ASME Y14.5 jest ustanowionym, szeroko stosowanym standardem GD&T zawierającym wszystkie niezbędne informacje dla kompleksowego systemu GD&T. Ten artykuł przedstawia dogłębne spojrzenie na zawartość, historię i cel normy.
GD&T i normalizacja
Geometryczne Wymiarowanie i Tolerowanie, lub w skrócie GD&T, to język symboli używanych do przekazywania informacji na rysunkach technicznych. Aby dokładnie komunikować się w jakimkolwiek języku pisanym, piszący i czytający muszą mieć takie samo zrozumienie symboli i struktury tego języka. Jednym ze sposobów zapewnienia tego wspólnego zrozumienia jest publikacja dokumentu opisującego prawidłowe użycie języka. Ta koncepcja jest znana jako standaryzacja i jest tak samo ważna dla GD&T jak dla każdego innego języka. Znajomość standardu GD&T, którego używa Twoja firma, jest niezbędna do zapewnienia, że informacje o rysunkach są interpretowane prawidłowo.
Istnieją dwa główne standardy dla Geometrycznego Wymiarowania i Tolerowania, które są obecnie w użyciu. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) publikuje grupę norm, znanych pod wspólną nazwą Geometryczne Specyfikacje Produktu lub Normy ISO GPS, a Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników publikuje Normę ASME Y14.5. Niniejszy artykuł koncentruje się na normie ASME Y14.5 i zawiera krótki przegląd jej historii, celu i treści.
ASME I HISTORIA Y14.5
ASME to akronim oznaczający Amerykańskie Stowarzyszenie Inżynierów Mechaników, organizację non-profit założoną w celu rozwoju, standaryzacji i rozpowszechniania wiedzy inżynierskiej. W ramach ASME, Podkomitet 5 komitetu Y14 Engineering Product Definition and Related Documentation Practices jest odpowiedzialny za utrzymanie i aktualizację normy Y14.5.
Nowoczesny standard ASME Dimensioning and Tolerancing może mieć swoje korzenie w wojskowej normie MIL-STD-8, około 1949 roku, ale to publikacja Y14.5 z 1982 roku jest ogólnie akceptowana jako pierwszy standard, który w pełni włączył GD&T. Od tego czasu norma ASME była aktualizowana w około 10-letnich odstępach, ostatnio w 2018 roku:
1982 – ANSI Y14.5M
1994 – ASME Y14.5M
2009 – ASME Y14.5
2018 – ASME Y14.5
Wśród firm w USA, Kanadzie i Australii, które przyjęły standard ASME, około połowa używa wersji z 2009 roku, a ponad jedna czwarta nadal używa publikacji z 1994 roku. Stosunkowo niewielki odsetek firm korzysta z wersji 2018. W GD&T basics, używamy standardu z 2009 roku, a ten artykuł jest oparty na tej wersji.
ZAKRES I ORGANIZACJA NORMY
Na stronie ASME normę Y14.5 opisano w następujący sposób:
„Norma Y14.5 jest uważana za autorytatywną wytyczną dla języka projektowania geometrycznego wymiarowania i tolerowania (GD&T.) Ustanawia symbole, zasady, definicje, wymagania, wartości domyślne i zalecane praktyki dla stwierdzania i interpretacji GD&T i związanych z nimi wymagań do stosowania na rysunkach inżynierskich, modelach zdefiniowanych w cyfrowych plikach danych i w powiązanych dokumentach.”
Norma ma na celu zapewnienie jednolitości w specyfikacjach rysunkowych i interpretacji, redukując zgadywanie w całym procesie produkcyjnym. Dzięki tej metodzie, Y14.5 ma na celu poprawę jakości, obniżenie kosztów i skrócenie dostaw wszędzie tam, gdzie projektuje się lub produkuje części mechaniczne. Warto zauważyć, że norma koncentruje się na przekazywaniu informacji o zamierzonej geometrii i nie próbuje zajmować się kontrolą lub pomiarami cech geometrycznych. Zamiast tego, użytkownik jest kierowany do oddzielnej normy dotyczącej zamocowań i zasad sprawdzania (ASME Y14.43).
Większość treści normy Y14.5 podzielona jest na dziewięć głównych rozdziałów z krótką przedmową, załącznikami od A do E oraz indeksem. Pierwsze trzy sekcje tekstu zawierają informacje na temat ogólnych zasad GD&T, z czwartą sekcją odnoszącą się do ram odniesienia punktów odniesienia. Sekcje od piątej do dziewiątej opisują tolerowanie jednej z następujących podstawowych kategorii: Forma, Orientacja, Położenie, Profil i Bicie.
SEKCJA 1 – ZAKRES, DEFINICJE I OGÓLNE WYMIARY
W tej sekcji przedstawiono zakres i intencje normy, które szczegółowo opisano powyżej. Podano tu również definicje kluczowych terminów stosowanych w normie. Dodatkowo, w tym rozdziale przedstawiono podstawowe zasady wymiarowania i podano szereg przykładów ilustrujących prawidłowe wymiarowanie dla wielu różnych typów elementów.
SEKCJA 2 – TOLERANCJE OGÓLNE I ZWIĄZANE Z NIMI ZASADY
raktyki wyrażania tolerancji dla wymiarów liniowych i kątowych są ustanowione w tej części normy, oraz wprowadzono modyfikatory i kluczowe zasady. Opisano tu zasadę nr 1, czyli zasadę obwiedni, jak również maksymalny stan materiału (MMC), najmniejszy stan materiału (LMC), niezależnie od wielkości elementu (RFS) i inne ważne pojęcia.
SEKCJA 3 – SYMBOLOGIA
Ta sekcja normalizuje symbole do określania cech geometrycznych i innych wymagań wymiarowych na rysunkach inżynierskich. Poniższa tabela przedstawia symbole dla charakterystyk geometrycznych. Wiele dodatkowych symboli jest wymienionych i opisanych w tej sekcji, w tym symbole dla punktów odniesienia, modyfikatorów, pogłębiaczy, stożków i innych.
| Typ tolerancji |
Symbol | Lokalizacja w normie |
GD&T Basics Symbol Page |
| Forma | Straightness |
5.4.1 | www.gdandtbasics.com/straightness/ |
| Form | Płaskość |
5.4.2 | www.gdandtbasics.com/flatness/ |
| Forma | Krągłość |
5.4.3 | www.gdandtbasics.com/circularity/ |
| Forma | Cylindryczność  |
5.4.4 | www.gdandtbasics.com/cylindricity/ |
| Orientacja | Angularność  |
6.3.1 | www.gdandtbasics.com/angularity/ |
| Orientacja | Perpendicularity  |
6.3.3 | www.gdandtbasics.com/perpendicularity/ |
| Orientacja | Paralelizm  |
6.3.2 | www.gdandtbasics.com/parallelism/ |
| Lokalizacja | Pozycja  |
7.2 | www.gdandtbasics.com/true-position/ |
| Lokalizacja | Concentryczność  |
7.6.4 | www.gdandtbasics.com/concentricity/ |
| Lokalizacja | Symetria  |
7.7.2 | www.gdandtbasics.com/symmetry/ |
| Profile | Profile of a Line  |
8.2.1.2 | www.gdandtbasics.com/profile-of-a-line/ |
| Profile | Profile of a Surface  |
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/ |
W tym rozdziale wprowadzono również koncepcję ramki kontrolnej elementu. Ramka kontrolna elementu to prostokątne pole, które otacza symbole, wartości tolerancji, modyfikatory i odniesienia do punktów odniesienia w celu utworzenia tolerancji geometrycznej.
SEKCJA 4 – RAMY ODNIESIENIA DO DANYCH
Zasady wybierania i odnoszenia cech punktów odniesienia są obszernie omówione w tej sekcji, wraz z licznymi przykładami. Układ odniesienia to teoretycznie dokładny punkt, linia lub płaszczyzna. W GD&T, jeden lub więcej punktów bazowych jest ustanowionych i inne cechy są określone w odniesieniu do nich. Bez odniesienia do punktu odniesienia, część może poruszać się w trzech kierunkach przestrzennych lub obracać się wokół trzech różnych osi. Te sześć ruchów jest znanych jako stopnie swobody. Odniesienie części do punktów odniesienia może ograniczyć te stopnie swobody.
SEKCJE 5 DO 9 – RODZAJE TOLERANCJI I CHARAKTERYSTYKI GEOMETRYCZNE
Każda z tych sekcji obejmuje jeden z pięciu podstawowych rodzajów tolerancji. W ramach każdego typu tolerancji zdefiniowano kilka charakterystyk geometrycznych. Rysunek 3-1 powyżej przedstawia organizację tych cech, jak również odpowiadające im symbole. Aby uzyskać więcej informacji na temat którejkolwiek z cech geometrycznych, należy kliknąć na osadzony link.
SEKCJA 5 FORMA
W tej sekcji wyjaśniono, jak prawidłowo podawać tolerancje dla prostoliniowości, płaskości, okrągłości i cylindryczności. Tolerancje te są stosowane, gdy tolerancje wymiarów nie zapewniają wystarczającej kontroli geometrii części. Tolerancje kształtu nie mają zastosowania do układów odniesienia.
SEKCJA 6 – ORIENTACJA
Angularność, prostopadłość i równoległość to trzy relacje orientacji. Tolerancje te są używane do kontroli obrotu elementu względem układu odniesienia. Nie mogą być używane do kontroli położenia.
SEKCJA 7 – POŁOŻENIE
Położenie, współśrodkowość i symetria to trzy rodzaje tolerancji położenia. Są one używane do kontroli położenia elementów względem siebie lub względem układu odniesienia.
SEKCJA 8 – PROFIL
Profil jest definiowany jako zarys powierzchni. Istnieją dwa rodzaje tolerancji profilu – profil powierzchni i profil linii. Tolerancja profilu linii kontroluje kształt powierzchni w stosunku do zdefiniowanego wcześniej idealnego przekroju tej powierzchni. W tym przypadku, idealny lub „prawdziwy” profil może być zdefiniowany jako kształt dwuwymiarowy. Profil tolerancji powierzchni jest używany do kontroli kształtu powierzchni względem idealnej, lub „prawdziwej”, powierzchni trójwymiarowej. Norma stwierdza: „Cyfrowy plik danych lub odpowiedni widok na rysunku powinien określać prawdziwy profil”. W zależności od kształtu profilu i odniesionych punktów odniesienia, tolerancje profilu mogą kontrolować rozmiar, formę, orientację i/lub położenie.
SEKCJA 9 – BIEŻNOŚĆ
Biegunowość jest tolerancją stosowaną do kontroli zmienności powierzchni, gdy jest ona obracana wokół osi odniesienia. Powierzchnia może być albo równoległa albo prostopadła do osi odniesienia. Bicie kołowe jest terminem używanym do wskazania, że tolerancja bicia ma zastosowanie tylko do jednej powierzchni, podczas gdy termin bicie całkowite wskazuje, że tolerancja ma zastosowanie do wszystkich powierzchni o symetrii obrotowej wokół osi odniesienia.
Załączniki
Załączniki od A do E zawierają dodatkowe informacje. Na przykład, Dodatki A i D zawierają rejestr zmian w stosunku do poprzedniej wersji normy oraz podsumowanie poprzednich procedur, które nie są już częścią normy. Dodatek B przedstawia wzory i definicje opisujące pasowanie współpracujących części, podczas gdy Dodatek C szczegółowo opisuje jak rysować symbole GD&T i odnosi je do ich odpowiedników ISO. Wreszcie, Załącznik E zawiera schematy blokowe pomagające użytkownikowi w opracowaniu ograniczeń geometrycznych, które najlepiej opisują intencje projektowe.
KEY TAKE-AWAYS
Geometryczne wymiarowanie i tolerowanie jest używane do przekazywania szczegółowych informacji na rysunkach technicznych. Standaryzacja GD&T i znajomość tych standardów jest kluczowa dla zapewnienia, że intencje projektowe są przekazywane prawidłowo. ASME Y14.5 jest ustaloną, szeroko stosowaną normą GD&T zawierającą wszystkie niezbędne informacje dla kompleksowego systemu GD&T.
- Norma ASME Y14.5 ustanawia symbole, definicje i zasady wymiarowania geometrycznego i tolerowania.
- Celem normy jest zapewnienie jasnego przekazu szczegółowych informacji w całym procesie projektowania i wytwarzania części mechanicznych.
- Cztery wersje normy zostały opublikowane, a wersja z 2009 roku jest najczęściej używana.
- Standard jest zorganizowany w dziewięciu częściach, ze szczegółami cech geometrycznych w częściach od piątej do dziewiątej.
.