GPS Målsætning UV materiale til AMU nr

Transkript

1 GPS Målsætning UV materiale til AMU nr Side 1/1

2 Indledning... 4 Introduktion til Geometriske Produkt Specifikationer... 5 Hvad er GPS... 5 Hvorfor skal man bruge GPS... 6 Hvad er nyt ved brug af GPS... 6 GPS og 3D konstruktion... 7 GPS elementer... 8 GPS størrelses elementer... 9 Opgave Opgave Dualitetsprincippet Fra idé til virkelighed Standardkæde Den generelle GPS matrix Tolerancesætningen på tegninger GPS-tolerancesætning giver bedre økonomi og bedre produkter Måleusikkerhed Usikkerhedsfaktor ved verifikation af emner Menneskelig unøjagtighed Måletemperatur Måleudstyret Målemetoder Hvorfor nu alt det fokus på måleusikkerhed? Tolkning af måleusikkerhed Måleusikkerhed leverandør Måleusikkerhed kunden Valg af måleværktøj Fra maskintegning til GPS tegning Tegningens udvikling Bagerpose tegningen Maskintegningen Tegning med GPS Hvad er så det nye ved en GPS tegning? Datum indentifikator Opret datumplan Opret datumakse Datum target Fælles datumplan Geometriske symboler med forklaring Rethed Rethed vist som 3D Rundhed Rundhed 3D Profilform Planhed Cylindricitet Parallelitet Vinkelrethed Side 1

3 Vinkelrigtighed Position Koaksialitet Koncentricitet Symmetri Kast Totalkast Opbygning af GPS tolerancer Geometrisymbol opgaver Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Modifikatorer (Symboler i en cirkel) Maksimum materiale krav Eksempel: Samling af 2 plader med 4 tappe og 4 huller Eksempel med 4 tappe Opgave Opgave Mindste materiale krav Opgave Modifikatorer til beskrivelse af størrelse Indhyldningskravet Indhyldningskravet Projiceret toleranceområde Fleksible emner Afledt element Overfladeruhed Overfladeufuldkommenhed Kanter Affasning: Krave: Konturovergang: Combined Zone United feature All over Side 2

4 Forskydning af tolerance zonen Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave punkts pyramiden Datum system Lokation Orientation Form Overfladeruhed Overfladeufuldkommenhed Kanttolerancer Opgave Opgave Opgave Drivaksel med flange Drivaksel Flange til drivaksel Opgave Bundplade Endeplade Opgave Cylinderrør Forende på cylinder Stempel Opgave 33 Haknøgle Opgave 34 Styr Links og Apps Side 3

5 Indledning Hvad er GPS GPS er betegnelsen for det moderne og opdaterede symbolsprog, der anvendes til tolerancesætning af geometrien på maskintekniske tegninger. GPS er udviklet internationalt, og GPS er det fælles tolerancesætningssprog i hele verden. GPS er en videreudvikling af den traditionelle måde, som vi har tolerancesat tegninger på i mere end halvtreds år. GPS er internationalt kendt og er indført som national standard i mere end 30 europæiske lande - også Danmark. GPS er et meget stærkere værktøj end traditionel tolerancesætning. Ved du f.eks. at: - Kun en GPS-tolerancesætning kan gøre en tegning entydig - dvs. uden specifikationsusikkerhed. - Tegninger, der er tolerancesat traditionelt, altid medfører tvivl om kravene til emnet, der skal fremstilles. - En GPS-tolerancesat tegning er egnet til outsourcing. - En traditionelt tolerancesat tegning ikke er egnet til outsourcing. - GPS medfører, at de kritiske tolerancer kan gøres væsentlig større uden at gå på kompromis med funktionen. - GPS-tolerancesætning kan simulere emnets funktioner, det giver en producent mulighed for at være særlig opmærksom på kritiske mål. - Ved brug af GPS er kravet til målemetoden inkluderet i toleranceangivelsen på tegningen. Hvordan skal GPS anvendes? GPS skal ubetinget og fortrinsvis anvendes til de kritiske tolerancekrav på en tegning. De tolerancekrav, der har direkte indflydelse på emnets funktioner. Det er mindre vigtigt, at andre krav på tegningen er entydige. Hvorfor skal vi indføre GPS hos os? GPS er en teknisk nødvendighed, for at tegninger kan udtrykke konstruktionshensigten entydigt. Entydighed af tegningens tolerancesætning er blevet en stigende nødvendighed, fordi tolerancerne er blevet mindre og mindre, og fordi tegninger i stigende omfang anvendes i forbindelse med outsourcing af fremstillingen af emner. Den traditionelle tolerancesætning er kun entydig og fungerer kun, når emnerne der fremstilles, er fri for formfejl, og når alle vinkler i emnet er perfekte. GPS er udviklet til at overkomme dette problem. GPS-tolerancesætningen bevarer sin entydighed på det fremstillede emne, også når der optræder form- og vinkelafvigelser. GPS fungerer som en værktøjskasse, hvor konstruktøren kan tage de værktøjer op, som han har brug for, og lade resten ligge. Med GPS kan tolerancerne udtrykkes med flere detaljer. Det medfører, at GPS kan simulere emnets funktioner meget tæt. Konstruktøren kan med GPS indbygge meget mere information i tegningen. Information, der kan udnyttes til at vælge den teknisk og økonomisk optimale fremstillingsmetode. Kravet til målemetoden er indbygget i GPS-tolerancesætningen. Det medfører, at den eksisterende måleteknik kan anvendes meget mere effektivt og med mindre usikkerhed. Side 4

6 Introduktion til Geometriske Produkt Specifikationer Hvad er GPS GPS betyder: Geometriske Produkt Specifikationer Konstruktionsafdeling GPS kan tolkes: Form Funktion Krav Produktionsafdeling Side 5

7 Hvorfor skal man bruge GPS På grund af stigende globalisering, er det vigtigt, at alle detaljer om emnets funktion, form og tolerancer er beskrevet entydigt. At tegningen er entydig vil sige, at der ikke er operationer der fremstilles ud fra værkstedsstandarder. Alt det der plejer, at blive fremstillet på en bestemt måde, skal nu beskrives via GPS. En GPS tegning er et juridisk bindende dokument. Hvad er nyt ved brug af GPS Der tænkes 3D elementer frem for 2D tegninger Brug af Datum system (Nulpunkter) Brug af TED-mål (Teoretisk eksakt dimension) Beskrivelse af kontrol metode Beskrivelse af overflader, samt overflade ufuldkommenhed Beskrivelse af kanter En del nye tekst betegnelser Man må ikke smide gamle GPS standarder ud! Side 6

8 GPS og 3D konstruktion Et 3D emne er opdelt i et antal integralelementer, herunder er vist et simpelt emne med 6 integralelementer. 1. En del af en kugle 2. En cylinder 3. En plan flade begrænset af to koncentriske cirkler 4. En del af en torus 5. En konus 6. En plan flade Integralelementerne er dem, der blev tegnet med fuldstreg i gamle dage, man kan også sige at det er alle fysiske overflader. Side 7

9 Udover integralelementer er der afledte elementer. Disse afledte elementer kan være midtlinjer, symmetrilinjer og medianflader. Afledte elementer er de streger, der bliver tegnet med streg-prik linjer. GPS elementer En massiv cylinder består af 3 integralelementer: 1 cylinderflade 2 plane endeflader 1 afledt element Side 8

10 GPS størrelses elementer Størrelses elementer har den særlige egenskab, at de kan karakteriseres af en dimension. Det vil sige, at de kan beskrive en længde, bredde, højde, diameter og en radius. Hvorimod et integralelement kun er en akse, en delecirkel eller et plan. Hvor mange GPS elementer er der i denne klods, du skal tænke på både integralelementer og afledte elementer? Opgave 1 Side 9

11 Klodsen indeholder: 8 Integralelementer 2 Afledte elementer Side 10

12 Hvordan ser det så ud med en aksel? Flade Cylinder Flade Cylinder Flade Afledt element Afledt element Opgave 2 Prøv nu at finde ud af hvor mange GPS elementer der er på denne akseltap? Side 11

13 Dualitetsprincippet Fra idé til virkelighed Når en konstruktør sidder med sit CAD program og konstruerer, er alle flader og huller helt perfekte. Det var de jo også på de gamle tegninger, men der vil jo altid blive form og mål afvigelse på det fremstillede emne. Det er en præcis styring af dette som GPS kan afhjælpe. De fremstillede emner vil stadig have fejl, men det er meget tydeligt på tegningen, hvor meget og hvordan fejlene skal tolkes ved kontrolmåling. Nominel model Teoretisk perfekt geometri Skind modellen Har ikke ideelle flader Har formfejl og overfladeufuldkommenheder Vinklerne afviger fra de nominelle vinkler Huller har formfejl Centerlinier er ikke rette Der er denne model konstruktøren skal have i tankerne, når der skal tolerancesættes. Skind model Side 12

14 Konstruktionshensigt GPS-Tolerancesætning Tænkt-model Specifikationsoperator Specificeret karakteristikum Verifikation GPS-måleproces Virkelig overflade Verifikationsoperator Måleresultat Sammenligning Side 13

15 Standardkæde Konstruktionshensigt 1 2 Tegningskrav til elementet 3 4 Geometri på virkeligt element 5 6 Funktion af virkeligt element Standardkæde Kædeled 1 Kædeled 2 Kædeled 3 Kædeled 4 Kædeled 5 Kædeled 6 Kædeled 7 Målt værdi af Definition af Kalibrering og karakteristika metrologiske verifikation af for det virkelige karakteristika metrologiske element. for måleudstyr. karakteristika for måleudstyr. Verifikationsoperator. Verifikation af GPS karakteristika Angivelse på Definition af Definition af produktdoku- tolerancer. karakteristika mentation for virkeligt Teoretisk element. Kode angivelse definition af karakteristika Specifikationsoperator. Specifikation af GPS karakteristika Sammenligning mellem defineret og målt karakteristika. Den generelle GPS matrix For at danne sig et overblik over alle GPS standarderne og deres sammenhænge, er der udgivet en GPS matrix. Der har nummeret DS/EN 14638:2015. Denne standard giver et overblik over hvilke standarder, der bruges på en GPS tegning og ved tolkning af en GPS tegning igennem de 7 kædeled. Side 14

16 Tolerancesætningen på tegninger Den primære funktion for tegninger af produkter og emner er at videregive konstruktionsidéen og emne-kravene til de personer, som skal fremstille produktet eller emnet. Det opnås ved at fokusere på den anvendte tolerancesætning. Det er tolerancesætningen på tegningen, der styrer emnets funktioner Det er tolerancesætningen, det tolerance-symbolsprog, som anvendes, der er det væsentlige på tegningen. Tolerancesætningen indeholder nemlig alle forudsætningerne for produktets eller emnets funktion. Kun de krav, der fremgår af tegningen, skal opfyldes. Der er ingen skjulte krav. Tegningens billeder stiller ikke krav til emnet. Kun de krav der fremgår af tegningen, skal opfyldes!! Tegningens tolerancesætning bestemmer også omkostningsniveauet ved fremstillingen af produktet eller emnet. Tegningens tolerancesætning er grundlaget for styring af produktets eller emnets kvalitet. Tegningens tolerancesætning bliver til en kontrakt eller en del af en kontrakt, når tegningen gives videre til en anden virksomhed. Tolerancesætningen er i den situation bindende, og har retsgyldighed for begge parter. Tegningens tolerancesætning bestemmer omkostningsniveauet ved fremstillingen af produktet. GPS-tolerancesætning giver bedre økonomi og bedre produkter Symbolsproget der anvendes til tolerancesætning på tegninger, er blevet udvidet, moderniseret og er blevet internationalt i løbet af de sidste år. Moderniseringen og internationaliseringen er sket for at imødekomme nye behov fra den teknologiske udvikling og de behov, der er opstået ved outsourcing og globalisering af emnefremstillingen. GPS-tolerancesætningen giver flere informationer, og er mere præcis. Geometriske Produkt Specifikationer - kort GPS - er det moderniserede internationale tolerancesætnings-sprog, som afløser den traditionelle form for tolerancesætning. GPS er en videreudvikling af den traditionelle måde, som tegninger er blevet tolerancesat på i mere end et halvt århundrede. Basis for GPS-tolerancesætningen består af geometriske tolerancer - anvendt på en ny og anderledes måde. Traditionel og hybrid tolerancesætning Traditionel tolerancesætning er en tolerancesætning, der hovedsagelig består af dimensioner og ± dimensionstolerancer suppleret med ruhedskrav. Hybrid-tolerancesætning er en traditionel tolerancesætning, der også anvender enkelte geometriske tolerancer, men kun som et supplement. Med traditionel tolerancesætning kan der fremstilles emner, som ikke fungerer korrekt, men som opfylder tolerancekravene på tegningen. Side 15

17 Måleusikkerhed Usikkerhedsfaktor ved verifikation af emner Menneskelig unøjagtighed Den menneskelige unøjagtighedsfaktor, kan minimeres gennem uddannelse, samt gennem rutine i målearbejde. Måleudstyret skal være godt vedligeholdt, skalaer skal være tydelige. Ofte kan forebyggende vedligehold være det bedste. Det vil sige at der skal skabes en kultur, hvor der passes godt på måleværktøjet f.eks. er der mange der går med en skydelære i sidelommen på arbejdsbukserne, disse skydelærer har ofte været på gulvet, og er de så blevet kalibreret??? Der skal være godt lys ved måling. Måletemperatur Temperaturen ved kontrolmåling skal være 20 grader celsius. Det er vigtigt, at alt kontrolmåling foregår ved 20 grader, da alt måleudstyr er kalibreret ved denne temperatur. Dog skal der ved måling af plast måles ved 23 grader, og der bør være specifikke krav til luftfugtighed da plast optager/afgiver vand, hvilket har betydning for opmålingen. Side 16

18 Måleudstyret Måleudstyret skal, for ikke at øge måleusikkerheden unødigt, være udstyret med så fin skala inddeling som muligt. Der skal dog altid tages hensyn til det totale økonomiske forhold mellem tegningens krav og specifikationer, samt produktionsomkostningerne. Målemetoder Målemetoden der anvendes til verifikation af emner, skal altid vælges således, at der sikres mindst mulig måleusikkerhed. Det kræver dygtige og rutinerede måleteknikere, at kunne planlægge de rigtige målestrategier, for at få de rigtige verifikationsdata ud af en måling. Hvorfor nu alt det fokus på måleusikkerhed? Da målene på en GPS tegning er entydige, er det vigtigt, at man har helt styr på hvordan man skal forholde sig til måleusikkerheden. Det er sådan, at den som fremstiller et produkt, skal trække måleusikkerheden fra det specificerede toleranceområde. Den som modtager et produkt, og foretager verifikation af emnet, skal ligge måleusikkerheden til det specificerede toleranceområde. Side 17

19 Tolkning af måleusikkerhed Eksempel på tolkning af måleusikkerhed: Ø15±0.1 Denne opgave virker jo ret overskuelig, et hul med en stor tolerance. Normalt vil en uddannet metalarbejder, vælge at kontrollere denne tolerance med en skydelære. Måleusikkerhed leverandør Ved kontrol af dette hul med skydelærer, skal der tages højde for skydelærens måleusikkerhed (DS2012 udgået). Se certifikatet til måleværktøjet. Her er valgt, den mest gængse skydelærer på 150mm, som har en usikkerhed på 50µm. Den som fremstiller emnet, skal nu for at sikre, at alle emner er ok, være inden for toleranceområdet minus måleusikkerheden. Ø = Ø = Toleranceområdet er nu kun 0.1mm da måleusikkerheden har taget 0.1mm af toleranceområdet. Side 18

20 Måleusikkerhed kunden Ved modtagekontrol af dette hul med skydelære, skal der tages højde for skydelærens måleusikkerhed. Her er også valgt den mest gængse skydelære på 150mm, som har en usikkerhed på 50µm. Den som modtager emnet, skal nu i sin modtagekontrol ligge måleusikkerheden til toleranceområdet. Ø = Ø = Toleranceområdet er nu 0.3mm da måleusikkerheden har lagt 0.1mm til toleranceområdet. Ø15A 0.1 Som det tydeligt ses er der stor forskel på konsekvensen af måleusikkerheden, for producent og kunde. Tolerance med måleusikkerhed Producent Måling Kunde måling Side 19

21 Valg af måleværktøj Hvis man som leverandør, vil sikre sig mod ubehagelige overraskelser, bør man sætte sig ind i hvad måleusikkerheden er på det valgte måleudstyr. Hvis man anvendte en trepunktsmåler, til kontrol af samme hul, ville måleusikkerheden kun være 4µm (DS2351 udgået). Se certifikatet til måleværktøjet. Ved at vælge en trepunktsmåler kunne der frigøres et større toleranceområde til bearbejdning. Ø = Ø = Toleranceområdet er nu 0.192mm, mod før 0.1mm!! Hvis der bruges en 3 koordinat målemaskine kan måleusikkerheden reduceres til et minimum, her er den største usikkerhed måleoperatøren!!! Side 20

22 Fra maskintegning til GPS tegning Tegningens udvikling Bagerpose tegningen Denne tegningstype kan kun bruges når der ikke er nogle krav til emnet, og der ikke er kontrakt forhold. Denne tegningstype er total mangelfuld, og kan tolkes, samt måles som man vil. Tegningen kan i nødstilfælde bruges til fremstilling af dele til naboens havelåge. Maskintegningen Den måde denne tegning er fremstillet efter, har været gældende siden selvbinderens tid. Denne tegningstype kan bruges internt, hvor alle kender til de enkelte deles funktion. Tegningen vil ikke give et billede af, hvad der er vigtigt, for at sikre funktionen af emnet. Tegningen vil ikke sikre, at emnet altid vil være funktionsdygtigt. Denne tegningstype må aldrig bruges til outsourcing. Side 21

23 Tegning med GPS Denne tegning vil sikre at alle huller bliver oprettet efter et datum system, dette sikrer at emnets funktion bliver sikret på tegningen. Samtidigt er der en entydig verifikations instruktion på tegningen, der beskriver hvordan emnet skal måles op. Side 22

24 Hvad er så det nye ved en GPS tegning? 1: Datum system 2: TED mål (teoretisk eksakte mål, mål uden tolerance) 3: Brug af geometriske symboler som en del af tolerancesætningen. 4: Modifikatorer Side 23

25 Datum indentifikator En datum indentifikator viser hvor emnets nulpunkt (Datum) er. Det er meget vigtigt, at man er opmærksom på hvordan datum indentifikatorerne er sat på tegningen. De skifter nemlig egenskab alt efter hvordan, de er sat på tegningen. Som vist her er alle datum med reference til en flade. Her er alle datums, med reference til et datum plan og ikke en flade. Et datumplan er et teoretisk plan mellem to flader. At det er et teoretisk plan, vil sige at det er et perfekt lige plan. Side 24

26 Datums i datumplaner Datums på datumflader Side 25

27 Datum som datumakse og en flade Datum på datumfladen Side 26

28 Datumflade B Datumakse A Side 27

29 Side 28

30 Opret datumplan Sæt datums på så de passer med nulpunktet på de følgende tegninger. Side 29

31 Side 30

32 Opret datumakse Side 31

33 Datum target Datum targets er blot datum elementer, der udgør delområder af et normalt datum element. Primær datum er normalt oprettet efter tre targets, sekundær datum efter to targets og tertiært oprettes ud fra et target. Ved meget ustabile emner kan der dog bruges flere targets, og en beskrivelse af emnet i fri form samt i monteret tilstand. 100 X 100 Ø10 D1 10X10 D2 D3 D D1,2,3 A2 C C1 Ø8 A1 B1 20 B1,2 B A A1,2,3 60 B2 A C Side 32

34 Fælles datumplan Ved fælles datumplan er der mulighed for, at det er flere elementer som laver et fælles datumplan. Ved brug af et fælles datumplan er det vigtigt, at det er tydeligt hvilke elementer, der danner datum. B 3x Der kan også laves et fælles datum ud fra to elementer, som så senere skal beskrives med en bindestreg i mellem referencerne. A B A-B Side 33

35 Geometriske symboler med forklaring Side 34

36 Rethed Toleranceområdet er begrænset af to rette linjer med en indbyrdes afstand på 0.1mm Når der står Ø foran toleranceværdien, er toleranceområdet begrænset af en cylinder med diameteren Ø0,1 Side 35

37 Rethed vist som 3D Toleranceområdet er begrænset af to rette linjer med en indbyrdes afstand på 0.1mm Når der står Ø foran toleranceværdien, er toleranceområdet begrænset af en cylinder med diameteren Ø0,1 Side 36

38 Rundhed Toleranceområdet begrænses af to koncentriske cirkler med en indbyrdes radial afstand på 0.15mm. Ethvert tværsnit vinkelret ind på aksen skal ligge inden for de to koncentriske cirkler. Rundhed 3D Side 37

39 Profilform Profilen skal i ethvert snit parallelt med projektionsplanet ligge mellem to linjer, som er bestemt af en cirkel med en diameter på Ø0.1mm hvis center ligger på den linje, som har den geometriske rigtige form. Profilform med all around og sektion zone. Profilform med all around, sektion zone og datum. Side 38

40 Planhed Toleranceområdet begrænses af to parallelle planer, med en indbyrdes afstand på 0,1mm Side 39

41 Cylindricitet Overfladen skal ligge mellem to koaksiale cylindre med en indbyrdes afstand på 0.1mm. Husk tolerancezonen er på radius!! Side 40

42 Fladeform Den tolerancesatte flade skal ligge mellem to flader, som har en indbyrdes afstand, der er bestemt af en kugle med en diameter på Ø0,1mm og center beliggende på en flade, som har en geometrisk korrekt form. Se profilform for flere varianter af tolerancesætning. Side 41

43 Parallelitet Den tolerancesatte flade skal ligge mellem to planer med en indbyrdes afstand på 0.1mm, der er parallel med referencefladen A. Når der står Ø foran toleranceværdien er toleranceområdet begrænset af en perfekt cylinder med tolerancens værdi. Side 42

44 Vinkelrethed Toleranceområdet er inden for to parallelle planer med en indbyrdes afstand på 0.1mm, som skal være vinkelret på referenceelementet. Tolerancezone på overflade Tolerancezone på midtplan Tolerancezone på en cylinder Side 43

45 Vinkelrethed med forskellige zoner. Der bruges orienterings modifikator til at beskrive de forskellige tolerancezoner. Det kan på denne måde vises, at der er forskellige tolerancezoner i forskellige retninger. Side 44

46 Vinkelrigtighed Emnets overflade skal ligge mellem to parallelle planer med en indbyrdes afstand på 0.1 mm. Som hælder 45 i forhold til referencefladen. Emnets midtplan skal ligge mellem to parallelle planer med en indbyrdes afstand på 0.1 mm. Som hælder 45 i forhold til referencefladen. Cylinderens midt akse skal ligge indenfor en cylinder med en diameter på Ø0.1 mm. Som hælder 45 i forhold til referencefladen. Side 45

47 Position På nedenstående tegning er positions tolerancen brugt på tre forskellige måder. Position af to huller med en cylindrisk tolerancezone på Ø0.2 Position af et hul med asymmetrisk tolerancezone 0,5mm i forhold til A, C og 0,2mm i forhold til B,C Position af en flade med en tolerancezone 0,2 mm Side 46

48 Positionen på de to huller er her som to cylindre, der er placeret i forhold til A og B samt vinkelret på C Det sidste hul har forskellige tolerancer i forhold til A og B, begge plan er vinkelrette på C Side 47

49 I dette eksempel er positions tolerancen brugt til at tolerancesætte en længde. Her med en tolerancezone på 0.2mm Husk at det er en tolerancezone de 0,2mm er altså symmetriske om TED (Theoretically Exact Dimension = teoretisk eksakt mål) målet. Nominelt mål = 60.0 Max. Mål= 60.1 Min. Mål= 59.9 Tolerance= 0.2 Side 48

50 Koaksialitet Toleranceområdet begrænses af en cylinder på Ø0.1mm som har sammenfaldende akse med referenceaksen Koncentricitet Toleranceområdet begrænses af en cirkel på Ø0.1mm med centrum i referencepunktet. Side 49

51 Symmetri Notens midtplan skal ligge mellem to parallelle planer, som har en indbyrdes afstand på 0.1 mm. Og som er symmetrisk beliggende omkring referenceplanet A. Side 50

52 Kast Radialkast: Toleranceområdet er mellem to lige store koncentriske cirkler vinkelrette på referenceaksen. Radialkastet må ikke overstige afstanden 0.1mm på enhver vilkårlig målecirkel under en hel omdrejning om referenceaksen. Aksialkast: Toleranceområdet er begrænset af to lige store koncentriske cirkler der skal være vinkelret på referenceaksen. Aksialkastet må ikke overstige 0.1mm på enhver vilkårlig målecirkel under en hel omdrejning om referenceaksen. Side 51

53 Totalkast Toleranceområdet er begrænset af to parallelle planer/cylindre med en indbyrdes afstand på 0.1mm i forhold til referenceaksen. Side 52

54 Opbygning af GPS tolerancer En GPS toleranceboks skal altid bygges op og læses som vist på nedenstående illustrationer. Der må laves forbindelseslinjer ud fra begge sider af toleranceboksenboksen. Med udgivelsen af ISO er der kommet regler om, hvordan en GPS tolerance boks skal bygges op. Som vist på nedenstående illustration skal der altid bygges på en måde, så tolerancezonen altid bliver mindre, jo længere man kommer ned. Det giver også god mening, da tolerancezonerne jo på den måde tydeligt viser, hvilken tolerance der er den snævreste. Side 53

55 Geometrisymbol opgaver Opgave 3 Klodsens overside skal være RET indenfor 0,1 mm. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Opgave 4 Akslen skal være RET indenfor Ø0,2 mm: Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Side 54

56 Opgave 5 Akslen skal være Rund indenfor 0,05 mm. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Opgave 6 Klodsens overside skal være Plan indenfor 0,2 mm. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Side 55

57 Opgave 7 Akslen skal være Cylindrisk med en zone på 0,1 mm. sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Opgave 8 Profilen på det store buestykke skal have Profilform indenfor 0,05 mm. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Side 56

58 Opgave 9 Profilen på det store buestykke skal have Fladeform indenfor 0,03 mm. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Side 57

59 Opgave 10 Klodsens over/underside skal være Parallelle indenfor 0,1 mm, og de to huller skal være parallelle med hinanden indenfor 0.05 mm. Sæt de rigtige symboler, samt tolerancer på figuren. Side 58

60 Opgave 11 Klodsens underside og den lodrette væg skal være Vinkelret indenfor 0,1 mm. Sæt det rigtige symbol samt tolerance på figuren. Opgave 12 Klodsens underside og den lodrette cylinder skal være Vinkelret indenfor Ø0,05 mm. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Side 59

61 Opgave 13 Klodsens overside og pladens overside skal have en Vinkelrigtighed, på 0,05 mm. TED vinklen er 135. Sæt det rigtige symbol samt, tolerance på figuren. Opgave 14 Klodsens overside og tappen skal have en Vinkelrigtighed, på Ø0,05 mm. TED vinklen er 135. Sæt det rigtige symbol, samt tolerance på figuren. Side 60

62 Opgave 15 Klodsen er 70X50X20, de to huller er Ø10 og der er 30mm mellem dem. Hullerne ligger 20mm fra bunden af klodsen og 20mm inde fra venstre. Brug Position til at angive en længde tolerance på 0,2mm, samt at hullerne skal placeres indenfor Ø0.15 Side 61

63 Opgave 16 Du skal sikre dig, at de to små akseltappes koaksialitet er på Ø0,2. Påfør tegningen det rigtige symbol og den rigtige tolerance. Side 62

64 Opgave 17 Sporet i klodsen skal være symmetrisk med midtplanet på langs i klodsen med en tolerance på 0.2mm. Side 63

65 Opgave 18 Du skal sikre dig, at den lille korte tap max. har et Totalkast på 0,1 og at den lille lange tap max har et Kast på 0.2mm begge i forhold til den største diameter. Påfør tegningen de rigtige symboler og de rigtige tolerancer. Side 64

66 Modifikatorer (Symboler i en cirkel) Maksimal materiale krav. Man må flytte tolerance fra størrelse til geometri. Minimum materiale krav. Man må flytte tolerance fra størrelse til geometri. Reciprocitet. Man må flytte tolerance begge veje, også fra geometri til størrelse. Man må ikke overskride den virtuelle cylinder/planer. Bruges sammen med M. Man opnår samme effekt ved at bruge en geometrisk tolerance på 0 Indhyldningskrav. Testes med dorn eller prøvecylinder i hele integral elementets længde og to punkts mål. Fri tilstand. Der hvor F er brugt skal der måles i fri tilstand, resten måles i fikseret tilstand. Den fikserede tilstand skal beskrives. Projiceret tolerancezone. En tolerancezone kan forlænges ud over integral elementets længde. Median feature. Bruges hvor målepilen peger på overflade, men man mener midtplan eller centerlinie. Giver samme betydning som pilespids mod pilespids. Side 65

67 Maksimum materiale krav Anvendelsen af maksimum materiale krav MMR ( Maximum Material Requirement) Maksimum materiale kravet kan, og bør anvendes på tegningen, hver gang to emner skal samles, med fx tappe og huller. Virkningen afhænger af kombinationen af : Størrelsen af et eller flere størrelses elementer, (huller og aksler) og Dimensionstolerancerne på disse størrelses elementer, samt de geometriske tolerancer for de samme størrelse elementer Nedenstående illustrationer viser, hvordan maksimum materiale tilstanden beregnes. Bemærk at det kun er beregningen, som er i fokus, der vil i det viste eksempel være tolerance overlap. Tegningstolerancer: Side 66

68 Den nedenstående illustration viser hvornår huller og tappe er i maksimal materiale tilstand. Den maksimale materiale tilstand, er når man har mest mulig materiale tilbage i emnet, altså største tappe og mindste huller. Det sidste begreb der knytter sig til maksimum materiale princippet, er den maksimale virtuelle størrelse. Den maksimale virtuelle størrelse på en tap, er den største størrelse emnet må have plus den geometriske tolerance, eller hullet med det mindste mål minus den geometriske tolerance. Disse to grænser er perfekte cylindere, som ikke må gennembrydes. Den nedre kontrolgrænse på tappe og øvre kontrolgrænse på huller er topunktsmål. Side 67

69 Tolerancesætning der giver et resultat, som altid kan samles (0 mod 0 af perfekte cylindre) Tap Maksimal materiale tilstand Ø24.9 Geometrisk tolerance Ø0,1 Virtuel cylinder Ø25,0 (24,9+0,1) Hul Maksimal materiale tilstand Ø25,1 Geometrisk tolerance Ø0,1 Virtuel cylinder Ø25,0 (25,1-0,1) Populært forklaret så ophæver maksimum materiale kravet uafhængighedsprincippet, som er et af de fundamentale principper i GPS-matrix systemet og giver specielt lov til, at: UBRUGT" tolerance fra størrelse tolerancen (fx diameter) på det aktuelle virkelige element (hul / tap) kan anvendes til at udvide den angivne geometriske tolerance. Når maksimal materiale princippet er korrekt påført på en tegning, så sparer det tolerance. Den sparede tolerance kan konverteres til et billigere produkt eller et bedre produkt - eller måske begge dele. Der findes også et mindste materiale princip, samt en metode hvor man kan få lov at flytte geometrisk tolerance til størrelses tolerancen, kaldet reciprocitetskravet. Se ISO 2692 for flere eksempler og muligheder Side 68

70 Eksempel: Samling af 2 plader med 4 tappe og 4 huller Tappe Huller MMS= Maximum Material Size = Maksimum materiale størrelse LMS= Least Material Size = Mindste materiale størrelse Side 69

71 Eksempel med 4 tappe MMS Tolerancezone = Ø0,1 LMS Tolerancezone ø0,2 Diameter for tap med korrekt form 7,90 MMS 7,88 7,86 7,84 7,82 7,80 LMS Positions tolerance 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 Side 70

72 Eksempel med 4 Huller MMS Tolerancezone = 0,1 Diameter for hul med korrekt form 8,10 MMS 8,12 8,14 8,16 8,18 8,20 LMS Positio toleran 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 LMS Tolerancezone = 0,2 Side 71

73 Opgave 19 Påfør tolerance så de to emner altid kan sættes sammen på nedenstående opgaver. Opgave 20 Side 72

74 Mindste materiale krav Opgave 21 Beregn godstykkelsen på dette rør Side 73

75 Modifikatorer til beskrivelse af størrelse Ø25 A 0,1 LP LP LS GG GX GN CC CA CV SX SN SA To-punkt størrelse Lokal størrelse defineret af en kugle Mindste kvadraters størrelse Maksimum indskrevet størrelse Minimum omskrevet størrelse Omkreds diameter Areal diameter Volumen diameter Maksimum størrelse eller diameter Minimum størrelse eller diameter Middel størrelse eller diameter Må kun bruges som supplement til anden modifikator ISO Side 74

76 Indhyldningskravet Problemet med bare at udtrykke en diameter med Ø er, at der ved at bruge Ø ikke er beskrevet hvilken diameter man ønsker. Som udgangspunkt er der 7 forskellige diametre som kan være resultatet, og har emnet formfejl, kan denne unøjagtighed være større end den givne dimensionstolerance. De 7 diametre er : 1. Minimum omskrevet størrelse 2. Maximum indskrevet størrelse 3. Mindste kvadraters størrelse 4. Største 2 punkts størrelse 5. Mindste 2 punkts størrelse 6. Omkreds diameter 7. Areal diameter I nedenstående vil de tre vigtigste diametre være vist. Indhyldningskravet Indhyldningskravet (E) eller Taylers princip er to betegnelser for nøjagtig det samme krav Tolerancekravet til en virkelig cylinder er, at den skal overholde kravene til både maksimum materialegrænse diameteren og minimum materialegrænse diameteren. Man bør her være særlig opmærksom, på at princippet bygger på, at en kontrol ring eller dorn, skal have hele længden på det element, som skal kontrolleres. Altså en normal dorn som er ca mm i længden, kan altså ikke kontrollere et element, som er 100mm langt. Side 75

77 For en udvendig cylinder betyder Indhyldningskravet (E): At den virkelige cylinder i sin fulde længde skal indeholdes i den perfekte (virtuelle) cylinder, med diameter svarende til øvre tolerancegrænses talværdi og At den virkelige cylinders lokal (to-punkt) diametre alle skal være større end eller lig med nedre tolerancegrænses talværdi. Eksempel på tolerancesætning af en udvendig diameter, Ø20 mm, med +- tolerancer, +- 0,1 mm og indhylningskrav (E) Det betyder altså, at: Den virkelige aksel (figur b) skal kunne passere ind i en perfekt cylinder med diameter Ø20,1 mm i hele sin længde og alle to-punkts diametre skal være større end Ø19,9 mm. Side 76

78 For en indvendig cylinder betyder indhyldningskravet, (E): At den perfekte (virtuelle) tap (dorn) med diameter svarende til nedre tolerancegrænses talværdi, skal kunne passere ind igennem det virkelige hul i dets fulde længde, Og At det virkelige huls to-punkts diametre alle skal være mindre end eller lig med øvre tolerancegrænses talværdi. Eksempel på tolerancesætning af et hul med diameter, Ø20 mm, med +- tolerancer, +- 0,1 mm og indhylningskrav (E). Det betyder altså, at: Den perfekte cylinder med diameter Ø19,9 mm, skal kunne passere ind igennem det virkelige hul (figur b) i hele dens længde, og Alle lokale diametre (to-punkt diametre) skal være mindre end Ø20,1 mm. Virkningen af (E) som modifikator til en +- tolerancesætning er, at formfejl på størrelses elementet også bliver begrænset. Elementets overflade skal på den ene side begrænses af et perfekt element, og på den anden side af en lokal topunkts diameter. Side 77

79 Projiceret toleranceområde Ved projiceret toleranceområde har men mulighed for at beskrive en tolerance, som ligger uden for emnet. Projiceret målsætning kan bruges til at sikre at f.eks., lange stifter kan gå i en modpart. Side 78

80 Fleksible emner Det er nu muligt at beskrive krav til fleksible emner. Med modifikatoren (F) efter en tolerance vises det hvor stor tolerance, der er på emnet i fri tilstand. Tolerancen uden (F) er tolerancen efter montering af emnet. 0,5 5 F ISO NR Side 79

81 Afledt element Afledt element (Derived feature) kan beskrives med et A i en cirkel. Dette er anvendeligt, når henvisningspilen går til en overflade men, man mener centerlinje skal bruges som reference. De to illustrationer giver den samme tolerancezone, A i en cirkel kan også bruges på en 2D tegning. Side 80

82 Overfladeruhed En overflademåling består af mange forskellige parametre, som udgangspunkt skal man sætte sig godt ind i hvilken måling, der skal udføres. I GPS systemet er der udviklet en kodenøgle, der præcist beskriver hvordan ruhedstesteren skal indstilles. Der skelnes mellem overflade ruhed og bølgethed. Den nedenstående tegning viser forskellen på de to betegnelser. Der skal holdes øje med, om overfladen skal bearbejdes eller ej. Og eventuelt om der er særlige krav til overflade mønstre. Side 81

83 1. Der skal fjernes materiale (fx spåntagning) 2. Det er en øvre grænse (U) 3. Der skal filtreres med et Gauss-filter 4. Der skal filtreres med to filtre 0.08(nedre) og 0.8 mm (øvre) 5. Ruhedsprofil-maksimumhøjden, Rz er parameteren 6. Evalueringslængde 7. Max reglen skal bruges 8. Grænseværdien for Rz er 3,3 På nedenstående figur er den mindst mulige information vist og hvad der ønskes af en overfladeruhed. De 0,8 er cut-off-filter. Rz skal have en værdi på under 9 µm. På tegningen til højre er der vist et bearbejdningstillæg på 1 mm Side 82

84 Overfladeufuldkommenhed S H S D D Parametrene er: SIMe Overfladeufuldkommenhedens-længde SIMw Overfladeufuldkommenhedens-bredden SIMsd Overfladeufuldkommenhedens-dybden SIMcd Overfladeufuldkommenhedens-dybden af kombineret ufuldkommenhed SIMsh Overfladeufuldkommenhedens-højden SIMch Overfladeufuldkommenhedens-højden af kombineret ufuldkommenhed SIMa Overfladeufuldkommenhedens-arealet SIMt Overfladeufuldkommenhedens-samlet areal SIMn Antallet af overfladeufuldkommenheder SIMn/a Antallet af overfladeufuldkommenheder/ areal-enheder Som vist ovenfor er det nu muligt at beskrive i et standardiseret sprog, hvor store skader man vil acceptere i sine overflader. Disse krav kan være gældende for hele tegningen eller på udvalgte elementer. Side 83

85 Kanter Med GPS systemet er der også indført en ny måde, at beskrive kanter på. Det er her vigtigt, at man forstår dette rigtigt, da det nu er muligt, at beskrive at man ønsker en skarp kant, eller en krave ud af emnet. Der er ingen krav til kanternes facon, og de skal bare ligge inden for de beskrevne værdier for at blive godkendt. Stilles der krav til en specifik facon, skal dette beskrives særskilt. A B C C A B C A A C- C A B C A- Side 84

86 Affasning: -0,4 A B C Max 0,4 Min. Skarp Max 0,4-0,4-0,2 Max 0,4 Min 0,2 Max 0,4 Min 0,2 Side 85

87 Krave: Bemærk at der nu er mulighed for at få en kant på emnet, dette kan være gavnligt ved TIG svejsning i rustfast stål. A+ A B C C- C+ +0,3 A- Max. 0,3 Min. Skarp Konturovergang: A B C A B C Min. Skarp +0,8 Max 0,8 Max 0,8 Side 86

88 I dette eksempel gælder kravet til kanten hele vejen rundt på den markerede kontur. -0,8-0,4 Side 87

89 Combined Zone I den nedenstående figur skal de tre flader opfattes som tre elementer med planhedskrav på 0,1mm til hvert element. For at sikre at de tre flader ikke har hver sit krav til planhed, kan man oprette en Combined Zone (indtil marts 2017 kaldet Common Zone), således at det er et fælles krav, der er til planheden samlet over de tre flader. Side 88

90 United feature De fire cirkel stykker skal opfattes som et element, denne mulighed er en nyhed i ISO United feature, eller på dansk sammen satte elementer kan bruges, hvor et element er blevet opdelt af en operation, hvorved f.eks. en cylinder er blevet til flere integral elementer. Skal elementerne stadigt opfattes som en cylinder, skal man bruge UF modifikatoren. Side 89

91 All over All over er en mulighed, der er kommet i ISO Målsætningen kan udelukkende bruges på meget simple emner, hvor der er samme krav til alle integral elementer. Side 90

92 Forskydning af tolerance zonen UF betyder United Feature Side 91

93 Opgave 22 Maksimalmål : Middelmål: Mindstemål: Tolerance zone: Opgave 23 Maksimalmål : Middelmål: Mindstemål: Tolerance zone: Side 92

94 Opgave 24 Maksimalmål : Middelmål: Mindstemål: Tolerance zone: Opgave 25 Maksimalmål : Middelmål: Mindstemål: Tolerance zone: Side 93

95 Opgave 26 Udfyld symbolkassen så den ønskede tolerance er GPS målsat på nedenstående opgaver. Opgave 27 Side 94

96 8 punkts pyramiden Når du skal starte med at påføre en tegning GPS, eller skal til at bearbejde et emne efter en GPS tegning, bør du altid følge denne fremgangsmåde. Start fra bunden af pyramiden!!! Og tag kun et trin ad gangen. 8. Kanter 7. Overfladeufuldkommenheder 6. Overfladeruhed 5. Form 4. Orientation 3. Lokation 2. Størrelseselementer 1. Datum system På de næste sider er den en systematisk gennemgang af princippet i pyramiden. Side 95

97 Opbygning af en GPS tegning Datum system Side 96

98 Datum akser og planer Side 97

99 Størrelses elementer Lokation Side 98

100 Orientation Form Side 99

101 Overfladeruhed Overfladeufuldkommenhed Side 100

102 Kanttolerancer Tegningen er nu fuldendt med alle beskrivelser Side 101

103 Opgave 28 Prøv nu at påføre klodsen GPS på en sådan måde, at den store diameter er styrende for emnet sammen med den bearbejde flade mellem de to cirkler. Den firkantede flade på bagsiden skal være plan indenfor 0.1mm Den lille cirkel skal have samme centrum som den store cirkel inden for 0.2mm Diskuter hvilke krav som skal være til de andre elementer. Side 102

104 Opgave 29 Påfør GPS målsætning så de to klodser altid kan samles. Side 103

105 Opgave 30 Drivaksel med flange I denne opgave skal du prøve at oprette et datum system, der sikrer at boltene og noten kan gå i. Side 104

106 Drivaksel Side 105

107 Flange til drivaksel Side 106

108 Opgave 31 På de følgende tegninger skal du prøve at oprette datum plan og akser, således at du sikrer, at akslen kan gå i begge endeplader, når disse er monteret på bundpladen. Du skal kun tænke på geometri og ikke så meget på mål og tolerancer. (Det er derfor, der ikke er mål på tegningerne ;-) ) Side 107

109 Bundplade Side 108

110 Endeplade Side 109

111 Opgave 32 Prøv at sætte GPS på denne lille luftcylinder. Side 110

112 Cylinderrør Side 111

113 Forende på cylinder Side 112

114 Stempel Side 113

115 Opgave 33 Haknøgle GPS målsæt begge emner så begge emner kan gå sammen. Side 114

116 Opgave 34 Styr GPS målsæt de tre emner således at de to ens emner kan bevæges frit i hele længden af bundpladen. Side 115

117 Side 116

118 Side 117

119 Links og Apps ZEISS GD&T Gratis app (Der er også en udvidet version med flere videoer, som kræver betaling.) Mahr DinNorms MechTap GPS og overfladeruhed. App og hjemmeside. Gratis app App. Gratis app Side 118