GD&T Basics: een eenvoudige Engelse gids voor bewerkte onderdelen

GD & T basis komt neer op een enkel idee: een tekening moet communiceren hoe een onderdeel moet functioneren, niet alleen hoe groot het is Geometrische Dimensionering & tolerancing (GD & T) is de symbooltaal die ingenieurs op afdrukken en 3D-modellen zetten om acceptabele variatie in vorm, oriëntatie, locatie en uitloop te e×drukken Als u technische tekeningen leest of produceert 'engineer' of als u er machine naar toe 'als deze gids u door elke bouwsteen leidt: datums, het functiecontroleframe, alle 14 symbolen (en waarom twee ervan verdwenen in 2018), modificatoren voor de materiaalconditie, en hoe u een echte call-out kunt lezen.

Wat is GD&T? (En waarom ingenieurs het gebruiken)

GD & T is een systeem dat wordt gebruikt om zowel de nominale geometrie van een onderdeel te beschrijven en te communiceren, samen met de variaties in geometrische vorm die acceptabel zijn voor het onderdeel om goed te blijven werken. In plaats van een onderdeel te detailleren met uitsluitend lineaire afmetingen en limieten, bevat GD & T een reeks symbolen om te communiceren wat functioneel belangrijk is: dat een oppervlak vlak blijft, een boring rond of een patroon van gaten uitgelijnd met het bijpassende deel.

In de VS is het systeem standaard; in andere delen van de wereld wordt het systeem echter ISO 1101:2017 genoemd.

GD & T wordt geïmplementeerd omdat een standaardafmeting op een afdruk technisch in-spec kan zijn maar effectief niet-functioneel Een tafelblad dat alleen de hoogtevariatie tussen 750 mm en 780 mm laat zien, bijvoorbeeld, meet mogelijk slechts 750 mm aan het ene uiteinde en 780 mm aan het andere uiteinde (een helling van 30 mm) maar wordt toch gelabeld als binnen tolerantie Een vlakheidscontrole definieert echter wat er feitelijk toe doet, dat wil zeggen hoe het oppervlak moet handelen, direct Doel achter GD & T is dat het één enkele standaardvereiste communiceert aan de ontwerper, fabrikant en inspecteurs, waarbij dubbelzinnigheid wordt vermeden door zich te concentreren op functionele vereisten in tegenstelling tot profielvorm. Tekstboeken beschrijven dit principe als waar voor één taal Milwaukee School voor Techniek, GD & T wordt beschreven als het definiëren van de ideale vorm met limieten.

GD&T versus traditionele (coördinaat)toleranties: het echte verschil

coördinatentoleranties Bestuurt en lokaliseert de functie met X-, Y-data en toleranties. Hoewel deze benadering vrij specifiek lijkt in relatie tot de positie, wordt er geen rekening gehouden met de werkelijke vorm; als je het midden van het kenmerk precies op punt “zero plaatst, is het gat vrij om omhoog, links, rechts of zelfs niet-cirkelvormig te gaan binnen een gebied van 20 mm vierkant gecentreerd op de doelpositie.

De Aha! dat maakte GD&T. Stanley Parker, die rond 1940 met marinemunitie werkte, realiseerde zich dat ronde bazen en gaten een ronde tolerantiezone nodig hadden, en geen vierkante. Het eindigde in de jaren vijftig als een militaire standaard en was de voorloper van de huidige ware positie.

Dus welke moet je gebruiken? beide. Plus/minus tolerancing werkt prima voor feature size; GD & T toont zijn echte waarde voor features die moeten uitlijnen, matten, of spin Volg deze beslissingsgids.

De drie bouwstenen: datums, functiecontroleframes en basisafmetingen

Voordat een van deze symbolen ertoe doet, moeten er drie dingen op hun plaats zijn. Zorg ervoor dat deze drie elementen goed zijn en de rest van GD&T heeft de neiging te volgen:

1. Datums en het referentieframe (DRF). Een datum (er kunnen primaire, secundaire en tertiaire datums zijn) antwoordt, “Waar waar meet ik tegen?” Elk van deze datumoppervlakken definieert een vlak, en samen definiëren ze een referentiecoördinatensysteem waartegen alle andere bedieningselementen op het onderdeel zullen worden gemeten. (Dat hele systeem van drie loodrechte datumoppervlakken wordt een referentieframe voor datums genoemd). Een datumkenmerk (het werkelijke gat, de rand of het oppervlak van het deel dat wordt gebruikt om de primaire, secundaire en tertiaire datums te creëren) zou idealiter deel moeten uitmaken van de datumkenmerken waarmee het onderdeel normaal gesproken in contact zou komen tijdens gebruik. Het kiezen van het juiste datumkenmerk is misschien wel het belangrijkste in GDT.

2. het kader van de kenmerkcontrole (FCF).Dit is het standaard in een kader opgenomen symbool Het lezen van links naar rechts is samengesteld uit: Het geometrische controlesymbool zelf (dat wil zeggen rechtheid, vlakheid, positie) Gevolgd door de vorm en waarde van de tolerantiezone (de tolerantiezone (als de tolerantiezone een leidend teken heeft de zone cilindrisch is) Dit kan al dan niet worden gevolgd door een materiaalmodificator Dit zal worden gevolgd door een of meer referentiegegevens (die aangeeft welke van de vastgestelde referentievlakken (en) de zone definiëren, opnieuw vermeld in volgorde van primaat) Een enkel kenmerkcontroleframe zal een enkel geometrisch kenmerk van een enkel kenmerk controleren U kunt de controle van meerdere kenmerken toepassen op de controleframes.

3. Basisafmetingen. Een basisdimensie is een theoretisch exacte waarde (en verschijnt altijd in een doos).Het stelt een exacte locatie, oriëntatie of hoek vast, al dan niet zonder toleranties. Deze basisdimensies bepalen de echte theoretisch perfecte geometrie, niet de toegestane tolerantie, die wordt afgehandeld door het feature control frame (FCF). Een veelvoorkomend voorbeeld is een echt positiegatpatroon waarbij elke locatie wordt gedefinieerd door een basisdimensie in een doos en vervolgens de positie zelf wordt gedefinieerd door de toegestane afwijking van de werkelijke positie (gedefinieerd door de FCF).

Wat is de 3-2-1 regel voor GD & T?

De 3-2-1-regel De regel is dat je een prismatisch deel volledig tegen het referentieframe van het datum beperkt met behulp van zes contacten. Het referentiepunt raakt 3 (één translatie en twee rotatievrijheidsgraden). Het referentiepunt slaat secundair 2 (één van elk, nogmaals) en het referentie-tertiair raakt de laatste 1. Drie plus twee plus één maakt in totaal zes, je hebt de beweging van het onderdeel opgesloten in één herhaalbaarheid wanneer je het inspecteert. Machineontwerplessen van de Iowa State University leer dezelfde primaire/secundaire/tertiaire reeks voor positionele inspecties. Zorg dat de reeks verkeerd is, en het schommelt en wiebelt naar een andere positie, waardoor je cijfers veranderen.

De 14 GD&T-symbolen, gegroepeerd in 5 categorieën

Onthoud niet. Kaart Beginners proberen alle symbolen te leren zoals ze op een blauwdruk verschijnen, maar dat is overweldigend en onnodig. Leer ze in plaats daarvan zoals vijf families-ingenieurs dit “ noemen. Zodra je weet tot welke familie een symbool behoort, weet je intuïtief waar het op de blauwdrukken past en of er een gegeven nodig is.

Wat zijn de 14 symbolen in GD & T?

Volgens ASME Y14.5-2009 waren er 14 geometrische karakteristieke symbolen in deze vijf categorieën: Vorm (rechtheid, vlakheid, circulariteit, cilindriciteit), profiel (lijnen, oppervlakken), Oriëntatie (hoekigheid, loodrechtheid, parallellisme), Locatie (positie, concentriciteit, symmetrie) en uitloop (cirkelvormig, totaal) ASME Y14.5-2018 heeft het hele concept, de termen en symbolen van concentriciteit en symmetrie afgeschaft, waardoor het is teruggebracht tot 12 resterende symbolen Volledige kaart:

Merk op dat de fysieke vorm van symboolglyphs verschillen op veel computerlettertypen, dus het zijn de symboolcategorie en het tekstsymbool zelf die de betekenis voor blauwdrukken definiëren Merk op hoe op ASME Y14.5-2018 de Datum kolom u een significante snelkoppeling geeft; eventuele Form controle symbolen hebben nooit een datum nodig omdat het onderdeel zijn eigen referentie kenmerk (en) bevat, terwijl elk symbool in oriëntatie, Locatie en uitloop een datum nodig heeft.

Vormcontroles: vlakheid, rechtheid, circulariteit, cilindriciteit

Controlevorm van individuele kenmerken Vormcontroles controleren de vorm van een enkel kenmerk tegen zichzelf, waardoor er geen datum nodig is. Een vlakheidscontrole (vlakheidscontrole) houdt in dat twee parallelle vlakken met een gespecificeerde tolerantie uit elkaar worden geplaatst, en er vervolgens voor wordt gezorgd dat het gehele gemeten kenmerk binnen die grenzen ligt. Dit is een perfecte controle voor een binnenoppervlak of een gelapt oppervlak, bijvoorbeeld een ID O-ring Groove of een afdichtingsoppervlak. Een soortgelijke controle voor een lijnelement of as, rechtheid, functioneert precies zoals de naam impliceert. circulariteit (circulariteit) zorgt voor een controle van een enkele dwarsdoorsnede van een gat of as, terwijl cilindriciteit (cilindriciteit) strenger is omdat deze betrekking heeft op rondheid, planariteit en tapsheid en dus de meeste cilindervorm.

Wees niet die persoon die strakke vlakheidscontroles en strakheidsparallellisme op hetzelfde gezicht stapelt. Er is een redundantie voor parallellisme; de parallellisme-oproep heeft zijn eigen vormvereisten voor hoekigheid; daarom stelt het impliciet ook de vlakheidscontrole strak, samen met eventuele rechtheidsvereisten. Controleer altijd op redundanties in uw functiebedieningen en verwijder extra onnodige. Elke toegevoegde vorm, oriëntatie of locatiecontrole die de productfunctionaliteit niet rechtstreeks ondersteunt, zal kosten en inspectietijd voor het team toevoegen.

Oriëntatie- en locatiecontroles: parallellisme, loodrechtheid, positie

De rest van deze controles wijst ook op datums, omdat “at an angle” of “in the right place” alleen iets betekent ten opzichte van iets anders Hoekigheid houdt een kenmerk vast onder een basishoek ten opzichte van een datum, loodrechtheid is hoekigheid's 90 speciale geval, parallellisme houdt een kenmerk in parallel aan een datum, en voor een as kan het een cilindrische zone gebruiken door een vóór de waarde op te tellen.

Positie (echte positie) is het werkpaard - de meest gebruikte controle in heel GD & T. Het lokaliseert een kenmerk of een heel patroon met behulp van basisafmetingen in dozen, en maakt vervolgens afwijking mogelijk binnen een meestal cilindrische zone die verwijst naar de datums. Dit is precies waar het 57%-oppervlaktevoordeel van eerder loont: een ronde positiezone accepteert meer goede onderdelen dan de vierkante doos voor dezelfde pasvorm.

“Een cilindrische positie-oproep heeft bijna altijd alle drie de datums nodig om de zone volledig te beperken. Onderdruk het met slechts één of twee en het onderdeel kan schommelen of roteren, en uw meting zal zich niet herhalen - wat de belangrijkste reden is waarom beginners goede onderdelen ‘mislukken’.”

Waar worden deze bedieningselementen geproduceerd en geverifieerd? Op de machines die kenmerken voor elkaar lokaliseren: a CNC draaibank machine voor coaxiale gedraaide functies, of een verticaal bewerkingscentrum voor gatenpatronen Het kiezen van referentiekenmerken die passen bij de bijpassende interfaces van het onderdeel, en niet bij de gemakkelijkste vlakken om aan te raken, maakt positietoleranties haalbaar op de vloer.

Profiel- en uitloopcontroles (en de symbolen ASME verwijderd)

profiel van een oppervlak is de krachtigste enkele controle in GD & T: het definieert een 3D-tolerantiezone - twee offset-oppervlakken - waar het werkelijke oppervlak tussen moet vallen, en het kan in één keer in de plaats komen voor grootte, vorm, oriëntatie en locatie Daarom domineert het moderne modelgebaseerde tekeningen profiel van een lijn doet hetzelfde werk op individuele 2D-dwarsdoorsneden.

de uitloop regelt roterende delen tegen een referentieas. cirkelvormige uitloop controleert “wobble” op een enkele dwarsdoorsnede als het onderdeel draait; totale uitloop controleert het hele oppervlak in één keer, waarbij rechtheid, tapsheid en profielfout samen worden vastgelegd - ideaal voor het dragen van tappen en afdichtingsoppervlakken geproduceerd op een CNC cilindrische slijpmachine.

Materiaalconditiemodificatoren (MMC, LMC) en bonustolerantie

Materiaalmodificatoren 'waarbij GD & T geld begint te betekenen in plaats van geometrie GD & T wordt gebruikt om de tolerantie te veranderen op basis van de as-built dimensie van de functie U kunt denken in termen van drie toestanden; de eerste is standaard, of geen symbool, en riep RFS (Ongeacht de Feature Size).Het is de toestand waarin de tolerantie vast blijft, ongeacht de grootte. De volgende is mmc (maximale materiaalconditie, M) en is de toestand waarin het onderdeel het MEESTE materiaal heeft; kleine gaatjes of grote schachten. Het tegenovergestelde is LMC (minst materiële toestand, L) en is de minst materiële toestand; grote gaten of kleine schachten.

bonustolerantie is uitbetalingstijd Wanneer er bij MMC een positietolerantie wordt gegeven, draagt alles wat u aan de mmc toevoegt bij aan de aanvaardbare positietolerantie. Simpel gezegd krijgt u een bonus omdat u een spelingsgat net iets groter laat boren, zodat het minder cruciaal voor u is om het precies gecentreerd te hebben. Er is geschreven dat “ zijn positietoleranties kan ‘losmaken’ in verhouding tot de afwijking van de mmc-afmeting. Dit principe is waardevol voor spelingsgaten en voor functies die boutgatpatronen vormen.” Gebruik MMC voor spelingsgaten en boutpatronen waarbij montage het doel is; houd strakke, uitlijnkritische kenmerken bij RFS omdat positie belangrijker is dan vrije montage.

Hoe een echte GD & T-oproep te lezen: een uitgewerkt voorbeeld

Normaal gesproken combineert men deze functie met een bedieningsframe voor het gat met een diameter van 0,25 () en een patroon zodat dat gat enige plaatsing heeft om het te verifiëren: | 0,25 | A | B | C De zin hier is: 0,25 is voor een cilinder. is voor diameter (je specificeert vorm en niet voor buxus).is voor MMC, daarom is bonustolerantie beschikbaar.A, B en C is waar je het op de afdruk zou meten.

De absolute, perfecte positie van dit gat op het onderdeel is te vinden met een reeks basisafmetingen (normaal gesproken in een doos en elders op de afdruk); deze GD&T-box specificeert hoeveel u uit die perfecte positie mag afdwalen, zoals bepaald door te meten terwijl het onderdeel beperkt is tot de gegevens waarnaar wordt verwezen.

Hier is een voorbeeld dat het belang van het ordenen van gegevens illustreert. Een gloednieuwe inspecteur ziet een beugel waarvan de positie wordt aangeduid als A|B|C, maar kiest ervoor om de beugel eerst op vlak B vast te klemmen, omdat deze gemakkelijker toegankelijk is. Als gevolg hiervan schommelt het onderdeel een paar duizendsten op een braam, de gemeten gatenpositie gaat iets boven de 0,25 mm en 40 ‘slechte’ beugels belanden in quarantaine. Nu klemt een ervaren inspecteur opnieuw met behulp van datum A, zoals weergegeven in de afdruk, en elk onderdeel zit mooi, plat en meet als OK. De onderdelen zijn niet veranderd, gewoontes van de operator, was de aanpak van de printmachines met de goede volgorde van de print? digitale uitlezingen (DRO) om herhaalbare opstellingen te vereenvoudigen.

6 veel voorkomende GD & T-fouten die schroot veroorzaken (en waarom GD & T zich moeilijk voelt)

GD&T is lastig om één, zeer goede reden: alle kleine symbolen zijn de 20% waaruit het makkelijke deel bestaat; maar datumselectie, selectie van de vorm van de tolerantiezone en het lezen van het frame in de juiste volgorde zijn de andere 80% en hier verdwaalt bijna iedereen. Deze zes fouten vormen het leeuwendeel van het schroot van beginners en de afwijzing van tekeningen.

Waarom is GD&T zo moeilijk?

GD & T gaat niet over de twaalf tot veertien symbolen; het gaat over SYSTEMS-denken Als u een call-out met één positie correct toepast, moet u rekening houden met meerdere interacties, niet slechts één: het selecteren van datumfuncties op basis van functie, het opzetten van een herhaalbaar referentieframe voor datums, het opstellen van specifieke basisdimensies, het kiezen van een tolerantiezonevorm, het kiezen van een materiaalmodificator en het bevestigen van het onderdeel kan consistent worden vastgelegd en gemeten. Deze zes op elkaar inwerkende beslissingen bepalen hoe één call-out wordt verwerkt en die zes beslissingen interageren met andere oproepen in het frame en in de rest van de print Goed nieuws hier: het is leerbaar op de klus! Begin met het verkrijgen van uw gegevens correct en de meeste GD&T-fouten terug naar datum 5-sluit-kit en de kaart-sluit-volgorde.

Industrievooruitzichten: van 2D-tekeningen tot modelgebaseerde definitie (MBD)

De grootste verandering die ASME in de wereld van GD & T plaatsvindt, meer nog dan een nieuw symbool, moet zijn waar de symbolen worden geplaatst Steeds meer winkels gaan van 2D-papieren tekeningen naar modelgebaseerde definitie (MBD), waar toleranties en GD & T als product manufacturing information (PMI) rechtstreeks aan het 3D CAD-model worden toegevoegd Een grote inspanning is het programma van het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) dat de verhuizing ondersteunt, waarbij MBD wordt uitgelegd als “ dat een technisch onderdeel definieert en de noodzakelijke productie-, assemblage-, inspectie- en testprocessen in drie dimensies met behulp van computergegenereerde 3D CAD-modellen en hun enkele annotaties die een ‘Pemodel vormen.

De belangrijkste inzichten uit deze informatie voor uw werk aan projecten het komende jaar zijn: Ten eerste zijn de huidige normen waar u uw leerproces op moet richten ASME Y14.5-2018 (voor de VS) en ISO 1101:2017 voor International (ISO-standaard), niet de oudere GD&T-sets uit 2009 die nog steeds concentriciteit en symmetrie bevatten. Ten tweede is het lezen van modellen, niet alleen afdrukken, GD&T-vaardigheid absoluut noodzakelijk geworden. Wanneer een winkel een offerte geeft voor een GD&T MBD-dataset, moeten hun programmeurs en inspecteurs PMI tolereren op het 3D-model, op dezelfde manier waarop zij een functie interpreteren2-controlemodel bedrijven 2 bedrijven direct uitvoeren.

Veelgestelde vragen