسموح به. وهذا يساعد على فصل الموضع المثالي عن التباين المسموح به.

على سبيل المثال:

• قد يكون للفتحة 50.00 مم من الحافة اليسرى و30.00 مم من الحافة السفلية.
• تمثل هذه القيم النقطة المركزية الدقيقة للثقب على الجزء.
• ثم يتم التحقق من الموضع الحقيقي للثقب بالنسبة لهذا المركز.

يجب استخدام TEDs دائمًا مع مراجع المسند. يؤدي ذلك إلى إنشاء نظام قياس واضح وقابل للتكرار.

عند حساب الموضع الحقيقي، تقيس مركز الميزة الفعلي وتقارنه بالموقع المستند إلى TED. الفرق هو ما تلتقطه الصيغة.

معدِّلات الحالة المادية: MMC و LMC و RFS

تغير معدِّلات حالة المواد مقدار التباين الموضعي المسموح به بناءً على حجم الميزة. تمنح هذه المعدلات المصنعين مزيدًا من المرونة دون التأثير على وظيفة الجزء.

هناك ثلاث حالات شائعة:

MMC (الحالة المادية القصوى):

• هذه هي الحالة التي تحتوي فيها الميزة على معظم المواد.
• بالنسبة للثقوب، تعني أصغر حجم ثقب.
• عندما يصبح الثقب أكبر من هذا، فإنك تكتسب تسامحًا إضافيًا - وهذا ما يسمى تحمل المكافأة.

LMC (الحالة المادية الأقل):

• هذا هو العكس.
• بالنسبة للثقوب، فهي أكبر حجم ثقب.
• يتم استخدامه بشكل أقل ولكنه مفيد في الحالات التي تعتمد فيها قوة الجزء على وجود المادة.

RFS (بغض النظر عن حجم الميزة):

• هذا يعني أن تفاوت الموضع يظل ثابتًا، بغض النظر عن حجم الميزة.
• إنه الشرط الافتراضي إذا لم يتم إعطاء أي معدّل.

التسامح الإضافي (مع MMC أو LMC) بسيط من حيث المبدأ:

• يمكنك طرح حجم الثقب الفعلي من حجم ثقب MMC.
• تُضاف هذه القيمة إلى التفاوت الهندسي.

صيغة الموضع الحقيقي (ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد)

تحسب معادلة الموضع الحقيقي المسافة من الموقع الفعلي المقيس للميزة إلى موقعها النظري.

بالنسبة ل الموضع 2D (جزء مسطح، مثل ثقب في طبق)، الصيغة هي:

الموضع الحقيقي = 2 × √[(X_measured - X_theoretical)² + (Y_measured - Y_theoretical)²]

• X و Y هما الإحداثيات الفعلية والاسمية (النظرية).
• يمثل العامل 2 القطر الكامل لمنطقة التسامح الدائرية.

مثال على ذلك:

إذا تم قياس ثقب عند X = 49.95 مم وY = 30.05 مم، ولكن TEDs هي X = 50.00 مم وY = 30.00 مم:

الموضع الحقيقي = 2 × √[(-0.05)² + (0.05)²]  

               = 2 × √[0.0025 + 0.0025]  

               = 2 × √0.005  

               = 2 × 0.0707  

               = 0.1414 مم

إذا كان تفاوت الموضع المسموح به هو 0.2 مم، فإن هذه الميزة تنجح.

بالنسبة ل الموضع ثلاثي الأبعادفإنك تضيف المحور Z:

الموضع الحقيقي = 2 × 2 ×√[(XΔ)² + (YΔ)² + (ZΔ)²]

ينطبق هذا على الميزات التي يجب أن تكون موجودة في مساحة ثلاثية الأبعاد، مثل المسامير أو الأعمدة في الأجزاء المصبوبة أو المضروبة.

عادةً ما تقوم ماكينات CMM أو الماسحات الضوئية بإجراء هذا الحساب أثناء الفحص. ولكن معرفة العمليات الحسابية وراء ذلك تساعدك على قراءة التقارير وضبط العمليات.