في التصميم ثلاثي الأبعاد للأجزاء، يجب أن تراعي أبعاد التصميم النطاق الكلي للتغيرات المسموح بها.
يحتاج مصممو الأجزاء إلى النظر في نطاق التغييرات المحتملة لأبعاد المنتج أثناء عملية التصميم.
إذا كان نطاق تباين أبعاد الجزء غير مناسب، كما لو كان التفاوت المسموح به للصفائح المعدنية ضيقًا جدًا، عندئذٍ يلزم إجراء عملية تصنيع أكثر دقة لضمان دقة المنتج النهائي.
ومع ذلك، لا تتوفر هذه التقنية إلا لدى عدد قليل من الشركات المصنعة وتؤدي إلى زيادة كبيرة في تكاليف الإنتاج.
من ناحية أخرى، إذا كان نطاق التفاوت المسموح به كبيرًا جدًا، فلا يمكن ضمان جودة الأجزاء.
وبالتالي، من الضروري تحديد نطاق تفاوت مناسب لحجم الجزء يأخذ في الاعتبار الدقة والتكلفة على حد سواء.
ما هو تحمل الصفائح المعدنية؟
التفاوت المسموح به للصفائح المعدنية هو نطاق محدد يسمح بالاختلافات في أبعاد تصميم الأجزاء.
يحدد نطاق التفاوت المسموح به الحدود العليا والدنيا لحجم التصميم المتغير لقطعة العمل.
منطقة التفاوت المسموح به للصفائح المعدنية هي منطقة محددة بالانحرافات العلوية والسفلية.
التفاوتات الأكثر مرونة لها نطاق تفاوت أوسع، في حين أن التفاوتات الأكثر إحكامًا لها نطاق أصغر من الحدود العليا والسفلى.
تعني التفاوتات الأكثر إحكامًا أيضًا أن أبعاد قطعة العمل أكثر دقة.
لماذا نحتاج إلى تحمل الصفائح المعدنية؟
أثناء معالجة قطعة العمل، يمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في الألواح المعدنية إلى اختلافات في المنتج النهائي.
يمكن أن تؤثر عوامل مثل السُمك والنقاء والملمس والعمر وطريقة معالجة المادة على جودة معالجة الصفائح المعدنية.
يمكن أن يؤدي وجود نطاق تفاوت معين إلى تحسين ملاءمة قطعة العمل وربما تقليل تكاليف الإنتاج، طالما تم الاحتفاظ به ضمن نطاق معقول.
يتطلب الحجم الدقيق للغاية تكنولوجيا ومعدات أكثر تخصصًا، مما يؤدي عادةً إلى أوقات معالجة أطول.
ونتيجة لذلك، فإن استخدام التفاوتات المعقولة في تصميم الأجزاء أمر بالغ الأهمية لتحديد حجم المنتج النهائي.
التعريفات النسبية للتفاوتات النسبية
هناك أشكال مختلفة من التفاوتات المسموح بها المستخدمة في معالجة الصفائح المعدنية، بما في ذلك الطول، والعرض، والسماكة، وسمك الجدار، والانحناءات، والتجاعيد، والأحواض العكوسة، والحواف، والثقوب، والفتحات، والشقوق، والشقوق، والألسنة.
بالإضافة إلى التفاوت في الأبعاد، يكون للأجزاء أيضًا اختلافات بين شكلها الفعلي أو موضعها المتبادل مقارنةً بالهندسة المثالية، ويشار إليها بتفاوت الشكل وتفاوت الموضع، على التوالي.
يشير التفاوت المسموح به للأبعاد إلى التباين المسموح به في الحجم ويتم التعبير عنه بالفرق بين الحد الأقصى للبعد الأقصى للبعد والحد الأدنى للبعد، أو بين الانحراف الأعلى والانحراف الأدنى.
من ناحية أخرى، تفاوت الموضع هو إجمالي التباين المسموح به في موضع الميزة الفعلية بالنسبة إلى المسند، ويمكن تقسيمه كذلك إلى تفاوت الاتجاه وتفاوت الموضع وتفاوت الانحراف.
تحدد درجات التفاوت المسموح به دقة الأبعاد وتنقسم إلى 18 درجة وفقًا للمعايير الدولية، حيث تمثل قيم التفاوت المسموح بها الأكبر صعوبات معالجة أقل.
تُستخدم IT01 إلى IT4 لإنتاج المقاييس وأدوات القياس، بينما تُستخدم IT5 إلى IT7 للتطبيقات الهندسية الدقيقة، و IT12 إلى IT14 لمعالجة الصفائح المعدنية أو ختمها.
يتم التعبير عن رموز التفاوت المسموح به كقيمة مطلقة بدون إشارة، حيث يشير التفاوت المسموح به للأبعاد الأصغر إلى دقة أبعاد أعلى.
تفاوت البُعد يساوي الفرق بين البُعد الحد الأقصى والبُعد الحد الأدنى أو يساوي الفرق بين الانحراف الأعلى والانحراف الأدنى.
كيفية تحديد التفاوتات المسموح بها للصفائح المعدنية؟
يشير التفاوت المسموح به للأجزاء إلى الأبعاد في تصميم وتصنيع الأجزاء التي لا تحتوي على مؤشرات تفاوت أو التي ليست جزءًا من سلسلة الأبعاد ولا تؤثر مباشرةً على خصائص الملاءمة.
يعد الاختيار الصحيح للتفاوت المسموح به للأجزاء أمرًا بالغ الأهمية لملاءمة أبعاد الأجزاء في التصميم الميكانيكي.
إذا لم يتم اختيار تفاوت الجزء بشكل صحيح، فستكون سلسلة أبعاد تصميم الجزء غير مكتملة.
بالنسبة للأجزاء ذات المتطلبات الأقل دقة، يمكن استخدام التفاوتات العامة في عملية وضع علامات التفاوت.
ومع ذلك، بالنسبة للأجزاء ذات متطلبات الدقة العالية، يجب تحديد التفاوت المسموح به بالتفصيل في التصميم الميكانيكي لضمان تلبيته للاحتياجات الفعلية.
يتم تحديد الحجم والشكل والموقع والمتطلبات الأخرى للجزء حسب وظيفته.
يجب أن يلبي اختيار درجة التفاوت المسموح به متطلبات التصميم والجودة للأجزاء، مع مراعاة عوامل مثل تكلفة المعالجة وأداء المنتج والوظيفة وعمر الخدمة واستهلاك الوقود.
| التشكيل أو الثني | +/- 0.508 مم (0.020 بوصة) |
| الانحناء للفتحة أو الميزة | +/- 0.254 مم (0.010 بوصة) |
| أقطار مع إدخالات | +/- 0.0762 مم (0.003 بوصة) |
| الزاويّة | +/- 1° |
| الثقوب | +/- 0.127 مم (0.005 بوصة) |
| من الحافة إلى الحافة | ± 0.127 مم (0.005 بوصة) |
| من الحافة إلى الفتحة | ± 0.127 مم (0.005 بوصة) |
| من فتحة إلى فتحة | ± 0.127 مم (0.005 بوصة) |
| ثقب في الجهاز | ± 0.254 مم (0.010 بوصة) |
| من الحافة إلى الأجهزة | ± 0.254 مم (0.010 بوصة) |
| من جهاز إلى جهاز | ± 0.381 مم (0.015 بوصة) |
| الانحناء إلى الفتحة | ± 0.381 مم (0.015 بوصة) |
| الانحناء للأجهزة | ± 0.381 مم (0.015 بوصة) |
| الانحناء إلى الحافة | ± 0.254 مم (0.010 بوصة) |
| الانحناء للانحناء | ± 0.381 مم (0.015 بوصة) |
كيفية إجراء تحليل التسامح؟
طرق تحليل التحمل هي في الأساس أحادية البعد وثلاثية الأبعاد.
لا تحتاج الطريقة أحادية البعد إلى شراء برمجيات، لذا فإن التكلفة منخفضة، بينما الطريقة ثلاثية الأبعاد تكلف أكثر.
هناك أيضًا طريقتان مختلفتان لتحليل التحمل أحادي البعد، إحداهما هي أسوأ الحالات والأخرى هي طريقة جذر متوسط التربيع (RSS).
تنتمي الطريقة الثانية إلى فئة الطرق الإحصائية، في حين أن طريقة الحد بسيطة نسبيًا.
حد البعد الأعلى USL: 10.2+10.2+10.2+10.2+10.2+10.2+10.2+10.2=51
الحد الأدنى للبعد: 9.8+9.8+9.8+9.8+9.8+9.8+9.8+9.8=49، وبالتالي فإن نطاق التذبذب للبعد D هو 49~51
تتمثل الطريقة الحدية في التراكم المباشر لحدود كل حجم، بينما تتمثل الطريقة الإحصائية في النظر في احتمال كل حجم لحساب احتمال كل حجم بعد التراكم.
إذا أردنا استخدام طريقة الاحتمالات للتحليل، نحتاج إلى معرفة الاحتمالات الخاصة بكل بُعد.
فيما يلي احتمال التوزيع للبُعد A. إذا كانت العملية مستقرة، فيجب أن يكون توزيعاً طبيعياً.
ثم نحتاج إلى معرفة التوزيع الكلي، ونحتاج إلى معرفة متغيري التوزيع الطبيعي، وهما الوسط الحسابي والانحراف المعياري.
يصف الانحراف المعياري الحالة المتفرقة للتوزيع. وهو مقياس لمتوسط تشتت مجموعة من البيانات.
الانحراف المعياري كبير، مما يشير إلى وجود فرق كبير بين معظم القيم ومتوسط القيمة.
يشير الانحراف المعياري الصغير إلى أن الفرق بين معظم القيم والمتوسط صغير.
بعد معرفة قيمة الوسط الحسابي والانحراف المعياري، يمكننا معرفة توزيع هذا البُعد.
كما هو موضح في الشكل أعلاه، القيمة المتوسطة هي 10 والانحراف المعياري 0.067.
إذا كان البُعدان متراكمين، والقيمة الوسطية هي نفسها، والانحراف المعياري مختلف، فإن التوزيع التراكمي يكون مختلفًا تمامًا.
ستكون النتائج مختلفة إذا كانت حالة توزيع تذبذب الأبعاد مختلفة.
التعريف الأصلي للتسامح هو طريقة تعريف الحد، والتي لا يمكن أن تصف التوزيع بشكل جيد.
يلزم وجود معلمتين لوصف التوزيع، وهما القيمة المتوسطة والانحراف المعياري.
من أجل الربط مع تحمل الفاصل الزمني الأصلي، يجب إدخال معلمة أخرى - CPK.
لتبسيط الوصف، نفترض أن المركز لا يتحرك، CP=CPK.
كما هو موضح في الشكل أدناه، باستخدام نطاق التفاوت و CP، يمكنك معرفة الانحراف المعياري. أضف القيمة الوسطية ويمكن تحديد التوزيع الطبيعي.
يوضح الجدول التالي مستوى سيجما المقابل ل CP (CPK). CP (CPK) 2 يعني 6 سيجما، و CP (CPK) 1.67 يعني 5 سيجما.
عندما نعرف CP (CPK)، يمكننا الحصول على مستوى سيجما، ونعرف التوزيع الطبيعي.
لذلك، يجب معرفة القيمة المتوسطة ونطاق التحمل و CPK (CPK) أثناء تحليل التحمل.
إذا عرفنا توزيع جميع الأبعاد في سلسلة الأبعاد، فعلينا حساب توزيع التباين الكلي.
نحتاج إلى صيغة حساب RSS (مربع المجموع الجذري)، أي أن مربع الانحراف المعياري للتوزيع الطبيعي للانحراف المعياري الكلي يساوي المجموع التربيعي للانحراف المعياري لكل توزيع فرعي.
ولذلك، فإن الانحراف المعياري لكل بُعد = مستوى سيجما المناظر للتفاوت/التفاوت المقطعي كما هو موضح في الشكل أدناه σ يعبر عن الانحراف المعياري.
σ²= (التفاوت المسموح به/سيجما العملية) ²
التراص المختلف σ² هو التوزيع الكلي للانحراف المعياري الكلي σ²
وأخيراً، يمكن استخدام قالب إكسل لتنفيذ عملية التحليل.
املأ المعلمات ذات الصلة لكل بُعد في الجدول الموجود في القالب للحصول على نتائج تكديس الانحراف المعياري الكلي.
الخاتمة
تقدم هذه المدونة نظرة عامة على أساسيات تفاوت الصفائح المعدنية وكيفية إجراء تحليل التفاوت.
أصبح تصميم الأجزاء معقدًا بشكل متزايد وأصبحت التفاوتات المطلوبة صارمة بشكل متزايد.
لتحقيق التفاوت المطلوب للصفائح المعدنية في تصميم القطع، يجب على المصنعين استخدام آلات دقيقة أثناء الإنتاج.
تتمتع شركة ADH بخبرة 20 عامًا في تصنيع ماكينات معالجة الصفائح المعدنية، بما في ذلك مكابح الضغط، وماكينات القص، وماكينات القطع بالليزر الليفي.
إذا كنت تبحث عن شراء ماكينة معالجة الصفائح المعدنية، فإن خبراء المنتجات لدينا متاحون لتزويدك بمعلومات مفصلة.
الأسئلة الشائعة
ما هو تفاوت تفاوت تسطيح الصفائح المعدنية؟
التسطيح هو نوع من تحمل الشكل، ويمثله رمز الدائرة (○).
يقيد الانحراف بين المحيط الدائري الفعلي والمحيط الدائري المثالي للأجزاء ذات الأسطح الأسطوانية (بما في ذلك الأسطح المخروطية والكروية) داخل مقطع عرضي عمودي على المحور.
ما هو التسامح القياسي للصفائح المعدنية؟
التفاوت المسموح به القياسي هو أي تفاوت مسموح به مدرج في معيار دولي لتحديد حجم منطقة التفاوت المسموح به.
تنقسم التفاوتات المسموح بها القياسية إلى درجات تفاوت تفاوت، ووحدات تفاوت، وأبعاد أساسية.
بشكل عام، هناك 18 درجة من التفاوتات القياسية.
كلما زادت درجة التفاوت المسموح به القياسي، كلما كانت قيمة التفاوت المسموح به أصغر، مما يؤدي إلى مستوى أعلى من دقة الحجم للأجزاء ذات حجم معين.
