Tolerancja na położenie sworzni formy dla powtarzalnego wyrównania

Nie ma jednej tolerancji na pozycję formy na piny, która sprawdzi się dla każdej formy. Powtarzalne wyrównanie zależy od pełnego łańcucha tolerancji: średnicy sworznia, średnicy otworu łączącego lub tuleje, dopasowania między nimi, położenia i orientacji obu elementów oraz zmian wymiarowych zachodzących podczas pracy.

Sworzeń może być szlifowany z bardzo wąską tolerancją średnicy i nadal nie uda się prawidłowo umieścić formy, jeśli jej otwór jest źle umieszczony, oś jest przechylona lub dwa kołki lokalizujące tworzą zbyt ciasny wzór. Szersze wskazówki dotyczące systemów przewodników, zużycia i wyboru dopasowania można znaleźć Sworznie i tuleje formy (przypuszczane). Ten przewodnik koncentruje się szczególnie na definiowaniu, obliczaniu, dokumentowaniu i inspekcji tolerancji sworzni pozycyjnych.

Co właściwie kontroluje tolerancja kołków do pozycjonowania formy?

Słowo "tolerancja" może odnosić się do kilku różnych wymagań. Te sterowanie jest powiązane, ale nie jest wymienne.

Kontrola	Co definiuje	Czego nie definiuje
Tolerancja rozmiaru pinu	Największa i najmniejsza dopuszczalna średnica pinu	Pozycja osi pinu
Tolerancja na otwory lub tuleję	Największy i najmniejszy dopuszczalny otwór godowy	Czy otwor jest prawidłowo umiejscowiony
Dopasowanie pin-to-hole	Możliwe przejście lub zakłócenia między tymi dwoma cechami	Całkowity błąd wyrównania formy
Tolerancja geometryczna	Dozwolona pozycja i orientacja osi sworznia lub otworu	Rzeczywisty odstęp między częściami
Powtarzalność systemu	Jak konsekwentnie pleśń wraca do tego samego miejsca	Czy ta powtarzająca się pozycja jest poprawną nominalną

The System granic i dopasowania ISO 286-1 definiuje tolerancje rozmiaru oraz relacje dopasowania dla otworów i wałów. Nie kontroluje, gdzie znajduje się otwór ani czy jego oś jest prostopadła do płyty formy. Te wymagania wymagają kontroli geometrycznych, takich jak te zdefiniowane przez ISO 1101.

Tolerancja rozmiaru, dopasowanie i wyrównanie to różne wymagania

Załóżmy, że sworzeń pozycyjny i jego otwór skrzyżujący mieszczą się w określonych granicach średnicy. To tylko potwierdza, że ich rozmiary są akceptowalne.

Nie potwierdza, że:

• Środek sworznia i otworu pokrywa się;
• ich osie są równoległe;
• dwa otwory lokalizacyjne mają właściwe odstępy;
• forma wraca do zamierzonej pozycji;
• Zespół nadal się załącza po nagrzaniu lub zużyciu.

Rzeczywisty kolor pochodzi z połączenia obu rozmiarów. Najmniejszy dozwolony otwór w połączeniu z największym dozwolonym sworzniem tworzy możliwie najciaśniejszy montaż. Największy otwór w połączeniu z najmniejszym sworzniem tworzy możliwie najluźniejszy zespół.

Oba skrajności muszą zostać powstrzymane.

Pozycja, orientacja i powtarzalność dopełniają specyfikację

Otwor może mieć prawidłową średnicę, ale nadal być przesunięty względem swojego podstawowego położenia. Sworzeń może być poprawnie umieszczony na powierzchni płyty, ale na tyle przechylony, by zablokować się na długim odcinku zaczepku.

Pełna specyfikacja pozycjonowania może więc wymagać:

• funkcjonalną ramę odniesienia danych;
• podstawowe wymiary lokalizujące kołek lub otwór;
• tolerancję pozycji;
• prostopadłości lub innej kontroli orientacji;
• Kontrola wzorców dla wielu cech lokalizujących.

Należy również wyróżnić powtarzalność i celność. Powtarzalność opisuje, jak konsekwentnie forma wraca do tego samego miejsca. Dokładność opisuje, jak blisko tej pozycji znajduje się zamierzona pozycja nominalna.

System lokalizacyjny może być powtarzalny, ale konsekwentnie przesunięty, jeśli wzór cech został wykonany w niewłaściwej pozycji.

Piny pozycyjne nie powinny być automatycznie traktowane jako równoważne Sworznie prowadzące formę. Sworznie prowadzące głównie kontrolują ruch podczas otwierania i zamykania połow formy. Dedykowany kołek pozycjonujący może wyznaczyć dokładniejsze ostateczne położenie po zbliżeniu się połowy formy do zacięcia.

Zdefiniuj wymagania funkcjonalne przed wyborem dopasowania

Tolerancja powinna zaczynać się od wymaganej funkcji, a nie od oznaczenia znanego dopasowania.

Przed przypisaniem granic zdefiniujmy:

1. Maksymalny dozwolony błąd translacyjnego wyrównania.
2. Maksymalny dozwolony błąd kątowy.
3. Nominalna średnica sworzni i długość zacięcia.
4. Niezależnie od tego, czy pin jest trwały, wyjmowalny, czy wymienny.
5. Jak często forma będzie składana lub rozkładana.
6. Która strona zachowuje szpilkę?
7. Która strona zapewnia atak lokalizacyjny?
8. Zakres temperatur roboczych.
9. Oczekiwane zużycie i warunki zanieczyszczenia.
10. Dostępne metody produkcji i inspekcji.
11. Niezależnie od tego, czy poświadczenie wiąże się, czy nadmiar uprawnień, wiąże się z większym ryzykiem funkcjonalnym.

System pozycjonowania stosowany dla wyjmowanej wkładki może stawiać na łatwe zaczepywanie i wymienność. Stałe zamontowany lokalizator może wymagać silniejszego uchwytu po stronie montażowej. Podgrzewana forma może wymagać wystarczającej przestrzeni na różnicową rozszerzalność cieplną między pinem, tulejką i płytą formy.

Same etykiety aplikacyjne nie decydują o odpowiednim dopasowaniu. "Forma samochodowa" lub "forma medyczna" nadal wymaga określonego wymogu wyrównania, kombinacji materiałów, zakresu temperatur oraz planu inspekcji.

Oddziel stały interfejs od interfejsu lokalizującego

Oba końce sworznia pozycjonującego zazwyczaj pełnią różne funkcje.

Interfejs	Główna funkcja	Możliwy kierunek dopasowania
Strona montażowa	Zatrzymaj sworzeń w płycie nośnej i zachowaj jej oś	Kontrolowane przejście lub interferencja, w zależności od konstrukcji
Strona lokalizująca	Wejdź w otwór łączący lub tulejkę i ogranicz względny ruch	Kontrolowany prześwit lub przejście, w zależności od funkcji

Stosowanie tego samego dopasowania po obu stronach może powodować problemy, których można uniknąć. Dopasowanie interferencyjne po stronie lokalizacyjnej może uniemożliwić normalny montaż. Nadmierny prześwit po stronie montażu może spowodować przesunięcie lub poluzowanie sworznia.

Ostateczny wybór musi również uwzględnić grubość płyty, otaczający materiał, sposób demontażu, potrzeby wymiany oraz ryzyko zniekształceń podczas montażu.

Wybierz dopasowanie i oblicz rzeczywistą przestrzeń

Dopasowania prześwitu, przejścia i interferencji opisują relację między strefami tolerancji pełnego sworznia i otworu.

Prześwietlenie, przejście i zakłócenie pełnią różne funkcje

Typ dopasowania	Wynik wymiarowy	Typowe użytkowanie funkcjonalne	Główne ryzyko
Dopasowanie prześwitu	Najmniejszy otwór pozostaje większy niż największy kołek	Przesuwane lub wyjmowane zaczepki lokalizacyjne	Nadmierny ruch, jeśli prześwit jest zbyt duży
Dopasowanie przejściowe	Niektóre poprawne kombinacje mają uprawnienia; inne mają zakłócenia	Bliskie miejsce lub umiarkowane zatrzymanie	Zmienna siła montażowa
Interference fit	Najmniejszy kołek pozostaje większy niż największy otwór	Stałe lub półtrwałe zatrzymanie	Zniekształcenia, trudne usunięcie lub uszkodzenia instalacji

Te kategorie opisują wyniki, a nie uniwersalne zalecenia. Dopasowanie prześwitu może być odpowiednie po stronie lokalizacyjnej, natomiast dopasowanie interferencyjne lub przejściowe po stronie montażowej.

System otworów jest powszechny, ponieważ standardowe narzędzia do robienia otworów mogą ustalić określoną tolerancję otworu, podczas gdy tolerancja wału lub sworznia jest dobrana tak, aby uzyskać wymagane dopasowanie. Niemniej jednak oznaczenie takie jak H7/g6 lub H7/m6 jest niepełne bez nominalnej średnicy i normy rządzącej. Odchylenia numeryczne zmieniają się w różnych zakresach średnic.

Użyj wymiarów granicznych, aby sprawdzić oba ekstremalne elementy zespołu

Oblicz limity przed zatwierdzeniem dopasowania.

Minimalne uprawnienia

Minimum clearance = Smallest permitted hole − Largest permitted pin

Maksymalne prześwicie

Maximum clearance = Largest permitted hole − Smallest permitted pin

Wynik ujemny oznacza interferencję.

Weźmy hipotetyczny przykład:

Cechy	Minimalna średnica	Maksymalna średnica
Lokalizacja otworu	10,010 mm	10,018 mm
Sworzeń pozycjonujący	9,998 mm	10,004 mm

Najciaśniejszy możliwy zespół to:

10.010 − 10.004 = 0.006 mm minimum diametral clearance

Najluźniejszy możliwy zespół to:

10.018 − 9.998 = 0.020 mm maximum diametral clearance

Te wartości są tylko przykładami. Nie są to zalecane specyfikacje SunshinePro ani uniwersalne tolerancje na formy.

Prześwit średnicy nie powinien być również traktowany jako całkowity błąd wyrównania. W idealnym interfejsie z pojedynczym pinem środek pinu może przesuwać się promieniowo o około połowę prześwitu przed kontaktem. Rzeczywista pozycja formy zależy także od drugiego lokatora, pozycji cech, kątów osi, długości zaczepów, odkształceń i warunków pracy.

Kontroluj wzór lokalizacji, nie tylko średnicę sworzni

Precyzyjne dopasowanie nie jest w stanie zrekompensować nieprawidłowo umiejscowionego wzoru.

Funkcja pinu i dopasowania musi być sterowana na podstawie danych referencyjnych odzwierciedlających sposób montażu formy i jej funkcjonowanie. Mogą to być powierzchnia siedziska, boczne odniesienie lub inny stabilny element podstawy formy.

Używaj funkcji danych odniesienia, pozycji i kontroli osi

Praktyczny rysunek powinien wskazywać:

• powierzchnie ustanawiające funkcjonalną ramę odniesienia daty;
• podstawowe położenie sworzni i otworu łączącego;
• dozwolona zmienność pozycji;
• wymaganą kontrolę prostopadłości lub orientacji osi;
• relacja między wieloma cechami lokalizującymi.

ISO 5458 zawiera uzupełniające zasady dotyczące specyfikacji wzorców w systemie GPS ISO. Rysunki z użyciem konwencji ASME powinny być zgodne z zasadami ASME Y14.5.

Losowanie powinno wyraźnie stosować jedną konwencję rządzącą. Mieszanie symboli lub założeń ISO i ASME bez wyjaśnień może powodować sprzeczne interpretacje między projektantem, producentem i inspektorem.

Unikaj nadmiernego ograniczenia za pomocą okrągłej i odciążonej pary pinów

Dwa w pełni okrągłe sworznie wchodzące w dwa ściśle dopasowane okrągłe otwory mogą nadmiernie ściskać zespół.

Aby oba sworznie się zazębiły, odległość między nimi musi być zbliżona do odległości między otworami łączącymi. Nawet gdy każda pojedyncza średnica jest akceptowalna, nagromadzone odstępy i zmiany pozycji mogą powodować skrapania.

Powszechnym układem lokalizacji są następujące metody:

• jednookrągły kręg jako główny lokalizator;
• jeden diamentowy, reliefowy lub spłaszczony kręgel jako drugorzędny lokalizator.

Okrągły kołek steruje ruchem w dwóch płaszczyznowych kierunkach. Sworzeń odciążony kontroluje wymagany kierunek wtórny, jednocześnie dopuszczając pewne zmiany wzdłuż osi odciążenia.

Sworzeń wtórny musi być prawidłowo ustawiony. Obrócenie kierunku zwolnienia o 90 stopni zmienia ruch, który pozwala i który ruch kontroluje.

Odstępy między lokalizatorami wpływają także na definicję kąta. Większe odstępy mogą zmniejszyć ruch kątowy przy danej ilości liniowego prześwitu, ale nie obowiązuje uniwersalna zasada odstępu. Rozmiar płyty, obciążenia, dostępna przestrzeń, zdolność do pozycji otworu oraz geometria zaczepienia wciąż wymagają oceny.

Zbuduj stos tolerancji na najgorszy przypadek dla powtarzalnego wyrównania

Obliczenie dopasowania obejmuje tylko jedną część systemu pozycjonowania. Budżet pełnej tolerancji powinien obejmować każdą odmianę zdolną do poruszania, przechylania lub zapobiegania zazębianiu się między połówkami formy.

Typowi współautorzy to:

Współautor	Możliwy efekt
Średnica sworzni	Zmiany poświadczenia lub zakłóceń
Otwór lub otwor tulejowy	Zmiany poświadczenia lub zakłóceń
Pozycja mocowania sworzni	Przesuwa oś lokalizatora
Pozycja otworu sprzymierzającego	Przesuwa oś odbiorczą
Orientacja osi	Powoduje niedopasowanie kątowe lub kontakt krawędzi
Dopasowanie tulejki na zewnętrzną średnicę	Pozwala lub ogranicza ruch przepustki
Relacja nudno-zewnętrzna	Przesuwa funkcjonalną średnicę tuleja
Odstępy w kształcie wzoru pinów	Wpływa na jednoczesne zaangażowanie
Temperatura płyty formowej	Zmienia wymiary komponentu
Zużycie	Zwiększa efektywną prześwitość
Szczątki	Zmniejsza użyteczną przestrzeń lub uniemożliwia pełne siedzenie
Niepewność pomiaru	Zmniejsza pewność co do decyzji o akceptacji

Praktycznym procesem najgorszego przypadku jest:

1. Określ maksymalną dozwoloną zmianę w ustawieniu.
2. Zidentyfikuj każdego wymiarowego i geometrycznego współtwórcę.
3. Oblicz najciaśniejsze i najluźniejsze dopasowania komponentów.
4. Dodaj możliwe efekty pozycyjne i orientacyjne.
5. Sprawdź, czy każda dozwolona kombinacja może się złożyć.
6. Rezerwuj limit na temperaturę operacyjną, zużycie i zanieczyszczenia.
7. Potwierdź, że system inspekcji może zweryfikować określone limity.

Analiza najgorszego przypadku jest odpowiednia, gdy montaż musi być gwarantowany na każdym dozwolonym poziomie. Analiza tolerancji statystyczna może być użyteczna w ustalonych, zdolnych procesach produkcyjnych, ale nie powinna zastąpić weryfikacji funkcjonalnej bez uzasadnionego modelu procesu.

Oddzielna wariant produkcyjna od wariantu operacyjnego

Różnice w produkcji obejmują:

• średnica komponentu;
• średnica otworu;
• pozycja w filmie;
• prostopadłości;
• rozstaw wzorów;
• Pozycja montażu tulejki.

Warianty operacyjne obejmują:

• rozszerzalność termiczną;
• noszą;
• gruzów;
• warunki smarowania;
• Ruch płyty lub deformacja.

Dopasowanie, które działa podczas inspekcji w temperaturze pokojowej, może stać się zbyt ciasne po nagrzaniu. Dopasowanie zaczynające się z akceptowalnym prześwitem może stracić powtarzalność wraz ze zużywaniem sworzni lub tulejki.

Smarowanie może zmniejszyć tarcie i ryzyko zatarci, ale nie jest w stanie skorygować nieprawidłowego stosu tolerancji. Materiał i twardość wpływają na to, jak dobrze komponenty zachowują swoje wymiary w czasie, ale te decyzje powinny pozostać oddzielne od podstawowego obliczania dopasowania.

Użyj hipotetycznego stosu do testowania projektu

Załóżmy, że projekt pozwala na całkowite odchylenie boczne 0,030 mm w funkcjonalnym miejscu.

Uproszczony hipotetyczny budżet mógłby przeznaczyć:

Współautor	Dozwolony efekt
Ruch promieniowy od pina do tulejki	0.008 mm
Zmienność pozycji pinu	0.006 mm
Zmienność położenia tulejki	0.006 mm
Efekt orientacji i zaangażowania	0.004 mm
Dopuszczalna temperatura i zużycie	0.004 mm
Pozostała marginesa projektowa	0.002 mm

Jeśli obliczona suma w najgorszym wypadku przekracza 0,030 mm, projekt musi się zmienić. Możliwe działania obejmują:

• zmniejszając maksymalny prześwit;
• poprawa kontroli pozycji;
• zwiększający odstęp między lokalizatorami;
• używając wymiennej tuleje;
• poprawiając geometrię sworzni z wyrzeźnieniem;
• zmniejszenie zmienności eksploatacyjnej;
• Redefinicja wymagań funkcjonalnych.

Przykład pokazuje jedynie metodę budżetowania. Rzeczywiste wartości muszą wynikać z geometrii formy, warunków pracy oraz możliwości produkcyjnych.

Jasno określ wymagania na rysunku lub RFQ

Dostawca nie może niezawodnie wyprodukować ani kontrolować niejasnego wymogu precyzji.

Rysunek lub prośba o wycenę powinny zawierać następujące informacje:

• nominalne wymiary pinu, otworu i tuleje;
• limitowe wymiary lub jednoznaczne oznaczenie dopasowania;
• standard tolerancji rządzący;
• oddzielne wymagania dotyczące strony montażu i lokalizacji;
• dane funkcjonalne;
• podstawowe lokalizacje cech;
• tolerancje pozycji i orientacji;
• główne i drugorzędne role lokalizatora;
• orientację dowolnego odciętego lub spłaszczonego kołka;
• materiał i twardość tam, gdzie to funkcjonalnie konieczne;
• warunki obróbki cieplnej;
• wykończenie powierzchni na średnicach lokalizacji;
• założenia temperatury roboczej;
• czy komponenty muszą być wymienne;
• czy selektywny montaż jest dozwolony;
• wymagane cechy inspekcyjne;
• wymagane dokumenty inspekcyjne;
• czy piny i tuleje są dostarczane jako dopasowane komponenty.

Dostawca powinien również wiedzieć, które cechy są kluczowe dla funkcjonowania. Mała średnica sworznia może być mniej wartościowa niż nieco szersza tolerancja rozmiaru połączona z lepszą kontrolą pozycji.

Unikaj niejednoznacznych notatek precyzyjnych

Specyfikacje wymagające wyjaśnienia obejmują:

• "wysokoprecyzyjny pin" bez ograniczeń wymiarowych;
• "±0,005 mm" bez podania nazwy funkcji sterowanej;
• klasa dopasowania ISO bez nominalnej średnicy;
• tolerancja średnicy pinów bez tolerancji otworów łączących;
• sterowanie średnicą bez sterowania pozycją cech;
• wymiary w temperaturze pokojowej bez odpowiednich warunków pracy;
• tolerancję bez określonej metody inspekcji;
• "100% inspekcja" bez wskazania inspekcji cech.

Tolerancja numeryczna ma znaczenie tylko wtedy, gdy cecha, data, standard, warunki i metoda pomiaru są jasne.

Sprawdź pin, otwór, wzór i zespół

Inspekcja powinna przebiegać zgodnie ze strukturą specyfikacji.

Wymaganie kontrolowane	Odpowiedni kierunek weryfikacji
Średnica sworzni	Mierz w określonych miejscach i orientacjach
Średnica otworu lub tulejki	Zweryfikowanie granic otworu za pomocą odpowiedniej skalibrowanej metody
Pozycja sworzni lub otworu	Pomiar względem podanego układu odniesienia danych
Orientacja osi	Zweryfikowanie prostopadłości lub zależności kątowej
Odstępy między wzorami	Zmierz zależność między cechami lokalizującymi
Pełne zaangażowanie	Stosuj kontrolowany test montażowy lub wskaźnik funkcjonalny, jeśli to odpowiednie
Powtarzalność	Testuj montaż powtarzany w określonych warunkach

Żaden pojedynczy pomiar nie weryfikuje wszystkich wymagań.

Mikrometr może potwierdzić średnicę sworzniaka, ale nie może określić jego położenia w płycie formy. Pomiar otworu może potwierdzić rozmiar otworu, ale nie prostopadłości. Wskaźnik funkcjonalny może wskazywać, że aktualny zespół się załącza, ale może nie identyfikować, która cecha zbliża się do granicy tolerancji.

Plan inspekcji powinien również uwzględniać:

• rozdzielczość według instrumentów;
• status kalibracji;
• fiksowanie;
• temperatura pomiaru;
• dostępność funkcji;
• Niepewność pomiaru.

Jeśli niepewność pomiaru jest zbyt duża względem tolerancji, decyzja o zgodności staje się niewiarygodna. Zgodność komponentów nie gwarantuje automatycznie długotrwałej powtarzalności pod wpływem ciepła, zużycia i powtarzających się cykli formowania.

Zdecyduj, czy potrzebny jest standardowy komponent lub niestandardowa tolerancja

Standardowy pin lub tulejka jest odpowiednia, gdy jego opublikowane wymiary, klasa tolerancji, geometria, materiał oraz konfiguracja montażowa spełniają obliczony stos tolerancji.

Personalizacja może być uzasadniona, gdy projekt wymaga:

• niestandardową średnicę lub długość lokalizującą;
• oddzielne średnice montażowe i lokalizacyjne;
• specjalny ramię lub kołnierz;
• zdefiniowaną orientację z odciążonym pinem;
• konkretny materiał lub twardość;
• wykończenie powierzchni kontrolowanej;
• nietypowe cechy zatrzymania lub usuwania;
• tolerancja ta nie jest dostępna w standardowej serii.

Decyzja powinna zaczynać się od wymagań funkcjonalnych, a nie od założenia, że niestandardowe części są automatycznie bardziej precyzyjne. Niestandardowy pin nadal zależy od otworu łączącego, tuleje, systemu odniesienia i metody inspekcji.

SunshinePro podaje, że dostarcza komponenty do formy oraz wspiera niestandardowe akcesoria na podstawie rysunków lub próbek. To Tulejka prowadnicy sworzni lokalizująca Strona zawiera struktury proste, z kołnierzem i niestandardowe, wraz ze standardowymi lub niestandardowymi rozmiarami. Kupujący porównujący opcje katalogowe i rysunkowe mogą również zapoznać się z szerszymi wytycznymi dotyczącymi Standardowe części formy.

Przed zamówieniem popewnij, do której cechy odnosi się deklarowana tolerancja dostawcy, jak będzie ona kontrolowana oraz czy komponent musi być wymienny z innymi pinami lub tulejami.

Do przeglądu opartego na rysunku należy podać limity sworzni i cech łączących, schemat odniesienia, wymagane dopasowanie, warunki pracy, wymagania dotyczące materiałów lub twardości oraz oczekiwania inspekcyjne przez Strona kontaktowa SunshinePro.