ما در فرآیند طراحی، ساخت، مونتاژ و بازرسی در صنایع مختلف با مفهوم تلرانس ابعادی سروکار داریم.
تلرانس گذاری موضوع بسیار مهمی در صنعت است که متاسفانه در بسیاری از رشته های مهندسی دانشگاهی چندان مورد توجه قرار نمی گیرد.
شما برای پذیرفته شدن به عنوان یک مهندس حرفه ای در صنعت باید به خوبی با مفاهیم تلرانس گذاری آشنا باشید.
در ادامه قصد داریم به معرفی تلرانس ابعادی و کاربرد آن در صنعت بپردازیم.
دعوت می کنیم تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.
1# تلرانس ابعادی چیست؟
انواع تلرانس ها در صنعت به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
- ابعادی
- هندسی
همان طور که از نام تلرانس ابعادی (Dimensional Tolerance) بر می آید،
مقدار عددی خطای مجاز برای یک پارامتر مشخص را نشان می دهد.
شاید این سوال را مطرح کنید که منظور از مقدار مجاز خطا چیست؟
معمولا برای ابعاد و زوایا در نقشه های مهندسی، مقادیر نامی در نظر می گیرند.
به مقدار انحراف از عدد نامی موجود در نقشه های مهندسی مشروط بر این که کارکرد قطعه تغییر نکند، خطای مجاز می گویند.
به عنوان مثال تلرانس ابعادی قطر یک دایره به صورت 0.1 ± 10 سانتی متر تعریف می شود.
در این حالت عدد 10 به عنوان قطر نامی دایره در نظر گرفته می شود.
اگر در فرآیند ساخت، اندازه قطر دایره در بازه ای بین 9.9 تا 10.1 سانتی متر قرار داشته باشد، خطا در محدوده مجاز قرار دارد.
2# تفاوت تلرانس ابعادی با تلرانس هندسی چیست؟
همان طور که اشاره کردیم، علاوه بر تلرانس ابعادی، دسته دیگری به نام تلرانس هندسی نیز وجود دارد.
داستان از این قرار است که خطای ساخت و مونتاژ قطعات محدود به ابعاد و اندازه نمی شود.
مثلا دایره ای که در بالا مثال زدیم را به عنوان سطح مقطع یک قطعه استوانه ای در نظر بگیرید.
قطعا هنگام ساخت این استوانه سطح مقطع آن فرم کاملا دایره ای نخواهد داشت؛
بلکه محیط دایره در محدوده ای مشخص با انحراف همراه می شود.
از آن گذشته ممکن است مرکز سطح مقطع پایینی و بالایی استوانه دقیقا منطبق بر یکدیگر نباشند.
به عبارت دیگر محور استوانه با کمی انحراف در جهت گیری همراه باشد.
حال فرض کنید که قصد دارید سوراخی در مرکز سطح مقطع استوانه نیز به وجود بیاورید.
قاعدتا نمی توان موقعیت مرکز سوراخ را دقیقا روی مرکز سطح مقطع استوانه تنظیم کرد.
این جاست که پای نوع خاصی تلرانس یعنی تلرانس موقعیت به میان می آید.
تمام این موارد از حوزه تلرانس ابعادی خارج هستند؛ اما در عین حال کاملا روی تولید قطعات تاثیرگذارند.
برای توصیف این قبیل تلرانس ها، مفهوم دیگری تحت عنوان تلرانس هندسی (Geometric Tolerance) تعریف می شود.
همان طور که احتمالا شما هم متوجه شده اید، اندازه گیری و کنترل تلرانس هندسی در مقایسه با ابعادی خیلی سخت تر است.
به همین دلیل فقط در مواقع ضروری است که صنعتگران در فرآیندهای تولید به سراغ تلرانس های هندسی می روند.
3# کاربرد تلرانس ابعادی در صنعت
تلرانس ابعادی در تمام بخش های صنعت از جمله طراحی، ساخت، مونتاژ و بازرسی قطعات کاربرد دارد.
نقشه های مهندسی بدون تعیین تلرانس های ابعادی ناقص هستند و نمی توان آن ها را مبنای ساخت و ساز قرار داد.
هنگام ساخت قطعات باید از تمام امکانات و تجهیزات موجود برای رعایت خطای مجاز تعیین شده در نقشه ها استفاده کرد.
وقتی نوبت به مونتاژ قطعات می رسد، رعایت تلرانس ابعادی در کم و کیف اسمبلی آن ها کاملا اثرگذار است.
در فرآیند بازرسی تجهیزات نیز باید حتما اندازه گیری ها با در نظر گرفتن تلرانس صورت بگیرد.
معمولا در بخش طراحی و مونتاژ، رویکرد اصلی انتخاب تلرانس های ابعادی بسته تر (خطای مجاز کمتر) است.
این رویکرد باعث کاهش ضایعات تولید محصولات می شود.
در مقابل برای ساخت و بازرسی قطعات، رویکرد اصلی انتخاب تلرانس های ابعادی بازتر (خطای مجاز بیشتر) است.
هدف از این رویکرد ساده تر شدن فرآیندها و همچنین جلوگیری از افزایش هزینه های تولید است.
در مجموع نیز با توجه به کاربرد قطعه، باید نقطه بهینه ای را برای تعیین تکلیف تلرانس در نظر گرفت.
4# انواع تلرانس ابعادی
تلرانس ابعادی در نقشه های مهندسی به شکل های گوناگونی تعریف می شوند.
در این قسمت به معرفی تعدادی از مهم ترین این تلرانس ها روی نقشه ها می پردازیم:
- تلرانس با مقادیر خطای بالا و پایین
در این حالت حداقل و حداکثر مقادیر ابعاد مجاز مشخص می شود (مثال: 0.1±15).
- تلرانس حداکثر
این تلرانس صرفا حداکثر مقدار ابعاد مجاز مشخص می شود (مثال: 3Max).
- تلرانس حداقل
در این حالت صرفا حداقل مقدار ابعاد مجاز مشخص می شود (مثال: 16Min).
در کنار موارد فوق یک مورد دیگر تحت عنوان تلرانس انطباقی نیز وجود دارد که باید کمی بیشتر درباره آن توضیح دهیم.
این تلرانس هنگام مونتاژ دو قطعه با یکدیگر تعریف می شود.
وقتی دو قطعه پس از مونتاژ شدن درون یکدیگر قرار می گیرند، نوعی انطباق به وجود می آید.
هر کدام از این دو قطعه به تنهایی دارای تلرانس هستند.
تلرانس انطباقی رابطه بین اندازه خارجی قطعه داخلی را با اندازه داخلی قطعه خارجی نشان می دهد.
در واقع این نوع تلرانس شرط سازگاری مونتاژ قطعات دارای تلرانس است.
5# جدول نمادهای تلرانس ابعادی
تلرانس های ابعادی در نقشه های مهندسی با نمادها و علائم اختصاری خاصی به نمایش در می آیند.
در جدول زیر می توانید نمادها و علائم اختصاری تلرانس های ابعادی را بررسی کنید.
6# جداول طبقه بندی تلرانس ابعادی
تلرانس ابعادی را برای ابعاد خطی، شعاعی و زاویه ای در ترسیمات مهندسی تعریف می کنند.
انواع این تلرانس را می توان در چهار کلاس زیر طبقه بندی کرد:
- ظریف (Fine)
- متوسط (Medium)
- خشن (Coarse)
- خیلی خشن (Very Coarse)
استاندارد ISO 2768 در قالب سه جدول محدوده هر یک از کلاس های تلرانس گذاری فوق را تعریف کرده است.
در ادامه می توانید هر یک از این جدول ها را مشاهده کنید.
1-6# جدول کلاس بندی تلرانس خطی
| کلاس بندی | 0.5 تا 3 میلی متر | 3 تا 6 میلی متر | 6 تا 30 میلی متر | 30 تا 120 میلی متر | 120 تا 400 میلی متر | 400 تا 1000 میلی متر | 1000 تا 2000 میلی متر | 2000 تا 4000 میلی متر |
| ظریف | 0.05 ± | 0.05 ± | 0.1 ± | 0.15 ± | 0.2 ± | 0.3 ± | 0.5 ± | – |
| متوسط | 0.1 ± | 0.1 ± | 0.2 ± | 0.3 ± | 0.5 ± | 0.8 ± | 1.2 ± | 2 ± |
| خشن | 0.2 ± | 0.3 ± | 0.5 ± | 0.8 ± | 1.2 ± | 2 ± | 3 ± | 4 ± |
| خیلی خشن | – | 0.5 ± | 1 ± | 1.5 ± | 2.5 ± | 4 ± | 6 ± | 8 ± |
2-6# جدول کلاس بندی تلرانس شعاعی
| کلاس بندی | 0.5 تا 3 میلی متر | 3 تا 6 میلی متر | بیش از 6 میلی متر |
| ظریف | 0.2 ± | 0.5 ± | 1 ± |
| متوسط | 0.2 ± | 0.5 ± | 1 ± |
| خشن | 0.4 ± | 1 ± | 2 ± |
| خیلی خشن | 0.4 ± | 1 ± | 2 ± |
3-6# جدول کلاس بندی تلرانس زاویه ای
| کلاس بندی | کمتر از 10 درجه | 10 تا 50 درجه | 50 تا 120 درجه | 120 تا 400 درجه | بیش از 400 درجه |
| ظریف | 1 ± درجه | ’30 0 ± درجه | ’20 0 ± درجه | ’10 0 ± درجه | ’5 0 ± درجه |
| متوسط | 1 ± درجه | ’30 0 ± درجه | ’20 0 ± درجه | ’10 0 ± درجه | ’5 0 ± درجه |
| خشن | ’30 1 ± درجه | 1 ± درجه | ’30 0 ± درجه | ’15 0 ± درجه | ’10 0 ± درجه |
| خیلی خشن | 3 ± درجه | 2 ± درجه | 1 ± درجه | ’30 0 ± درجه | ’20 0 ± درجه |
7# جایگزین تلرانس ابعادی و هندسی
تا چند سال قبل، تلرانس ابعادی و هندسی به صورت جداگانه در صنعت مورد استفاده قرار می گرفتند.
این موضوع باعث بروز نوعی عدم هماهنگی در حد فاصل طراحی و ساخت تا مونتاژ و بازرسی قطعات گوناگون در صنعت شد.
به همین دلیل تلاش ها برای برطرف شدن این مشکل آغاز و در نهایت یک زبان استاندارد بین المللی معرفی شد.
این زبان بین الملل تحت عنوان استاندارد GD&T شناخته می شود که مخفف Geometric Dimensioning and Tolerancing است.
این استاندارد تلرانس هندسی و ابعادی را در قالب یک زبان یکپارچه تعریف کرده است.
بر این اساس اهالی صنعت در تمام دنیا با به کار گیری زبان GD&T در تلرانس گذاری به فهم مشترک و یکسانی دست پیدا می کنند.
 |
درباره نویسنده : امیرحسین شریفی
نظرتون درباره این مقاله چیه؟
ما رو راهنمایی کنید تا اون رو کامل تر کنیم و نواقصش رو رفع کنیم.
توی بخش دیدگاه ها منتظر پیشنهادهای فوق العاده شما هستیم.
ممنون از شما مهندسین عزیز
سلام همراه گرامی
سپاس از لطف شما
موفق باشید
عالی بود. مرسی
موفق و پایدار باشید.
سلام سرکار خانم کریمی
ممنون از لطف شما
موید باشید