The ASME Y14.5 GD&T Standard

ASME Y14.5 is een gevestigde, veel gebruikte GD&T standaard die alle noodzakelijke informatie bevat voor een uitgebreid GD&T systeem. Dit artikel gaat dieper in op de inhoud, geschiedenis en doel van de standaard.

GD&T en standaardisatie

Geometric Dimensioning and Tolerancing, of kortweg GD&T, is een taal van symbolen die gebruikt wordt om informatie op technische tekeningen te communiceren. Om nauwkeurig te kunnen communiceren in een geschreven taal, moeten de schrijver en de lezer dezelfde opvatting hebben over de symbolen en de structuur van die taal. Eén manier om dit gemeenschappelijk begrip te verzekeren is door een document te publiceren dat het juiste gebruik van de taal beschrijft. Dit concept staat bekend als standaardisatie, en het is net zo belangrijk voor GD&T als voor elke andere taal. Kennis van de GD&T standaard die uw bedrijf gebruikt is essentieel om er zeker van te zijn dat tekeninformatie juist wordt geïnterpreteerd.

Er zijn twee belangrijke standaarden voor Geometric Dimensioning and Tolerancing in gebruik. De International Organization for Standardization (ISO) publiceert een groep normen, die bekend staan als de Geometrical Product Specifications, of ISO GPS Standards, en de American Society of Mechanical Engineers publiceert de ASME Y14.5 Standard. Dit artikel richt zich op de ASME Y14.5 norm en geeft een kort overzicht van zijn geschiedenis, doel en inhoud.

ASME EN GESCHIEDENIS VAN Y14.5

ASME is een acroniem voor The American Society of Mechanical Engineers, een non-profitorganisatie die is opgericht om technische kennis te bevorderen, te standaardiseren en te verspreiden. Binnen ASME is Subcommissie 5 van de Y14 Engineering Product Definition and Related Documentation Practices commissie verantwoordelijk voor het onderhouden en bijwerken van de Y14.5 norm.

De moderne ASME dimensionering en toleranties standaard kan zijn oorsprong vinden in de MIL-STD-8 militaire standaard, rond 1949, maar het is de 1982 Y14.5 publicatie die algemeen wordt aanvaard als de eerste standaard waarin GD&T volledig is opgenomen. Sinds die tijd is de ASME-norm met tussenpozen van ongeveer 10 jaar bijgewerkt, voor het laatst in 2018:

1982 – ANSI Y14.5M

1994 – ASME Y14.5M

2009 – ASME Y14.5

2018 – ASME Y14.5

Van de bedrijven in de VS, Canada en Australië die de ASME-norm hebben overgenomen, gebruikt ongeveer de helft de 2009-versie, en meer dan een kwart gebruikt nog steeds de publicatie van 1994. Een relatief klein percentage van de bedrijven gebruikt de 2018-versie. Bij GD&T basics gebruiken we de 2009-norm, en dit artikel is op die versie gebaseerd.

OVERZICHT EN ORGANISATIE VAN DE STANDAARD

De ASME-website beschrijft de Y14.5-norm als volgt:

“De Y14.5-norm wordt beschouwd als de gezaghebbende richtlijn voor de ontwerptaal van geometrische dimensionering en tolerantie (GD&T.) Het legt symbolen, regels, definities, eisen, standaardwaarden en aanbevolen praktijken vast voor het aangeven en interpreteren van GD&T en gerelateerde eisen voor gebruik op engineering tekeningen, modellen gedefinieerd in digitale databestanden, en in gerelateerde documenten.”

De norm is bedoeld om uniformiteit in tekeningenspecificaties en -interpretatie te bieden, waardoor giswerk tijdens het hele productieproces wordt verminderd. Door deze methode beoogt Y14.5 de kwaliteit te verbeteren, de kosten te verlagen en de leveringen te verkorten overal waar mechanische onderdelen worden ontworpen of vervaardigd. Het is vermeldenswaard dat de norm zich richt op het communiceren van de bedoelde geometrie en niet tracht de inspectie of meting van geometrische kenmerken aan te pakken. In plaats daarvan wordt de gebruiker doorverwezen naar een aparte norm voor opspanningen en meetprincipes (ASME Y14.43).

Het grootste deel van de inhoud in de Y14.5 norm is verdeeld in negen hoofdsecties met een kort voorwoord, appendices A tot en met E, en een index. De eerste drie secties van de tekst bevatten informatie over algemene GD&T principes, waarbij de vierde sectie betrekking heeft op referentiekaders. De hoofdstukken vijf tot en met negen beschrijven elk toleranties van een van de volgende fundamentele categorieën: Vorm, Oriëntatie, Plaats, Profiel, en Uitloop.

SECTIE 1 – TOEPASSINGSGEBIED, DEFINITIES EN ALGEMENE MAATREGELEN

Dit hoofdstuk schetst het toepassingsgebied en de bedoeling van de norm, die we hierboven in detail hebben beschreven. Het bevat ook definities van de belangrijkste termen die in de norm worden gebruikt. Bovendien worden in dit deel de basisregels voor dimensionering uiteengezet en wordt een aantal voorbeelden gegeven die de juiste dimensionering illustreren voor veel verschillende soorten elementen.

SECTIE 2 – ALGEMENE TOLERANTIE EN VERWANTE PRINCIPES

raktijken voor het uitdrukken van toleranties op lineaire en hoekafmetingen worden in dit deel van de norm vastgelegd, en modifiers en belangrijke principes worden geïntroduceerd. Regel #1, of het Envelope Principe, wordt hier beschreven, evenals Maximum Materiaal Toestand (MMC), Minste Materiaal Toestand (LMC), Ongeacht de Grootte van het Element (RFS), en andere belangrijke concepten.

SECTIE 3 – SYMBOLOGIE

Dit gedeelte standaardiseert de symbolen voor het specificeren van geometrische karakteristieken en andere dimensionale vereisten op engineering tekeningen. De tabel hieronder toont symbolen voor de geometrische kenmerken. Veel aanvullende symbolen worden in deze sectie opgesomd en beschreven, inclusief symbolen voor referentiepunten, modifiers, tegenboringen, verzinkingen, tapers, en andere.

Locatie

Type Tolerantie	Symbool	Locatie in de Standaard	GD&T Basissymbool Pagina
Vorm	Richtheid	5.4.1	www.gdandtbasics.com/straightness/
Vorm	Vlakheid	5.4.2	www.gdandtbasics.com/flatness/
Vorm	Circulariteit	5.4.3	www.gdandtbasics.com/circularity/
Vorm	Cylindriciteit	5.4.4	www.gdandtbasics.com/cylindricity/
Oriëntatie	Angulariteit	6.3.1	www.gdandtbasics.com/angularity/
Oriëntatie	Perpendiculariteit	6.3.3	www.gdandtbasics.com/perpendicularity/
Oriëntatie	Parallelliteit	6.3.2	www.gdandtbasics.com/parallelism/
Locatie	Positie	7.2	www.gdandtbasics.com/true-position/
Locatie	Concentriciteit	7.6.4	www.gdandtbasics.com/concentricity/
Symmetrie	7.7.2	www.gdandtbasics.com/symmetrie/
Profiel	Profiel van een Lijn	8.2.1.2	www.gdandtbasics.com/profile-of-a-line/
Profiel	Profiel van een oppervlak	8.2.1.1	www.gdandtbasics.com/profile-of-a-surface/
Runout	Circular Runout	9.4.1	www.gdandtbasics.com/runout/
Runout	Total Runout	9.4.2	www.gdandtbasics.com/total-runout/

Dit gedeelte introduceert ook het concept van het feature control frame. Het feature control frame is het rechthoekige vak dat symbolen, tolerantiewaarden, modifiers en referentiepunten omringt om een geometrische tolerantie te creëren.

SECTIE 4 – DATUM REFERENCE FRAMES

De regels voor het selecteren van en verwijzen naar datumkenmerken worden in deze sectie uitvoerig besproken, met talrijke voorbeelden. Een referentiepunt is een theoretisch exact punt, lijn of vlak. In GD&T worden een of meer referentiepunten vastgelegd en andere elementen worden gespecificeerd in relatie tot deze referentiepunten. Zonder een referentie-nulpunt kan een onderdeel in drie ruimtelijke richtingen bewegen of om drie verschillende assen roteren. Deze zes bewegingen staan bekend als vrijheidsgraden. Door een onderdeel te relateren aan nulpunten kunnen deze vrijheidsgraden worden ingeperkt.

SECTIES 5 TOT EN met 9 – TYPEN TOLERANCES EN GEOMETRISCHE CHARACTERISTIEKEN

Elk van deze secties behandelt een van de vijf fundamentele soorten toleranties. Binnen elk tolerantietype zijn verschillende geometrische kenmerken gedefinieerd. Figuur 3-1 hierboven toont de organisatie van deze kenmerken en de bijbehorende symbolen. Voor meer informatie over de geometrische kenmerken klikt u op de link.

SECTIE 5 VORM

In deze sectie wordt uitgelegd hoe toleranties voor rechtheid, vlakheid, rondheid en cilindriciteit op de juiste manier moeten worden aangegeven. Deze toleranties worden gebruikt wanneer maattoleranties niet voldoende controle bieden over de geometrie van het onderdeel. Vormtoleranties zijn niet van toepassing op nulpunten.

SECTIE 6 – ORIËNTATIE

Angulariteit, loodrechtheid en parallellisme zijn de drie oriëntatierelaties. Deze toleranties worden gebruikt om de rotatie van een element ten opzichte van een nulpunt te regelen. Ze kunnen niet worden gebruikt om de plaats te bepalen.

SECTIE 7 – LOCATIE

Positie, concentriciteit en symmetrie zijn de drie soorten locatietoleranties. Deze worden gebruikt om de plaats van elementen ten opzichte van elkaar of ten opzichte van een nulpunt te bepalen.

SECTIE 8 – PROFIEL

Een profiel wordt gedefinieerd als de omtrek van een oppervlak. Er zijn twee soorten profieltoleranties – profiel van een oppervlak en profiel van een lijn. De lijntolerantie controleert de vorm van een oppervlak ten opzichte van een vooraf gedefinieerde ideale doorsnede van dat oppervlak. In dit geval kan het ideale, of “ware”, profiel worden gedefinieerd als een tweedimensionale vorm. Het profiel van een oppervlaktetolerantie wordt gebruikt om de vorm van een oppervlak ten opzichte van een ideaal, of “waar”, driedimensionaal oppervlak te controleren. De norm stelt: “Een digitaal gegevensbestand of een geschikt aanzicht op een tekening moet het ware profiel definiëren”. Afhankelijk van de vorm van het profiel en de referentiepunten waarnaar verwezen wordt, kunnen profieltoleranties maat, vorm, oriëntatie en/of plaats bepalen.

SECTIE 9 – RUNOUT

Runout is een tolerantie die wordt gebruikt om de variatie in een oppervlak te controleren wanneer het om een nulpuntas wordt gedraaid. Het oppervlak kan zowel evenwijdig aan als loodrecht op de nulpuntas staan. Circulaire uitloop is de term die wordt gebruikt om aan te geven dat de uitlooptolerantie alleen geldt voor een enkel oppervlak, terwijl de term totale uitloop aangeeft dat de tolerantie geldt voor alle oppervlakken met rotatiesymmetrie om de nulpuntas.

Aanhangsels

Aanhangsels A tot en met E bevatten aanvullende informatie. Bijlagen A en D bevatten bijvoorbeeld een logboek van wijzigingen ten opzichte van de vorige versie van de norm en een overzicht van voormalige procedures die niet langer deel uitmaken van de norm. Appendix B bevat formules en definities die de passing van samenvallende delen beschrijven, terwijl Appendix C in detail beschrijft hoe GD&T-symbolen moeten worden getekend en een kruisverwijzing naar hun ISO-tegenhangers bevat. Tenslotte bevat Appendix E stroomdiagrammen om de gebruiker te helpen geometrische beperkingen te ontwikkelen die de ontwerpintentie het beste beschrijven.

KEY TAKE-AWAYS

Geometrische dimensionering en tolerantie worden gebruikt om gedetailleerde informatie op technische tekeningen te communiceren. Standaardisatie van GD&T en kennis van die standaarden is cruciaal om ervoor te zorgen dat de ontwerpintentie goed wordt gecommuniceerd. ASME Y14.5 is een gevestigde, veel gebruikte GD&T standaard die alle noodzakelijke informatie bevat voor een uitgebreid GD&T systeem.

1. De ASME Y14.5 norm legt symbolen, definities, en regels vast voor geometrische dimensionering en toleranties.
2. Het doel van de norm is te zorgen voor duidelijke communicatie van gedetailleerde informatie gedurende het ontwerp- en fabricageproces voor mechanische onderdelen.
3. Vier versies van de norm zijn gepubliceerd, en de versie van 2009 is de meest gebruikte.
4. De norm is georganiseerd in negen delen, met details van de geometrische kenmerken in delen vijf tot en met negen.