GPS Introduktionskursus

Transkript

1 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 Geometriske symboler med forklaring Oversigt over symboler Rethed Rundhed Profilform Planhed Cylindricitet Fladeform Parallelitet Vinkelrethed Vinkelrigtighed Position Koaksialitet Koncentricitet Symmetri Kast Kast Totalkast Geometrisymbol opgaver Opgave Opgave Side 1

2 Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave Opgave 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 Maksimum materiale krav MMR Maksimum materiale tilstand MMC: Maksimum materiale størrelse - MMS Maksimum materiale virtuel størrelse MMVS Eksempel: Samling af 2 plader med 4 tappe og 4 huller Eksempel med 4 tappe Eksempel med 4 Huller Taylors princip Indhyldningskravet Modifikatorer Overfladeruhed Overfladeufuldkommenhed Kanter Affasning: Krave: Konturovergang: Projiceret toleranceområde Common Zone Fleksible emner punkts pyramiden Datum system Størrelses elementer Lokation Side 2

3 Orientation Form Overfladeruhed Overfladeufuldkommenhed Kanttolerancer Opgave Opgave Opgave Fejl! Bogmærke er ikke defineret. Side 3

4 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. - GPS-tolerancesætning kan simulere emnets funktioner. - I 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

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

6 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 værkstedsstandarter. 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 standarter ud! Side 6

7 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 Side 7

8 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

9 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. Længde Bredde Højde Diameter Længde Radius Hvor mange GPS elementer er der i denne klods? Opgave 1 Side 9

10 Klodsen indeholder: 8 Integralelementer 2 Afledte elementer Side 10

11 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

12 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. Nominelle 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

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

14 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. Side 14

15 Den generelle GPS matrix Kædeled Geometriske egenskaber/karakteristika for elementer Standardkædebetegnelse 1. Lineær størrelse 2. Lineær afstande 3. Radius afstande 4. Buelængde 5. Vinkel størrelse 6. Vinkel afstand 7. Form af en linje ( uafhængig af en reference) 8. Form af en linje ( afhængig af en reference) 9. Form af en flade ( uafhængig af en reference) 10. Form af en flade ( afhængig af en reference) 11. Orientation (retning) 12. Lokation ( beliggenhed) 13. Cirkulært kast 14. Total kast 15. Datum (referencer) 16. Ruhedsprofil parameter 17. Bølgethedsprofil 18. Primærprofil parametre 19. Overfladeufuldkommenhed 20. Kanter Specifikation af GPS karakteristika Tolerancesætning Specifikationsoperator. Angivelse på produktdokumentation Kode angivelse Definition af tolerancer. Teoretisk definition af karakteristika Definition af karakteristika for virkeligt element. Verifikationsoperator. 4 Sammenligning mellem defineret og målt karakteristika Verifikation af GPS karakteristika Måling Målt værdi af karakteristika for det virkelige element. Definition af metrologiske karakteristika for måleudstyr. Kalibrering og verifikation af metrologiske karakteristika for måleudstyr. Side 15

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 styreremnets 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 16

17 Måleusikkerhed Usikkerhedsfaktor ved verifikation af emner Menneskelig unøjagtighed Den menneskelige unøjagtighedsfaktor, kan minimeres gennem uddannelse, samt 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 passe godt på måleværktøjet f.eks. er der mange der går med en skydelære i sidelommen på arbejdsbukserne, disse skydelære 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 kan være specifikke krav til luftfugtighed. Side 17

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 sikre 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 18

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 kontrollerer denne tolerance med en skydelære. Måleusikkerhed leverandør Ved kontrol af dette hul med skydelærer, skal der tages højde for skydelærens måleusikkerhed (DS2012). 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 19

20 Måleusikkerhed kunden Ved modtagekontrol af dette hul med skydelærer, skal der tages højde for skydelærens måleusikkerhed (DS2012). Her er også valgt den mest gængse skydelærer 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. Ø15±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 20

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). 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 21

22 Geometriske symboler med forklaring Oversigt over symboler Form Rethed Beliggenhed Kast Rethed Rundhed Profilform Planhed Cylindricitet Fladeform Parallelitet Vinkelrethed Vinkelrigtighed Position Koaksialitet Koncentricitet Symmetri Kast Totalkast Linieelementer Fladeelementer Linie og fladeelementer Punkt, linie og fladeelementer Side 22

23 Rethed Toleranceområdet er begrænset af to rette linier med en indbyrdes afstand på 0.1mm Når der står Ø foran toleranceværdien, er toleranceområdet begrænset af en cylinder med diameteren T. Rundhed Toleranceområdet begrænses af to koncentriske cirkler med en indbyrdes radial afstand på 0.2mm. Ethvert tværsnit vinkelret ind på aksen skal ligge inden for de to koncentriske cirkler. Side 23

24 Profilform Profilen skal i ethvert snit parallelt med projektionsplanet ligge mellem to linier, som er bestemt af en cirkel med en diameter på 0.05 mm hvis center ligger på den linie, som har den geometrisk rigtige form. Planhed Toleranceområdet begrænses af to parallelle planer, med en indbyrdes afstand på 0.1mm Cylindricitet Overfladen skal ligge mellem to koaksiale cylindre med en indbyrdes afstand på 0.2mm Side 24

25 Fladeform Den tolerancesatte flade skal ligge mellem to flader, som har en indbyrdes afstand, der er bestemt af en kugle med en diameter på 0.05 mm og center beliggende på en flade, som har geometrisk korrekt form. Side 25

26 Parallelitet Den tolerancesatte flade skal ligge mellem to planer med en indbyrdes afstand på 0.05 mm. der er parallel med referencefladen A. Den tolerancesatte flade skal kunne være mellem to parallelle planer med afstanden T, som skal være parallel med referenceelementet. Når der står Ø foran toleranceværdien er toleranceområdet begrænset af en cylinder med diameteren T som skal være parallel med referenceelementet. Side 26

27 Vinkelrethed Vinkelrethed Vinkelrethedstolerancen gælder kun rette vinkler (90 ). Toleranceområdet er inden for to rette linier med en afstand på 0.05mm og skal være vinkelret på referencefladen. Toleranceområdet er inden for to parallelle planer men de indbyrdes afstand T som skal være vinkelret på referenceelementet. Toleranceområdet er en cylinder med diameteren T der skal være vinkelret på referenceelementet. Side 27

28 Vinkelrigtighed Vinkelrigtighedstolerancen gælder alle andre vinkler end vinkler på 90. Er meget lig vinkelrethedstolerancen og bruger de samme toleranceområder. Cylinderens akse skal ligge mellem to parallelle planer med en indbyrdes afstand på 0.05 mm. som hælder 45 i forhold til referencefladen. Toleranceområdet er inden for to parallelle planer med den indbyrdes afstand T som hælder x i forhold til referencefladen.. Toleranceområdet er en cylinder med diameteren T som hælder x i forhold til referencefladen.. Side 28

29 Position Hullets akse skal ligge inden for en cylinder med diameteren 0.05 mm der har center i en position i forhold til referencefladerne A og B. Side 29

30 Koaksialitet Toleranceområdet begrænses af en cylinder på Ø0.02mm som har sammenfaldende akse med referenceaksen Koncentricitet Tolerancezonen Ø0.2 Toleranceområdet begrænses af en cirkel på 0.2mm med centrum i referencepunktet. Side 30

31 Symmetri Notens midterplan skal ligge mellem to parallelle planer, som har en indbyrdes afstand på 0.4 mm. og som er symmetrisk beliggende omkring referenceaksen A. Side 31

32 Kast 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. Kast Radialkast: Toleranceområdet er mellem to lige store koncentriske cirkler vinkelrette på referenceaksen. Radialkastet må ikke overstige afstanden T på enhver vilkårlig målecirkel under en hel omdrejning om referenceaksen. Kast i specificeret retning: Toleranceområdet er mellem to koncentriske cirkler med indbyrdes afstanden T målt i pilens retning og koaksial med referenceaksen. Kast må ikke overstige afstanden T på en hver vilkårlig målekonus under en hel omdrejning om referenceaksen. Side 32

33 Totalkast Total aksialkast: Toleranceområdet er begrænset af to parallelle planer med en indbyrdes afstand på 0.2mm som er vinkelret på referenceaksen. Total radialkast: Toleranceområdet er begrænset af to koaksiale cylindre med en indbyrdes afstand på T der har sammenfaldende akser med referenceaksen.. Totalkast i specificeret retning: Toleranceområdet er begrænset af to koaksiale konuser med en indbyrdes afstand T som har aksesammenfald med referenceaksen. Side 33

34 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 34

35 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 35

36 Opgave 7 Akslen skal være Cylindrisk indenfor 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 36

37 Opgave 9 Profilen på det store buestykke skal have Fladeform indenfor 0,03 mm, sæt det rigtige symbol samt tolerance på figuren. Side 37

38 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 38

39 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 39

40 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 40

41 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 41

42 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 42

43 Opgave 17 Sporet i klodsen skal være symmetrisk med midtplanet på langs i klodsen, med en tolerance på 0.2mm. Side 43

44 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 0.1mm begge i forhold til den største diameter. Påfør tegningen de rigtige symbol og de rigtige tolerancer. Side 44

45 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 45

46 Tegning med GPS Denne tegning vil sikre at alle huller bliver oprettet efter et datum system, dette sikre at emnets funktion bliver sikret på tegningen. Samtidigt er der en entydig verifikations instruktion på tegningen, der beskriver hvordan emnet skal måles op. Side 46

47 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 Side 47

48 Datum indentifikator En datum indentifikator viser hvor emnets nulpunkt (Datum) er. Det er meget vigtigt, at man er opmærksom på hvordan datum indentifikatorene er sat på tegningen. De skifter nemlig egenskab, alt efter hvordan, de er sat på tegningen. Som vis 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 48

49 Datums i datumplaner Datums på datumflader Side 49

50 Datum som datumakse og en flade Datum på datumfladen Side 50

51 Datumflade B Datumakse A Side 51

52 Opret datumplan Side 52

53 Opret datumakse Side 53

54 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 54

55 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 55

56 Maksimum materiale krav MMR Anvendelsen af Maksimum materiale krav MMR Maksimum materiale kravet kan og skal 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 En typisk situation for en sådan emnefunktion er et mønster af huller i en plade, der skal kunne samles med en anden plade med det samme hulmønster, men hvor der er presset cylindriske stifter i hullerne. Maksimum materiale kravet vises på tegningen i toleranceindikatoren for den geometriske tolerance med modifikatoren, (M). Side 56

57 Populært forklaret, så ophæver MMR, (M), 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 MMR anvendes korrekt på en tegning, så sparer det tolerance. Den sparede tolerance kan konverteres til et billigere produkt eller et bedre produkt - eller måske begge dele. Maksimum materiale tilstand MMC: Når et emne er i maksimum materialetilstand indeholder det mest mulig materiale. Det vil sige at når en aksel har det størst mulige mål udvendigt er den i maksimum materiale tilstand, hvor i mod hvis det er en plade med et hul i, vil det være når hullet er på det mindste mål at der vil være mest gods tilbage, og emnet dermed i maksimum materiale tilstand. Den tilhørende geometriske tolerance er gældende i denne tilstand. Side 57

58 Maksimum materiale størrelse - MMS Dimensionen (værdien), der definerer maksimum materiale tilstanden for elementet Eksempel: et hul med diameter: ø20±0.1 Maksimum materiale tilstand for huller opnås med det mindste hul. Nominelt mål Maksimum materiale Minimum materiale Maksimum materiale størrelse MMS for hullet = ø19,9 Maksimum materiale tilstand for aksler opnås med den største aksel. Eksempel: en ø20±0.1 aksel. Nominelt mål Minimum materiale Maksimum materiale Maksimum materiale størrelse MMS for akslen = ø20,1 Side 58

59 Maksimum materiale virtuel størrelse MMVS Størrelse, der opstår ved den samlede virkning af: Maksimum materiale størrelsen, MMS, (af størrelse elementet) og den geometriske tolerance For et udvendigt element (fx en aksel): MMVS = MMS + geometrisk tolerance For et indvendigt element (fx et hul): MMVS = MMS - geometrisk tolerance For at forklare virkningen af MMR bruges MMVS maksimum materiale virtuel størrelse (en virtuel cylinder) for en tap/aksel. MMVS er en virtuel/tænkt cylinder, der fremkommer som summen af emnets diameter i maksimal materiale størrelse MMS og den tilhørende geometriske tolerance. Dette giver tilsammen en placerings cylinder som tappen kan placeres indenfor. Fordelen fremkommer når tappens dimension går fra Maksimum til Minimum materiale tilstand LMS, herved kan den geometriske tolerance forøges. Idet tappen blot skal holde sig indenfor den virtuelle cylinder. For huller fremkommer MMVS ved at trække den geometriske tolerance fra hullets dimension Virkelig overflade for udvendig aksel Virtuel tilstand udvendig Virkelig overflade for indvendig hul Virtuel tilstand indvendig Side 59

60 Eksempel: Samling af 2 plader med 4 tappe og 4 huller Tappe Huller Side 60

61 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 61

62 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 62

63 Taylors princip 1. Minimum omskrevet størrelse 2. Maximum indskrevet størrelse 3. Mindste kvadraters størrelse 4. 2-pkt.s størrelse 5. Omkreds diameter 6. Areal diameter 7. 2-pkt.s størrelse 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 i længden kan altså ikke kontrollerer et element som er 100mm langt. Side 63

64 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-punkt diametre skal være større end ø19,9 mm. Side 64

65 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-punkt 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 størrelse elementet også bliver begrænset. Elementets overflade skal på den ene side begrænses af et perfekt element og På den anden side af en lokal diameter Side 65

66 Modifikatorer Ø25 ±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 66

67 Overfladeruhed Side 67

68 Overfladeruhed Rz 0,4-Betyder: Overfladen skal fremstilles ved at fjerne materiale Der må ikke fjernes materiale Rz 0,4-Betyder: Frit valg- fjerne/ ikke fjerne materiale ISO 4287 ISO ISO Beskrivelse af parametre Beskrivelse af motiv parametre Side 68

69 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 accepterer i sine emner. Disse krav kan være gældende for hele tegningen eller på udvalgte elementer. Side 69

70 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 70

71 Affasning: -0,4 A B C Max 0,4 Min. Skarp Max 0,4-0,2-0,4 Max 0,4 Min 0,2 Max 0,4 Min 0,2 Side 71

72 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 72

73 I dette eksempel gælder kravet til kanten hele vejen rundt på den markerede kontur. -0,8-0,4 Side 73

74 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. A B Ø20 P 40 j Ø0.02 P A B Side 74

75 Common Zone I den nedenstående figur skal de tre flader opfattes som tre elementer med planhedskrav på 0,1 til hvert element. 0,1 For at sikre at de tre flader ikke har hver sit krav til planhed, kan man oprette en common zone således det er et fælles krav, der er til planheden samlet over de tre flader. 3x 0,1CZ Side 75

76 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 76

77 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 77

78 Opbygning af en GPS tegning Udgangsemne Side 78

79 Datum system Side 79

80 Side 80

81 Størrelses elementer Side 81

82 Lokation Side 82

83 Orientation Side 83

84 Form Side 84

85 Overfladeruhed Side 85

86 Overfladeufuldkommenhed Punkt 7: Overfladufuldkommenheder 0,05 0,1 0,2 A-B C 85 E Ø20 +0,00-0,05 Ø0,02 A-B 0,05 Ø0,08 A-B C 25±0,4 Ra1,6 25±0,4 Ø20 +0,00-0,09 E Ø0,02 A-B D A Ra0,8 0,015 0,05 A-B C 10±0,2 E Ø45 +0,00-0,09 20 Ø5 ± 0,1 (GX) Ø0,1 Ø0,3 A-B C D B Ra0,8 0,015 0,03 0,05 A-B 31±0,1 0,1 M A-B 0,03 0,05 A-B Ra3,2( Ra0,8 Ra1,6) SIMe 12 SIMw 8 SIMsd 4 Side 86

87 Kanttolerancer Punkt 8: Kanttolerancer 0,05 0,1 0,2 A-B C 85 E Ø20 +0,00-0,05 Ø0,02 A-B 0,05 Ø0,08 A-B C 25±0,4 25±0,4 +0,8 Ra1,6 +0,8 +0,4 +0,4 Ø20 +0,00-0,09 E Ø0,02 A-B D A Ra0,8 0,015 0,05 A-B C 10±0,2 E Ø45 +0,00-0,09 20 Ø5 ± 0,1 (GX) Ø0,1 Ø0,3 A-B C D B Ra0,8 0,015 0,03 0,05 A-B 31±0,1 0,1 M A-B 0,03 0,05 A-B -0,8-0,4 ( ) Ra3,2( Ra0,8 Ra1,6) SIMe 12 SIMw 8 SIMsd 4 Side 87

88 Færdig GPS tegning Side 88

89 Opgave 19 Prøv nu at påføre klodsen GPS på en sådan måde, at den store diameter er styrende for emnet sammen med den bearbejdeflade mellem de to cirkler. Den firkantede flade skal være plan indenfor 0.1mm Diskuter hvilke krav som skal være til de andre elementer. Side 89

90 Opgave 20 Drevaksel med flange I denne opgave skal du prøve at oprette et datum system, der sikre at boltene og noten kan gå i. Side 90

91 Drevaksel Side 91

92 Flange til drevaksel Side 92

93 Opgave 21 På de følgende tegninger skal du prøve at oprette datum plan og akser, således at du sikre 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 93

94 Bundplade Side 94

95 Endeplade Side 95

96 Opgave 22 Prøv at sætte GPS på denne lille luftcylinder. Side 96

97 Cylinderrør Side 97

98 Forende på cylinder Side 98

99 Stempel Side 99