GD&T 기본 사항: 가공 부품에 대한 일반 영어 가이드

GD&T 기본은 하나의 아이디어로 귀결됩니다: 도면은 부품이 얼마나 큰지 뿐만 아니라 어떻게 기능해야 하는지를 전달해야 합니다. Geometric Dimensioning & tolerancing (GD&T) 은 엔지니어가 인쇄물과 3D 모델에 넣어 형태,방향, 위치 및 런아웃에서 허용되는 변형을 e×press 하는 기호 언어입니다. 엔지니어링 도면을 읽거나 제작하거나 기계로 가공하는 경우 – 이 가이드는 모든 빌딩 블록을 통해 실행됩니다: 데이텀,기능 제어 프레임,14 개의 모든 기호 (그리고 2018 년에 두 개가 사라진 이유), 재료 상태 수정자 및 실제 콜아웃을 읽는 방법.

GD&T 란 무엇인가?(그리고 엔지니어가 이를 사용하는 이유)

GD&T 는 부품의 공칭 형상과 부품이 계속 제대로 작동하도록 허용되는 기하학적 형태의 변형을 모두 설명하고 전달하는 데 사용되는 시스템입니다. 선형 치수와 한계만으로 부품을 자세히 설명하는 대신 GD&T 는 일련의 기호를 통합하여 기능적으로 중요한 것,즉 표면이 평평하게 유지되거나 보어 라운드가 유지되거나 짝을 이루는 부품과 정렬된 구멍 패턴이 유지된다는 것을 전달합니다.

미국에서는 시스템이 표준입니다; 그러나 세계의 다른 지역에서는 시스템을 ISO 1101:2017이라고 합니다.

GD&T 는 인쇄물의 표준 치수가 기술적으로 사양에 맞지만 효과적으로 기능하지 않을 수 있기 때문에 구현됩니다. 예를 들어 750mm 와 780mm 사이의 높이 변화만 보여주는 테이블탑은 한쪽 끝에서 750mm,다른 쪽 끝에서 780mm (30mm 경사) 만 측정하면서도 여전히 허용 오차 범위 내에서 라벨을 붙일 수 있습니다. 그러나 평탄도 제어는 실제로 중요한 것,즉 표면이 어떻게 작동해야 하는지를 직접 정의합니다. GD&T 의 목적은 제조 된 형태와 달리 기능적 요구 사항에 초점을 맞춰 모호함을 피하면서 디자이너,제조업체 및 검사관에게 단일 표준 요구 사항을 전달하는 것입니다. 교과서는 일반적으로 엔지니어가 주변 영역과 해당 허용 오차 한계가있는 진정한 프로파일을 표현할 수있는 언어로 GD&T 를 설명하는 것을 포함하여 이와 동일한 원칙을 설명합니다. 마찬가지로,에서 교육 노트 밀워키 공과대학, GD&T는 한계를 갖는 이상적인 형태를 정의하는 것으로 설명됩니다.

GD&T 대 전통적인 (좌표) 허용: 실제 차이

공차를 조정합니다. X,Y 데이텀 및 공차를 사용하여 형상을 제어하고 형상을 찾습니다. 이 접근 방식은 위치와 관련하여 매우 구체적인 것처럼 보이지만 실제 형상은 고려하지 않습니다; 형상의 중심을 정확히 “영점”에 배치하면 구멍은 자유롭게 올라가거나 왼쪽,오른쪽으로 올라가거나 대상 위치를 중심으로 한 20mm 정사각형 영역 내부에서 비원형이 될 수도 있습니다.

아하! 1940년경 해군 병기를 다루던 Stanley Parker는 둥근 보스와 구멍에 정사각형 공차 구역이 아닌 둥근 공차 구역이 필요하다는 것을 깨달았습니다. 이는 결국 50년대에 군사 표준으로 자리 잡았고 오늘날의 진정한 입장의 전조였습니다.

그렇다면 어떤 것을 사용해야 할까요? 둘 다. 플러스/마이너스 허용 오차는 피처 크기에 딱 맞습니다; GD&T 는 정렬,짝짓기 또는 스핀이 필요한 피처에 대한 실제 값을 보여줍니다. 이 결정 가이드를 따르세요.

세 가지 구성 요소: 데이텀, 기능 제어 프레임 및 기본 치수

이 기호 중 어느 것이 중요하기 전에 세 가지가 제자리에 있어야합니다. 이 세 가지 요소를 올바르게 가져 오면 GD & T 의 나머지 부분이 따르는 경향이 있습니다:

1. 데이텀과 데이텀 참조 프레임 (DRF). 데이텀 (1 차,2 차 및 3 차 데이텀이있을 수 있음) 은 “나는 무엇에 대해 측정하고 있습니까?”라고 대답합니다. 이러한 데이텀 표면 각각은 평면을 정의하고 함께 부품의 다른 모든 컨트롤이 측정 될 참조 좌표계를 정의합니다. (3 개의 수직 데이텀 표면으로 구성된 전체 시스템을 데이텀 참조 프레임이라고 함) 데이텀 기능 (1 차,2 차 및 3 차 데이텀을 만드는 데 사용되는 부품의 실제 구멍,가장자리 또는 표면) 은 이상적으로 부품이 일반적으로 사용 중에 접촉하는 데이텀 기능의 일부가되어야합니다. 올바른 데이텀 기능을 선택하는 것은 틀림없이 GD & T 를 정의하는 가장 중요한 단일 단계입니다.

2. 특징 제어 프레임 (FCF). 이것은 표준 박스형 기호입니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 읽으면 다음으로 구성됩니다: 기하학적 제어 기호 자체 (즉,직진성, 평탄도,위치). 공차 영역의 모양과 값 (공차 영역 – 공차 영역에 선행 기호가있는 경우 영역은 원통형). 이 뒤에 재료 수정자가 올 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 이 뒤에 하나 이상의 데이텀 참조 (설정 된 데이텀 평면 (들) 중 어느 것이 영역을 정의하는지 표시하며 다시 우선 순위 순서로 나열됨) 가 올 것입니다. 단일 기능 제어 프레임은 단일 기능의 단일 기하학적 특성을 제어합니다. 동일한 기능에 여러 기능 제어 프레임을 적용하여 하나 이상의 특성을 제어 할 수 있습니다.

3. 기본 치수. 기본 치수는 이론적으로 정확한 값입니다 (항상 상자에 표시됨). 정확한 위치,방향 또는 각도 – 공차없이 설정됩니다. 이러한 기본 치수는 기능 제어 프레임 (FCF) 에 의해 처리되는 허용 공차가 아닌 진정한 이론적으로 완벽한 형상을 설정합니다. 일반적인 예 중 하나는 각 위치가 박스형 기본 치수로 정의 된 다음 위치 자체가 실제 위치 (FCF 에 의해 정의됨) 에서 허용되는 편차로 정의되는 실제 위치 구멍 패턴입니다.

GD&T 의 3-2-1 법칙은 무엇인가?

3-2-1 규칙 규칙은 여섯 개의 접점을 사용하여 데이텀 기준 프레임에 대해 프리즘 부품을 완전히 제한한다는 것입니다. 데이텀 기본은 3 을 (하나는 번역하고 두 개는 자유도를 회전) 명중합니다. 데이텀 보조는 2 (각각 하나씩,다시) 명중하고 데이텀 3 차는 마지막 1 을 명중합니다. 세 더하기 두 더하기 하나는 총 여섯 개를 만들고 검사 할 때 부품의 움직임을 하나의 반복성으로 잠갔습니다. 아이오와 주립대학교 기계설계 수업 위치 검사를 위해이 동일한 기본 / 보조 / 3 차 순서를 가르쳐주십시오. 순서를 잘못 얻으면 다른 위치로 흔들리고 흔들려서 숫자를 변경합니다.

14개의 GD&T 기호가 5개 카테고리로 그룹화되어 있습니다

외우지 마세요. 지도. 초보자는 설계도에 나타나는 대로 모든 기호를 배우려고 하지만 그건 압도적이고 불필요합니다. 대신 다섯 가족-엔지니어가 이것을 “5-카테고리 지도”라고 부르면서 배우세요. 기호가 어느 가족에 속하는지 알게 되면 설계도에서 어디에 맞는지,데이터엄이 필요한지 직관적으로 알 수 있습니다.

GD&T 의 14 가지 기호는 무엇인가?

ASME Y14.5-2009 에 따르면, 이 5 가지 범주에 걸쳐 14 개의 기하학적 특성 기호가있었습니다: 형태 (직선, 평탄도, 원형, 원통형), 프로파일 (선, 표면), 방향 (각도, 수직, 평행), 위치 (위치, 동심도, 대칭), 런아웃 (원형, 전체). ASME Y14.5-2018 은 동심도와 대칭의 전체 개념, 용어 및 기호를 없애고 12 개의 나머지 기호로 줄였습니다. 전체지도:

기호 글리프의 물리적 모양은 많은 컴퓨터 글꼴에서 다르기 때문에 설계도의 의미를 정의하는 것은 기호 범주와 텍스트 기호 자체입니다. ASME Y14.5-2018 에서 Datum 열이 중요한 바로 가기를 제공하는 방법에 유의하십시오; 모든 양식 제어 기호에는 부품에 자체 참조 기능 (들) 이 포함되어 있기 때문에 데이텀이 필요하지 않으며 방향, 위치 및 런아웃의 모든 기호에는 데이텀이 필요합니다.

형태 제어: 평탄도, 직진도, 원형도, 원통형

개별 특징의 제어 모양. 폼 컨트롤은 단일 특징의 모양을 자체적으로 감시하므로 데이텀이 필요하지 않습니다. 평탄도 (평면도) 검사는 지정된 공차 간격으로 두 개의 평행 평면을 설정한 다음 측정된 전체 특징이 해당 경계 내에 있는지 확인하는 것입니다. 이는 내부 표면 또는 랩핑된 표면,예를 들어 ID O-링 그루브 또는 밀봉 표면에 대한 완벽한 제어입니다. 선 요소 또는 축에 대한 유사한 검사인 직진도는 이름에서 알 수 있듯이 작동합니다. 원형도 (원형도) 는 구멍이나 샤프트의 단일 단면을 검사하는 반면 원통도 (원통도) 는 원통의 전체 길이를 따라 원형도,평면도 및 테이퍼를 다루기 때문에 더 엄격합니다. 따라서 가장 비싼 형태 검사입니다.

같은 얼굴에 단단한 평탄도 컨트롤과 단단함 병렬성을 쌓는 사람이 되지 마십시오. 병렬성에는 중복성이 있습니다; 병렬성 호출에는 각도에 대한 자체 양식 요구 사항이 있습니다; 따라서 평탄도 컨트롤도 직진성 요구 사항과 함께 암시적으로 엄격하게 설정합니다. 기능 컨트롤의 중복성을 항상 확인하고 불필요한 추가 기능을 제거하십시오. 제품 기능을 직접 지원하지 않는 모든 추가된 양식,방향 또는 위치 제어는 팀에 비용과 검사 시간을 추가합니다.

방향 및 위치 제어: 평행성, 수직성, 위치

나머지 컨트롤들도 데이텀을 가리키는데, “각도에서” 또는 “올바른 장소에서” 는 다른 것에 상대적인 것을 의미하기 때문입니다. Angularity 는 데이텀에 대한 기본 각도에서 특징을 보유하고,perpendicularity 는 angularity 의 90 특수 케이스이며,평행성은 데이텀에 평행한 특징을 보유하고,축의 경우 값 앞에 a 를 추가하여 원통형 영역을 사용할 수 있습니다.

위치 (진정한 위치) 는 일꾼 - GD&T 전체에서 가장 많이 사용되는 컨트롤입니다. 박스형 기본 치수를 사용하여 특징 또는 전체 패턴을 찾은 다음 데이텀을 참조하는 보통 원통형 영역 내부에서 편차를 허용합니다. 이것은 정확히 이전의 57% 영역 이점이 성과를 거두는 곳입니다: 둥근 위치 영역은 동일한 맞춤에 대해 사각형 상자보다 더 많은 좋은 부품을 수용합니다.

“원통형 위치 콜아웃은 거의 항상 영역을 완전히 제한하기 위해 세 개의 데이텀이 모두 필요합니다. 하나 또는 두 개만으로 제한하지 않고 부품이 흔들리거나 회전 할 수 있으며 측정이 반복되지 않습니다. 이것이 초보자가 좋은 부품을 ‘실패'시키는 가장 큰 이유입니다.’

이러한 컨트롤은 어디에서 생산되고 검증됩니까? 서로 기능을 찾는 기계에서- a CNC 선반 기계 동축 회전 형 피처 또는 홀 패턴의 수직 머시닝 센터의 경우 터치하기 가장 쉬운 면이 아닌 부품의 결합 인터페이스와 일치하는 데이텀 피처를 선택하는 것이 바닥에서 달성 가능한 위치 공차를 만드는 요소입니다.

프로필 및 런아웃 컨트롤(및 ASME 삭제 기호)

서페이스의 프로파일은 GD&T 에서 가장 강력한 단일 컨트롤입니다: 3D 허용 영역-두 개의 오프셋 서페이스-를 정의하여 실제 서페이스가 사이에 있어야 하며 크기,형태, 방향 및 위치를 한꺼번에 파악할 수 있습니다. 그래서 현대 모델 기반 도면을 지배합니다. 라인의 프로파일은 개별 2D 단면에서 동일한 작업을 수행합니다.

런아웃은 데이텀 축에 대해 회전 부품을 제어합니다. 원형 런아웃은 부품 스핀으로 단일 단면에서 “워블”을 확인합니다; 전체 런아웃은 전체 표면을 한 번에 확인하여 직진도, 테이퍼 및 프로파일 오류를 함께 포착합니다. 이는 a에서 생성된 저널 및 씰 표면을 베어링하는 데 이상적입니다 CNC 원통형 그라인더.

재료 상태 수정자(MMC, LMC) 및 보너스 허용 오차

재료 수정자 – GD&T 가 기하학 대신 돈을 의미하기 시작하는 경우. GD&T 는 기능의 내장된 치수를 기반으로 허용오차를 변경하는 데 사용됩니다. 세 가지 상태로 생각할 수 있습니다; 첫 번째는 기본값이거나 기호가 없으며 RFS (기능 크기에 관계없이) 를 호출합니다. 크기에 관계없이 허용오차가 고정되어 있는 조건입니다. 다음 단계는 mmc (최대 재료 조건,M) 이며 부품에 MOST 재료가 있는 조건입니다; 작은 구멍 또는 큰 샤프트. 그 반대는 LMC (최소 재료 조건,L) 이며 최소 재료 조건입니다; 큰 구멍 또는 작은 샤프트.

보너스 허용 오차는 보상 시간입니다. MMC 에서 위치 허용 오차가 주어지면 mmc 에 추가하는 모든 것이 허용 가능한 위치 허용 오차에 추가됩니다. 간단히 말해서,정확히 중심에 두는 것이 덜 중요하도록 클리어런스 구멍을 조금 더 크게 뚫는 데 보너스가 주어집니다. “특징은 mmc 치수와의 편차에 비례하여 위치 허용 오차를 ‘느슨하게’ 허용 할 수 있습니다. 이 원리는 클리어런스 구멍과 볼트 구멍 패턴을 형성하는 기능에 유용합니다.” 조립이 목표 인 클리어런스 구멍 및 볼트 패턴에 MMC 를 사용하십시오; 위치가 자유로운 조립보다 중요하기 때문에 RFS 에서 단단하고 정렬이 중요한 기능을 유지하십시오.

실제 GD & T 콜아웃을 읽는 방법: 작업 된 예

하나는 일반적으로 0.25 직경 () 의 구멍에 대한 기능 제어 프레임과 그 구멍이 그것을 확인하기 위해 약간의 배치를 갖는 패턴을 결합 할 것입니다: | 0.25 | A | B | C 여기 문장은: 0.25 –는 실린더에 대한 직경 (당신은 박시하지 모양을 지정하고 있습니다).는 MMC에 대한 것이므로 보너스 허용 오차를 사용할 수 있습니다.A, B, C는 인쇄에서 측정 할 곳입니다.

부품에 있는 이 구멍의 절대적이고 완벽한 위치는 일련의 기본 치수(일반적으로 박스형 및 인쇄물의 다른 곳)로 찾을 수 있습니다; 이 GD&T 상자는 부품이 참조된 데이텀에 구속되어 있는 동안 측정을 통해 결정된 대로 완벽한 위치에서 벗어날 수 있는 정도를 지정합니다.

데이텀 주문의 중요성을 보여주는 예가 있습니다. 아주 새로운 검사관은 위치가 A|B|C라고 불리는 브래킷을 보지만 접근하기 쉽기 때문에 브래킷을 얼굴 B에 먼저 고정하기로 결정했습니다. 결과적으로 부품은 버에 수천분의 1을 흔들고 측정된 구멍 위치는 0.25mm를 약간 넘으며 40개의 ‘나쁜’ 브래킷이 검역소에 보관됩니다. 이제 숙련된 검사관은 인쇄물에 묘사된 대로 데이텀 A를 사용하여 다시 고정하고 모든 부품은 멋지게 앉고 평평하게 앉으며 OK로 측정합니다. 부품은 변경되지 않았으며 작업자의 접근 방식만 준수되었습니까? 안정적인 터치는 좋은 습관에 달려 있습니다; 많은 상점에서는 기계를 강화합니다 디지털 판독값(DRO) 반복 가능한 설정을 단순화합니다.

스크랩을 유발하는 6 가지 일반적인 GD & T 실수 (그리고 왜 GD & T 가 열심히 느끼는 지)

GD & T는 하나, 아주 좋은 이유 까다롭다: 모든 작은 기호는 쉬운 부분을 구성하는 20%입니다; 그러나 데이텀 선택, 허용 영역 모양 선택 및 올바른 순서로 프레임을 읽는 것은 다른 80%이며 거의 모든 사람들이 길을 잃는 곳입니다. 이 여섯 가지 실수는 초보자 스크랩 및 그리기 거부의 사자 몫을 구성합니다.

GD&T 는 왜 이렇게 힘든가?

GD&T 는 열두 개에서 열네 개의 기호에 관한 것이 아닙니다; SYSTEMS 사고에 관한 것입니다. 단일 위치 콜아웃을 올바르게 적용하려면 하나가 아닌 여러 상호 작용을 고려해야 합니다: 기능에 따라 데이텀 기능 선택,반복 가능한 데이텀 참조 프레임 설정,특정 기본 치수 초안 작성,공차 영역 모양 선택,재료 수정자 선택 및 부품 확인이 일관되게 고정되고 측정될 수 있습니다. 이 여섯 가지 상호 작용 결정은 하나의 콜아웃이 처리되는 방식을 결정하고 해당 여섯 가지 결정은 프레임 및 나머지 인쇄물에서 다른 호출과 상호 작용합니다. 여기서 좋은 소식: 학습 가능합니다. 직장에서! 데이텀을 올바르게 얻는 것부터 시작하세요. – 대부분의 GD&T 실수는 데이텀으로 추적됩니다. – 나머지는 자연스럽게 따라옵니다. 5-카테고리 맵과 콜아웃 읽기 시퀀스를 손에 들고 닫으세요. – 그들은 당신의 스타터 키트입니다.

산업 전망: 2D 도면에서 모델 기반 정의 (MBD) 까지

새로운 심볼보다 GD&T 세계에서 일어나고 있는 ASME 의 가장 큰 변화는 심볼이 배치되는 곳이어야 합니다. 점점 더 많은 샵들이 2D 종이 도면에서 모델 기반 정의 (MBD) 로 이동하고 있으며,여기서 공차와 GD&T 가 제품 제조 정보 (PMI) 로서 3D CAD 모델에 직접 첨부됩니다. 주요 노력 중 하나는 이러한 움직임을 지원하는 미국 국립 표준 기술 연구소 (NIST) 프로그램으로,MBD 를 “컴퓨터 생성 3D CAD 모델과 ‘실행 가능한’ 정의를 형성하는 주석을 사용하여 3 차원에서 엔지니어링 구성 요소와 필요한 제조,조립, 검사 및 테스트 프로세스를 정의하는 개념”이라고 설명합니다. NIST 는 PMI 주석 모델을 단일 진실 소스로 간주합니다.

내년 동안 프로젝트에 대한 작업에 대한이 정보의 주요 내용은 다음과 같습니다: 첫째, 학습을 중심으로 집중하는 현재 표준은 ASME Y14.5-2018 (미국용) 및 ISO 1101:2017 for International (ISO 표준) 입니다, 여전히 동심도와 대칭을 포함하는 2009 의 이전 GD & T 세트를 읽습니다 둘째, 모델을 읽기 위해 단지 인쇄가 아닌 GD & T 숙련도가 절대적으로 필요해졌습니다. 상점에서 GD & T MBD 데이터 세트에 대한 견적을 제공하면 프로그래머와 검사관은 2D 인쇄에서 기능 제어 프레임을 해석하는 것과 같은 방식으로 3D 모델의 PMI 를 이해해야합니다. 주로 기업이 디지털 모델 기반 공차 관행을 채택함에 따라 GD & T 의 관심은 계속 증가하고 있습니다. 모델에서 직접 PMI 를 읽을 수 있도록 작업 현장 직원을 교육 할 수있는 2026 년 역량을 계획하십시오.

자주 묻는 질문