سیستم پین و سوراخ را در نظر بگیرید. برای اینکه این دو قطعه به درستی مونتاژ شوند، لازم است موقعیت و جهت محور پین نسبت به ویژگی های مرجع قطعه در محدوده مجاز قرار داشته باشد. حتی اگر قطر پین و سوراخ مطابق اندازه های نقشه باشند، انحراف محور پین از جهت مورد انتظار می تواند باعث دشواری در مونتاژ یا اختلال در عملکرد مجموعه شود.
تلرانس تعامد محور (Perpendicularity) در GD&T برای کنترل میزان انحراف محور یک ویژگی اندازه نسبت به یک مبنا به کار می رود. این تلرانس مشخص می کند محور واقعی قطعه تا چه اندازه مجاز است از وضعیت عمود بر مبنا منحرف شود.
کنترل تعامد – محور
تعامد یکی از تلرانس های راستا (Orientation) در GD&T است. هنگامی که این تلرانس به محور یک ویژگی اندازه، مانند محور سوراخ یا پین استوانه ای، اعمال می شود، جهت محور نسبت به مبنای مشخص شده کنترل می شود.
برای مثال، ممکن است لازم باشد محور یک سوراخ نسبت به سطح مبنای A عمود باشد. در این حالت، تلرانس تعامد مشخص می کند محور استخراج شده از سوراخ چه مقدار انحراف مجاز دارد. هدف فقط بررسی زاویه ظاهری سوراخ نیست؛ بلکه باید محور واقعی آن با توجه به مبنا و ناحیه تلرانس تعریف شده ارزیابی شود.
تعامد محور با راستی محور تفاوت دارد. راستی محور، شکل محور استخراج شده را در محدوده تلرانس مشخص می کند؛ اما تعامد محور، جهت آن را نسبت به مبنا کنترل می کند. بنابراین ممکن است محوری از نظر راستی مناسب باشد، اما نسبت به سطح مبنا تعامد لازم را نداشته باشد.
برای آشنایی با مفهوم کلی تلرانس های هندسی، مقاله آشنایی با تلرانسهای هندسی را نیز مطالعه کنید.
کنترل تعامد: تعامد کامل هنگامی اتفاق می افتد که محور مورد نظر دقیقا به اندازه 90 درجه با سطح مبنا زاویه داشته باشد. تعامد یک تلرانس راستا می باشد. کنترل تعامد نشان می دهد که در یک قطعه واقعی، یک محور نسبت به سطح مبنا تا چه اندازه می تواند از تعامد انحراف داشته باشد.
اعمال کنترل تعامد
در عکس زیر محور پین از نظر تعامد کنترل می شود. در حالت ایده آل می خواهیم که محور پین نسبت به سطح مبنا D کاملا راست (قائمه) باشد. متاسفانه، هیچ محوری را نمی توان به صورت کاملا عمود ساخت. در نتیجه یک تلرانس تعامد بوسیله فریم کنترل به محور اعمال می شود. کنترل تعامد یک ناحیه تلرانسی ایجاد می کند که محور درون آن باید قرار گیرد.
ناحیه تلرانسی: وقتی تلرانس تعامد به محور یک ویژگی اندازه اعمال می شود، ناحیه تلرانس معمولاً به شکل یک استوانه فرضی تعریف می شود که محور آن نسبت به مبنای مشخص شده در وضعیت عمود قرار دارد. محور استخراج شده از ویژگی اندازه باید درون این ناحیه استوانه ای قرار بگیرد.
قطر استوانه برابر مقدار تلرانس تعامد درج شده در فریم کنترل است. برای مثال، اگر مقدار تلرانس ۰٫۱ میلی متر باشد و نماد قطر پیش از آن درج شده باشد، محور استخراج شده باید درون ناحیه تلرانسی استوانه ای با قطر ۰٫۱ میلی متر قرار بگیرد.
در این مثال، مقدار ۰٫۱ میلی متر قطر ناحیه تلرانس است، نه زاویه انحراف مجاز بر حسب درجه. میزان انحراف زاویه ای قابل قبول به طول ویژگی و موقعیت محور درون ناحیه تلرانس نیز وابسته است.
فریم کنترل مشخصه: برای اعمال تلرانس تعامد در نقشه فنی، از فریم کنترل مشخصه (Feature Control Frame) استفاده می شود. این فریم شامل نماد تعامد، مقدار تلرانس و شناسه مبنا یا مبناهای مرجع است.
در کنترل تعامد محور نسبت به یک سطح مبنا، سطح مرجع باید به درستی در نقشه مشخص شده باشد. فریم کنترل نیز باید به گونه ای قرار بگیرد که مشخص باشد تلرانس به محور ویژگی اندازه، مانند محور سوراخ یا پین، اعمال شده است.
برای اعمال تلرانس تعامد به یک محور، فریم کنترل همراه با اندازه آن مشخصه (feature of size) قرار داده می شود.
کاربرد تلرانس تعامد محور
یکی از کاربردهای مهم تلرانس تعامد محور، اطمینان از مونتاژ صحیح قطعات و حفظ جهت مناسب محورهای عملکردی است. این تلرانس در قطعاتی اهمیت دارد که موقعیت و جهت محور سوراخ یا پین بر عملکرد مجموعه اثر می گذارد.
نمونه هایی از کاربرد آن عبارتند از:
- کنترل تعامد سوراخ نسبت به سطح نصب در قطعات ماشینکاری شده
- کنترل جهت محور پین ها و بوش ها نسبت به سطوح مرجع
- کنترل محور سوراخ های نصب در بدنه ها و براکت های صنعتی
- کاهش مشکلات مونتاژ ناشی از انحراف جهت محور سوراخ یا پین
البته تعامد مناسب به تنهایی تضمین کننده مونتاژ صحیح نیست. اندازه ویژگی، موقعیت محور، فاصله بین قطعات و سایر تلرانس های هندسی نیز ممکن است بر عملکرد مجموعه اثر بگذارند. برای مثال، اگر محل محور نسبت به ویژگی های دیگر اهمیت داشته باشد، ممکن است تلرانس موقعیت نیز مورد نیاز باشد.
روش اندازه گیری تلرانس تعامد محور
روش اندازه گیری باید با توجه به هندسه قطعه، مقدار تلرانس و روش تعریف مبنا انتخاب شود. برای کنترل دقیق، لازم است محور ویژگی اندازه از داده های اندازه گیری تعیین و جهت آن نسبت به مبنا ارزیابی شود.اندازه گیری تعامد می تواند به صورت زیر انجام شود:
اگر محور به طور کامل در ناحیه تلرانسی استوانه قرار گرفت، محور تعامد لازم را دارد.
قطعه در یک فریم که شبیه ساز مبنا باشد قرار داده می شود. این شامل قرار گرفتن سطح مبنا روی یک صفحه صاف می باشد.
محور بوسیله اندازه گیری سطح مقدار سطح موقعیت یابی می شود.
کنترل کارگاهی با فیکسچر و ساعت اندازه گیری
در محیط کارگاه می توان از فیکسچر مناسب، سطح مرجع و ساعت اندازه گیری برای بررسی اولیه انحراف محور استفاده کرد. در این روش، قطعه مطابق مبنای تعریف شده مستقر می شود و موقعیت سطح استوانه ای در نقاط مختلف بررسی می شود.
با این حال، تغییرات قرائت ساعت به تنهایی همیشه معادل خطای واقعی تعامد محور نیست. لنگی سطح، راستی و گردی قطعه، نحوه استقرار و دقت شبیه سازی مبنا نیز می توانند بر نتیجه اثر بگذارند. بنابراین این روش برای کنترل اولیه مناسب است، اما برای پذیرش قطعات با تلرانس های دقیق باید از روش ارزیابی متناسب با الزامات نقشه استفاده شود.
تفاوت تعامد محور با راستی محور و تلرانس موقعیت
تعامد محور، راستی محور و تلرانس موقعیت ممکن است در یک نقشه به طور همزمان استفاده شوند، اما هرکدام ویژگی متفاوتی را کنترل می کنند.
- تعامد محور (Perpendicularity): جهت محور را نسبت به مبنا در زاویه ۹۰ درجه کنترل می کند.
- راستی محور (Straightness): میزان انحراف محور استخراج شده از یک خط راست ایده آل را کنترل می کند.
- تلرانس موقعیت (Position): میزان انحراف موقعیت محور یا ویژگی اندازه از موقعیت نظری تعیین شده در نقشه را کنترل می کند.
برای مثال، ممکن است محور یک سوراخ نسبت به سطح مبنا تعامد مناسبی داشته باشد، اما محل آن نسبت به لبه های قطعه جابه جا باشد. در چنین شرایطی، کنترل تعامد به تنهایی موقعیت صحیح سوراخ را تضمین نمی کند.
برای بررسی بیشتر، مقاله های تلرانس راستی محور و تلرانس موقعیت را مطالعه کنید
[…] نیز قواعد و ناحیه تلرانس مخصوص خود را دارند که در مقاله تلرانس تعامد محور بررسی می […]