Leistinų nuokrypių kaupimasis CNC apdirbamuose agregatuose: kaip GD&T apriboti bendrą klaidą

Valdykite agregato būklę, o ne kiekvieną detalių matmenį

Matmuo, kuris atskirame brėžinyje atrodo priimtinas, vis tiek gali išstumti agregatą iš vietos, kai jis sąveikauja su kitais elementais. Nedidelis vieno paviršiaus, angos ar bazavimo elemento nuokrypis atskirai turi mažai įtakos; kai į tą patį agregato reikalavimą įeina keli matmenys, jų bendrasis poveikis atsiranda kaip padėties, tarpo ar centravimo klaida gatavame gaminyje¹⁰.

Būtent todėl atskirai kiekvieno matmens peržiūrėjimas neapibūdina, kaip agregatas veiks realiai¹⁰. Leistinų nuokrypių kaupimosi analizė skirta padaryti šį bendrą poveikį matomą prieš gamybą.

Ji nustato, kurie matmenys labiausiai veikia agregato būklę, ir leidžia priskirti realistiškus leistinus nuokrypius, kurie tenkina ir agregato reikalavimą, ir tai, ką procesas realiai gali išlaikyti¹⁰. Rezultatas lyginamas su reikalingais agregato leistiniais nuokrypiais; jei bendra dispersija viršija leistiną diapazoną, koreguojate kritinius matmenis arba perprojektuojate leistinų nuokrypių schemą³¹.

Turite atsispirti pagirčuiui sugriežtinti kiekvieną elementą. Kontrolė priklauso funkciniams paviršiams, bazavimo elementams ir matmenims, kurie tiesiogiai veikia agregatą, o ne kontaktiniai paviršiai, išoriniai kontūrai ir tarpo zonos gali turėti standartinius apdirbimo leistinus nuokrypius, nedarydami įtakos veikimui⁹.

Griežtas leistinas nuokrypis nekritiniam elementui prideda apdirbimo ir kontrolės darbą, bet agregate nieko negauna⁹. Pradėkite savo peržiūrą nuo svarbių agregato sąlygų sąrašo — veleno judėjimo, guolio vietos, ratų atstumo, angų sutapimo, sujungimo tarpo — ir atsekti, kurie detalių matmenys į kiekvieną iš jų įeina⁹.

Blogiausio atvejo ar statistinis sumavimas: nuo ko priklauso pasirinkimas

Trys dažni požiūriai skiriasi tuo, ką jie prielaida apie jūsų įnašus. Aritmetinis blogiausio atvejo sumavimas sudeda ribas ir užtikrina 100 % sujungimą, už tai būdamas pertekliškai konservatyvus²¹.

RSS naudojamas, kai visos detalės yra normaliojo skirstinio ir sumuoja dispersijas, kad gautų realistišką išplitimą²¹.

Monte Carlo modeliavimas įtraukiamas, kai skirstinys nėra normalusis, ir modeliuoja tūkstančius agregatų²¹; taikomas padėties leistiniams nuokrypiams jis modeliuoja elementų vietos skirstinius ir fiksuoja papildomo leistino nuokrypio elgesį bei geometrines sąsajas, paprastai duodamas griežtesnius, realistiškesnius rezultatus nei tiesioginis žymėjimo linijinimas²².

Būtent padėties leistiniams nuokrypiams konservatyvus kelias ženklą pakeičia į tiesioginį blogiausio atvejo įnašą ir prideda jį kaip bet kurį kitą matmenį — saugus, bet dažnai pertekliškai konservatyvus²².

Statistinis kelias reikalauja prielaidos apie skirstinį: apskrituliniam padėties leistiniam nuokrypiui MMC sąlygomis vienas praktiko apytikslis jį laiko 2D normaliuoju, kur sigma gaunama iš P/6, arba naudoja tiekėjo duomenis²². Ta sigma reikšmė yra prielaida, kurią renkiatės, o ne išmatuotas jūsų proceso dydis, todėl verta ją patikrinti pagal savo duomenis, kol ja remiatės.

Nė vienas šaltinis nėra nustatęs, kuris metodas reikalingas tam tikram agregatui, ir nė vienas nedalyje skaitinio kriterijaus, pagal kurį galima būtų pasirinkti tarp jų^21,22.

Sprendimas todėl remiasi turimais įrodymais: ar jūsų įnašai iš tikrųjų yra normalūs, kokį nepritraukiančio agregato riziką galite priimti ir ar jūsų kaupimo geometrinės sąsajos yra pakankamai tiesinės, kad RSS kažką reikšmingo reiškė.

Jei negalite pagrįsti normalumo prielaidos, blogiausio atvejo metodas yra pagrįstas standartinis pasirinkimas; jei galite, RSS ar Monte Carlo leis jums atleisti leistinus nuokrypius, kuriuos blogiausio atvejo metodas priverstų sugriežtinti. Paprašykite tiekėjo pateikti skirstinio duomenis, kuriais pagrįsti jų nurodyti gamybos pajėgumų skaičiai, ir nurodykite brėžinių komplekte, kuriu metodu buvo atliktas kaupimo skaičiavimas.

Ankurkite kaupimą funkcinio bazavimo atskaitos sistemoje

Bazavimo atskaitos sistema yra koordinačių sistema, kurios atžvilgiu matuojamas kaupimas, ir ji keičia kaupimo veiksmingą kelią, nes GD&T vietos kontrolės atsiranda į DRF, o ne eilės ryšiu sieja vieną elementą su kitu²⁵.

Pasirinkite bazavimo elementus, atspindinčius, kaip detalė realiai surenkama ir įrengiama kontrolei bei gamybai: pirminis bazavimo elementas turi būti paviršius, kurį agregatas pirmiausia atklausia, o antrinis ir tretinis bazavimo elementai turi atspindėti, kaip detalė apribojama toliau, pavyzdžiui, sujungimo paviršiai ar bazavimo kaiščiai²⁵.

Prioritetą nustato požymių kontrolės rėmo seka, skaitoma iš kairės į dešinę kaip pirminis, antrinis ir tretinis — pačios raidės savo savaime ne reiškia eilės¹². Pirminis bazavimo elementas yra pirmasis kontaktinis elementas, reikalaujantis bent trijų kontaktinių taškų; antrinis — bent dviejų; tretinis — bent vieno¹².

Atkreipkite dėmesį, kad formos kontrolės, tokios kaip plokštumas ar tiesumas, visiškai neturi bazavimo nuorodos, o vietos kontrolės, tokios kaip padėtis, paprastai reikalauja vienos¹².

Paruoštas palyginimas padeda praktiškai pamatyti efektą: dvi angos, laikomos padėties leistiniais nuokrypiais, susietos su patikimu DRF, kaupiasi prognozuojama labiau nei dvi angos, kurių matmenys nustatyti su nuokrypiais, atsirandančiais į skirtingus vietinius elementus²⁵. Antra sistema eilės ryšiu sieja per vietinius elementus, kurie neatitinka detalių susidarymo būdo, todėl kaupimas nebebevažodžiuoja apie agregatą.

Bloga DRF sistema suteikia dirbtinai sugriežtintus arba niekinio turinčius kaupimus²⁵, o nesėkmės forma tyli — skaičiai susideda, tiesiog jie neapibūdina jūsų gaminio. Patikrinkite bazavimo elementų pasirinkimą su savo gamybos ir pradų konstruktoriais prieš išduodami brėžinį²⁵ ir paprašykite tiekėjo, kurį paviršių jie faktiškai naudos kaip bazavimą pirmajai operacijai.

Kurios GD&T kontrolės riboja kaupimą ir kada vien tiks dydžio nepakanka

Matmens dydžio nuorodos valdo dydį; jos nevaldo elementų tarpusavio ryšių, o dauguma agregato problemų kyla iš vietos, orientacijos ar centravimo²⁸. Anga gali būti teisingo skersmens ir vis tiek neįtilpti į agregatą, jei jos centro padėtis išeina už leistinos vietos nuokrypio ribų²⁸.

GD&T užpildo šią spragą, apibrėždamas elementų ryšius per bazavimo elementus ir geometrinius leistinų nuokrypių zones²⁸. Palyginti su koordinatiniu leistinų nuokrypiu, skirtumas yra struktūrinis.

Koordinatinis leistinas nuokrypis naudoja kvadratines arba stačiakampes zones, kurios leidžia nepriklausomą X ir Y dispersiją, todėl įstrižainė padėtis kontroliuojama laisviau, o formai ar orientacijai jokio tiesioginio poveikio neteikia²⁶.

GD&T naudoja apskritimines, cilindrines arba profilio pagrįstas zones, susietas su bazavimo elementais, aiškiai kontroliuoja formą, orientaciją ir išmušimą bei suderina kontrolę su funkciniais bazavimo elementais, naudojamais realiame agregate²⁶. Būtent todėl apskritiminė padėties zona geriau atspindi tikrąjį tarpą, kurio reikia srieginui, nei stačiakampė koordinatinė dėžutė¹⁷.

Medžiagos būsenos modifikatoriai yra svirtis, leidžianti atleisti kaupimą neatleidžiant konstrukcijos. Padėties leistinas nuokrypis su MMC arba LMC modifikatoriais sumažina kaupiamąjį leistinų nuokrypių kaupimąsi per kelis sujungimo elementus, o papildomas leistinas nuokrypis MMC sąlygomis sumažina riziką, kad kaupimas viršys funkcinius agregato ribinius dydžius¹⁷.

Mechanizmas priklauso nuo dydžio: padėties leistinas nuokrypis MMC sąlygomis suteikia papildomą leistinį nuokrypį, lygų skirtumui tarp faktinio elemento dydžio ir MMC dydžio, todėl per didelė anga suranda papildomą vietos leistumą agregate net be jokių pakeitimų brėžinyje²². LMC veikia priešingai ir naudojamas ten, kur svarbus mažiausias medžiagos kiekis, pavyzdžiui, sienelės storis²².

Tas pats leidimas suteikia dirbtuvei daugiau erdvės renkantis elementų dydžius ir sumažina detalių atmetimo kiekį¹⁷. Kai šablonas nurodomas vienu kartus kaip sudėtinis požymių kontrolės rėmas, viršutinė dalis nustato šablono vietą, o apatinė dalis tikslina orientaciją, o baziniai matmenys tarp elementų lieka galiojantys⁵.

Nė vienas šio komplekto šaltinis neapibūdina, kiek konkretus papildomas leistinas nuokrypis sumažina kaupimą tam tikram elementui, todėl naudokitės nauda kaip kryptine ir patikrinkite ją savo kaupime.

Kai rašote brėžinį, kiekvienai nuorodai užduokite sau klausimą: ar matmens dydžio nuoroda kartu su bendruoju leistino nuokrypio bloku realiai valdytų agregato būklę — jei ne, tam elementui reikia geometrinės kontrolės su bazavimo nuoroda.

Patikrinkite detalių leistinus nuokrypius pagal tai, ką procesas gali išlaikyti

Prieš išduodami kaupimą patikrinkite, ar kiekvienas jį formuojantis leistinas nuokrypis pasiekiamas jūsų pasirinktu procesu ir medžiaga. Žemiau pateikiami skaičiai yra gamybos pajėgumo diapazonai, kurie priklauso nuo elemento dydžio, pridų, medžiagos ir įrankių — tai pokalbio su tiekėju pradinės nuorodos, o ne garantijos²⁹.

Atkreipkite dėmesį, kad angos nustatymo metodas reikšmingai keičia įnašą į kaupimą: gręžimas ir išvalymas nėra tapatūs įnašai į tą pačią grandinę²⁹. Pavienė ±0.01 mm nuoroda turn-mill detalėms priklauso nuo geometrijos, medžiagos, bazavimo elementų santykių, apdirbimo maršruto ir kontrolės reikalavimų, todėl tai nėra bendra pajėgumo taisyklė³⁰.

Nė vienas šaltinis nėra nustatęs IT klasės arba to, kad tam tikras leistinas nuokrypis pasiekiamas tam tikrai detaliai be proceso ir medžiagos kvalifikavimo^29,30.

Absorbuokite variaciją projektavimo metu, ne tik leistiniais nuokrypiais

Kai kurį variacijos kiekį pigiau absorbuoti nei kontroliuoti. Didesnės tarpinės angos, lankstūs elementai, tokie kaip tarpinės, O žiedai ir plokštėlės tarpikliai, bei stabilūs bazavimo elementai leidžia atleisti kietųjų detalių leistinus nuokrypius, nepažeidžiant agregato reikalavimo²⁴.

Lankstus elementas suspaudžiamas surinkimo metu ir kompensuoja kaupimo klaidą, kurią kitais atvejais reikėtų išfrezuoti iš metalo²⁴. Paruoštas pavyzdys iš vieno šaltinio: padidinus tarpinės angos skersmenį nuo 4.2 mm iki 4.5 mm, buvo galima atleisti atitinkančios srieginės angos padėties leistinį nuokrypį, sutaupant apdirbimo laiką²⁴.

Bazavimo projektavimas yra tos pačios priemonės dalis. Pirminis bazavimo elementas — didelis, plokščias, lengvai apdirbamas paviršius, tiesiogiai kontaktuojantis su sujungiamu detale, — suteikia stabilų atskaitos tašką; antrinis ir tretinis bazavimo elementai, esantys šalia kritinių elementų, laiko leistinų nuokrypių grandinę trumpą²⁴.

Ilgos grandinės kaupia daugiau įnašų, o kiekvienas pridėtas įnašas plotina kaupimą. Kitas svirtis — įrišimų skaičius.

Apdirbimas vienu įrišimu leidžia kelis paviršius ir elementus apdoroti, atskaitant nuo vieno pirminio bazavimo elemento, taip sumažinant centravimo poslinkius, atsirandančius dėl pakartotinio įrišimo, o mažesnis įrišimų skaičius padeda kontroliuoti kaupimą tarp angų, įgręžimų ir sujungimo paviršių²⁰. Perėjimai iš vieno įrišimo į kitą patys yra matmenų nuokrypio šaltinis²⁰.

Vienas staklinės įrangos tiekėjas teigia, kad apdirbimas turn-mill technologija vienu įrišimu sumažina pradų ir rankų operacijų skaičių, o tai mažina kaupimo klaidą³⁴ — tai tiekėjo pozicija dėl jo pačios įrangos, o ne bendra taisyklė. Kai padėties ryšiai keliuose paviršiuose svarbesni nei atskiro elemento leistinas nuokrypis, tai dažna priežastis apsvarstyti penkiašių apdirbimą²⁰.

Paprašykite tiekėjo, kiek įrišimų reikia detaliai ir nuo kurio bazavimo elemento kiekviena operacija atklausia; jei atsakymas tarp operacijų skiriasi, kaupime yra įnašas, kurio nemodeliavote.

Nurodykite, kaip kaupimas bus patikrintas, prieš išduodant brėžinį

Kaupimas yra tik toks patikimas, kokia yra jį patvirtinanti kontrolė. Funkciniai šablonai ir CMM programinė įranga leidžia greitai nustatyti, ar padėties leistinas nuokrypis atitinka reikalavimą, be sudėtingų rankinių skaičiavimų¹⁷, o kai elementas tiesiogiai veikia centravimą arba prieglbisį, apdirbimo procesas ir kontrolės metodas derinami su tuo reikalavimu³¹.

Nė vienas šio komplekto šaltinis nepateikia matavimo neapibrėžtumo reikšmių arba patikros priimtumo kriterijaus, todėl tai turite nustatyti patys. Peržiūrėkite šiuos punktus prieš išduodami brėžinį:

• ✓Patikrinkite, ar kiekvieną geometrinę nuorodą brėžinyje galima išmatuoti metodu, kurį tiekėjas tikrai turi — funkcinis šablonas arba CMM programa, o ne rankinis įrankis.
• ✓Padėties leistiniams nuokrypiams nusprendėkite, ar elementą tikrins funkcinis šablonas, pagamintas pagal blogiausio atvejo sujungimo geometriją, ar CMM programa, ir nurodykite tai brėžinyje.
• ✓Nustatykite elementus, kurie tiesiogiai veikia centravimą arba prieglbisį, ir patikrinkite, kad kontrolės metodas būtų jiems derintas.
• ✓Palyginkite galutinį kaupimo rezultatą su reikalingais agregato ribiniais dydžiais ir užfiksuokite palyginimą, kad vėlesnį bet kurio įnašo pakeitimą būtų galima patikrinti iš naujo.
• ✓Paprašykite tiekėjo peržiūrėti brėžinį pagal funkcinius agregato reikalavimus ir atkreipti dėmesį į leistinus nuokrypius, kurie yra nereikalingai griežti.
• ✓Nustatykite savo matavimo neapibrėžtumo atsargą kiekvienam patikros metodui, nes nė vienas šaltinis jos nepateikia.

Kur šaltiniai prieštarauja ir ką reikia patikrinti

Du jūsų kaupimo įnašai šiame įrodymų komplekte nėra nuspręsti. Gamybos pajėgumo skaičiai pateikiami dviem formomis — diapazonais pagal procesus arba paviene sąlygota nuoroda — o metodų šaltiniai aprašo, kada statistinis apdorojimas galioja, tačiau nesutaria, kada jis yra būtinas.

Laikykite abi puses matomas ir tikrinkite pagal savo proceso duomenis, o ne laikykite nė vieno skaičiaus taisybe.

Before you request a quote

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.