GD&T-toleranties bij de productie van onderdelen

Zorgen dat onderdelen passen en samenwerken

GD&T-toleranties zijn een aspect van Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T), een systeem om te communiceren hoe een onderdeel moet worden geproduceerd. Meestal wordt een reeks van 14 standaardsymbolen gebruikt om de mensen die een rol spelen te helpen.

Samen met de GD&T-symbolen zijn GD&T-toleranties opgenomen in een technische tekening om inzicht te geven in positionering, cilindriciteit en andere kenmerken die essentieel zijn voor de fabricage van het onderdeel en, uiteindelijk, de functionaliteit ervan.

GD&T-toleranties moeten een balans vinden tussen functionaliteit en kosten.

Wanneer de tekening voor een onderdeel is bedacht, is deze tot in de perfectie ontworpen - het ideaal van hoe het onderdeel zou moeten zijn. In een onvolmaakte wereld is het echter niet realistisch om te denken dat elk onderdeel elke keer 100% perfect zal zijn. Daarom worden toelaatbare toleranties opgenomen in het engineeringproces - waardoor acceptabele onvolkomenheden mogelijk zijn en tegelijkertijd wordt gegarandeerd dat de onderdelen volledig functioneel zijn.

GD&T-toleranties communiceren de toegestane toleranties die aan het onderdeel zijn gekoppeld. Hoe strakker een tolerantie is, hoe moeilijker het zal zijn om te bereiken, hoe groter het aantal afwijzingen en hoe hoger de kosten. Daarom is het belangrijk om een ​​toegestane tolerantie te specificeren die strak genoeg is om het onderdeel functioneel te maken, maar los genoeg zodat het produceren van het onderdeel nog steeds kosteneffectief is.

Een GD&T-diagram kan u helpen.

Een snelle online zoekopdracht naar "GD&T" leidt u naar een reeks bronnen, waaronder voorbeelden van GD&T-diagrammen. Deze grafieken tonen over het algemeen de verschillende symbolen die worden gebruikt, leggen uit wat ze betekenen en beschrijven hoe ze te gebruiken.

De GD&T-symbolen helpen bij het beschrijven van verschillende kenmerken van vorm, oriëntatie, profiel, uitloop en locatie. Een tekening toont meestal een reeks dozen met:

• Het juiste symbool voor de locatie van een onderdeelfunctie (zoals de positie)
• De vorm van het element (zoals een cirkel voor een gat)
• De totale toegestane tolerantie
• Functiemodificaties (zoals maximale materiaalconditie)
• Elke vereiste aanvullende datum

Een van de symbolen die het meest worden gebruikt met GD&T-toleranties is ware positionering, die wordt weergegeven door een cirkel met een kruis erdoorheen. Een typisch voorbeeld zijn boutgaten in een stuk staal, waarbij elk gat zo moet worden geplaatst dat de bouten goed uitgelijnd zijn en goed passen. Zoals je je misschien kunt voorstellen, heeft het positioneren meestal te maken met gekoppelde onderdelen die moeten samenwerken - zoals in het bovenstaande voorbeeld, waar gaten correct moeten worden geplaatst zodat bouten overeenkomen met een overeenkomstig stalen onderdeel.

Waar worden GD&T-toleranties gebruikt?

Bij Metal Cutting Corporation snijden we elke dag duizenden staven, buizen en draden. Hoewel er natuurlijk toleranties in het spel zijn, produceren we doorgaans geen onderdelen die een gespecificeerde positionering vereisen. Er zijn echter enkele GD&T-toleranties nodig voor complexe onderdelen die we produceren op onze Zwitserse automatische draaibank, evenals voor bepaalde onderdelen die worden geproduceerd op onze CNC-draaibanken en -frezen.

Daarnaast hebben we vaak te maken met een eindradius die uiteindelijk ergens anders moet passen. We kunnen bijvoorbeeld een kleine pin produceren die onze klant zal koppelen met een bijbehorend onderdeel. In deze gevallen moeten we ervoor zorgen dat de pen de juiste diameter heeft EN ook dat de eindradius niet te scherp is en dat er geen bramen zijn die voorkomen dat de pen in het corresponderende onderdeel past. Als de GD&T-toleranties van een van beide onderdelen te ver afwijken, zullen de onderdelen niet trouwen.

Hoe tellen GD&T-toleranties op?

Bij het werken met GD&T-toleranties is het belangrijk om te onthouden dat met alle toleranties rekening moet worden gehouden. Als u bijvoorbeeld een positietolerantie heeft van ± 0,0010 voor twee onderdelen die in elkaar moeten passen, betekent de cumulatieve tolerantie dat elk onderdeel slechts ± 0,0005 kan zijn. Dit staat bekend als tolerantiestapelen.

Over het algemeen vertrouwen we op onze klanten en hun ontwerpers en ingenieurs om de juiste GD&T-toleranties voor hun onderdelen te bepalen. Soms komen we echter specificaties tegen die gewoon niet kloppen. Op deze momenten moeten we weten welke vragen we moeten stellen om het project op schema te houden.

Een klant kan bijvoorbeeld een onderdeel specificeren dat meerdere processen zal ondergaan, maar een totale tolerantie heeft die kleiner is dan de cumulatieve toleranties wanneer u elke stap (proces) van het productieproces optelt. Hier moeten we uitzoeken welk kenmerk het belangrijkst is voor de functionaliteit van het onderdeel, zodat het de kleinste tolerantie kan hebben en de GD&T-toleranties van de andere kenmerken kunnen worden losgemaakt om de gespecificeerde totale tolerantie te bereiken.

Neem het voorbeeld van een medisch hulpmiddel dat moet passen en op zijn plaats moet worden vergrendeld met een ander onderdeel. Is het getrapte gebied het meest cruciaal voor het in elkaar passen en vergrendelen van het onderdeel om de gewenste functionaliteit te bereiken? Of is de lengte van het apparaat belangrijker?

Breng het allemaal samen.

Het is ook belangrijk om te overwegen hoe een onderdeel wordt gemaakt en de gereedschappen die zullen worden gebruikt. Een klant kan ons bijvoorbeeld vragen om een ​​onderdeel te slijpen om een ​​bepaald kenmerk te bereiken, maar weet niet dat een slijpschijf niet perfect vierkant is en een hoekradius zal creëren. Hier zouden we de klant moeten vragen of een hoekradius van belang is voor de functionaliteit - en zo ja, hoe groot een radius acceptabel zou zijn en hoe nauw de tolerantie moet zijn.

Het is gemakkelijk in te zien dat GD&T-toleranties van cruciaal belang kunnen zijn voor hoe onderdelen passen en samenwerken, wat uiteindelijk een sleutel is tot het bereiken van de gewenste functionaliteit en kosteneffectiviteit.