Истинное положение — это контроль, который сообщает поставщику, где фактически должна оказаться характеристика. Он присутствует почти на каждом чертеже, содержащем схему расположения болтов, штифтовое соединение или отверстие, которое должно совпадать с другим элементом, — и именно этот контроль чаще всего опускают, применяют без ссылки на базу или указывают таким образом, что его смысл отличается от замысла конструктора.
Данное руководство предназначено для закупщиков и инженеров, подготавливающих чертежи для изготовления деталей по индивидуальному заказу. Оно охватывает то, что необходимо для проверки обозначения позиции до начала производства, чем позиция отличается от координатных допусков, которые она заменяет, и какие решения влияют на стоимость детали.
Что фактически контролирует истинное положение
Позиция контролирует расположение оси или центральной плоскости характеристики относительно заданных баз. Для отверстия она определяет цилиндрическую зону, в которой должна находиться ось отверстия. Диаметр этой зоны является значением допуска; положение зоны фиксируется основными размерами и системой отсчёта баз.
Слово “основной” имеет значение. Размеры, определяющие положение позиционной зоны, обводятся рамкой и не имеют собственного допуска — допуском задаётся только обозначение позиции. Чертеж, в котором размеры, задающие положение, обведены рамкой и при этом к ним применён общий линейный допуск, является противоречивым, и это одна из наиболее частых причин возврата чертежа на уточнение перед расчётом стоимости.
Позиция не заменяет размер. Диаметр отверстия по-прежнему требует собственного допуска. Позиция указывает, где находится ось; допуск размера указывает, насколько велико отверстие. Требуются оба параметра, и проверяются они раздельно.
Почему круглая зона лучше квадратной
Координатное задание допусков — ±0,1 мм по X и ±0,1 мм по Y — создаёт квадратную зону допуска. Позиция создаёт круглую зону. Это не косметическое различие, и его стоит понимать, поскольку оно меняет то, что можно требовать без увеличения стоимости.
Квадратная зона ±0,1 мм в каждом направлении допускает диагональную погрешность около 0,141 мм в углах, но лишь 0,1 мм вдоль осей. Детали разрешено отклоняться от положения по диагонали больше, чем по ортогональным направлениям, что редко соответствует функциональным требованиям. Круглая зона одинаково относится ко всем направлениям.
Переход от координатного к позиционному заданию допусков при том же функциональном требовании обычно даёт позиционный допуск примерно в 1,4 раза больше координатного значения — ±0,1 мм по X и Y становится позиционным допуском около ⌀0,28 мм. Это реальный выигрыш в допустимом отклонении при идентичном поведении сборки. В схеме расположения болтов, где каждое отверстие сейчас имеет допуск ±0,1 мм, переход на позицию часто снижает стоимость без какого-либо ослабления посадки.
Всегда указывайте базы в порядке применения
Обозначение позиции без ссылок на базы является неполным. Зона должна быть расположена относительно чего-либо, и чертёж должен указывать, что именно является базой и в каком порядке она применяется.
Порядок баз не произволен. Основная база устанавливает ориентацию и обеспечивает наибольший контакт; вторичная ограничивает поворот и перемещение в следующем направлении; третичная фиксирует оставшуюся степень свободы. Изменение порядка меняет способ закрепления детали при обработке и её установку при контроле, а также может повлиять на результат прохождения детали. Выбирайте порядок, отражающий то, как деталь расположена в сборке, а не тот, который проще начертить. Наше руководство по указанию базовых поверхностей и базовых точек описывает, как изначально выбирать эти опорные элементы.
Если схема отверстий должна совпадать с ответной деталью, ссылайтесь на те же элементы, которые позиционируют две детали друг относительно друга в процессе эксплуатации. Схема, позиционированная относительно обработанной поверхности и двух кромок, будет вести себя в сборке иначе, чем та же схема, позиционированная относительно отверстия и паза, даже при идентичном значении допуска.
Модификаторы состояния материала и когда они экономят ваши средства
Позиционный допуск может применяться независимо от размера элемента или с модификатором максимума материала. Эта разница напрямую влияет на количество деталей, проходящих контроль.
При применении в состоянии максимума материала указанный допуск является минимально доступным. По мере увеличения отверстия сверх его наименьшего допустимого размера отклонение от максимума материала добавляется к позиционному допуску в качестве бонуса. Отверстие с допуском позиции ⌀0,2 мм с модификатором MMC, просверленное на 0,05 мм больше минимального диаметра, получает допустимую погрешность позиции ⌀0,25 мм.
Этот бонус является бесплатным допуском для установочных отверстий и существует именно потому, что большее установочное отверстие действительно может выдержать большую погрешность позиции и при этом обеспечить сборку. Для установочных отверстий, отверстий под крепёж и не позиционирующих элементов MMC обычно является правильным выбором и снижает процент брака.
Там, где элемент что-либо позиционирует — штифтовое отверстие, отверстие под подшипник, посадочное место под запрессовку — бонус неуместен, поскольку большее отверстие не помогает детали, которая должна сохранять соосность. Для таких элементов допуск следует задавать независимо от размера. См. как указывать элементы под штифты и как указывать элементы под запрессовку для получения требований к размерам и качеству поверхности, сопутствующих этим элементам.
Группы отверстий, комбинированные обозначения и их стоимость
Группа отверстий, допуски которой заданы как единая схема, контролируется дважды: положение всей схемы относительно баз и расстояние между отверстиями друг относительно друга. Это разные требования, и они часто имеют разные значения.
Комбинированное обозначение позиции указывает оба параметра — более свободный допуск для расположения схемы на детали и более жёсткий для взаимного расположения отверстий внутри схемы. Это соответствует тому, как работают большинство сборок. Круговая схема отверстий обычно требует, чтобы отверстия были плотно расположены друг относительно друга для посадки ответного фланца, в то время как положение всей окружности на поверхности может иметь большее отклонение.
Задание обоих требований по жёсткому значению — распространённая и дорогостоящая ошибка. Она вынуждает выдерживать абсолютное положение схемы с допуском, который никогда не требовался по функции, и может превратить операцию с одной установкой в операцию с несколькими установками.
Практический пример
Возьмём схему из четырёх отверстий под крепёж M6 на окружности диаметром 50 мм в кронштейне, который монтируется на обработанную поверхность.
При традиционном оформлении отверстия могут быть ⌀6,6 +0,2/0 с расположением каждого отверстия ±0,1 мм по X и Y. Это воспринимается как жёсткое требование, и поставщик оценит его как жёсткое. Но создаваемая квадратная зона допускает диагональную погрешность 0,141 мм, поэтому реальное функциональное требование изначально не было ±0,1 мм.
При оформлении через позицию то же функциональное требование становится: диаметр отверстия ⌀6,6 +0,2/0, позиция ⌀0,28 мм в состоянии максимума материала, со ссылкой на монтажную поверхность как основную базу и позиционирующее отверстие как вторичную. Диаметр окружности расположения болтов и угловые расстояния становятся основными размерами.
Теперь рассмотрим, что происходит в производстве. Отверстие, просверленное до ⌀6,70 вместо минимального ⌀6,60, отклонилось от максимума материала на 0,10 мм, поэтому допустимая погрешность позиции становится ⌀0,38 мм. Отверстие, просверленное ближе к верхней границе диапазона размеров — ⌀6,78, получает допустимую погрешность ⌀0,46 мм. В каждом случае крепёж всё равно проходит, а кронштейн монтируется, поскольку дополнительный зазор и компенсирует дополнительную погрешность позиции.
Функциональный результат идентичен координатному варианту. Количество деталей, проходящих контроль с первого раза, значительно выше, и ничего в чертеже не было ослаблено способом, который имел бы значение для сборки.
Что стоит выдерживание позиции
Позиционный допуск — один из наиболее значительных факторов стоимости на чертеже механически обрабатываемой детали, поскольку он определяет, сколько раз деталь необходимо переустанавливать и как её закреплять.
Отверстия, обработанные за одну установку на одной поверхности, легко выдерживают позицию, поскольку результат определяется точностью самого станка. В качестве стандарта мы работаем по ISO 2768-m для общих размеров и выдерживаем ±0,005 мм на элементах, требующих этого, на 88 станках с ЧПУ, включая 3-, 4- и 5-осевые обрабатывающие центры и токарно-фрезерные станки.
Стоимость появляется, когда позиционные соотношения пересекают границы установок. Схема отверстий на одной поверхности со ссылкой на отверстие, обработанное с противоположной стороны, должна выдержать повторное закрепление, и достижимая позиция тогда определяется повторяемостью приспособления, а не точностью станка. Если это соотношение действительно критично, 4- или 5-осевая установка, которая обрабатывает оба элемента без снятия детали, обычно дешевле, чем жёсткий допуск между двумя операциями — этот вопрос подробнее рассматривается в когда использовать 5-осевую CNC-обработку.
Поведение материала также имеет значение. Позиционный допуск, который является обычным для алюминия, может потребовать иного процесса для нержавеющей стали, упрочняющейся при обработке, а в конструкционных пластиках деталь может сместиться после обработки на величину, превышающую сам допуск. Сообщайте нам материал и рабочую температуру вместе с допуском, а не после.
Как контролируется позиция
Позиция измеряется относительно системы отсчёта баз, а не относительно кромок детали. Деталь сначала выравнивается по своим базам; только после этого измерение приобретает смысл. Именно поэтому порядок баз на чертеже меняет результат контроля и почему чертёж, не содержащий баз, не может быть проконтролирован одинаково двумя разными поставщиками.
Для функциональной проверки калибром жёсткий предельный калибр может быстро и недорого проверить схему в состоянии максимума материала. Для получения измеренных результатов КИМ выравнивается по базам и выдаёт отклонение по каждой оси, на основе которого рассчитывается значение позиции. Если вам нужны численные значения, а не результат «годен/не годен», запросите размерный отчёт при расчёте стоимости — его легко включить, но неудобно добавлять после того, как детали уже изготовлены. Наша страница процесса описывает, что проверяется при контроле первой детали и что может поставляться вместе с партией.
Три ошибки, которые стоят дороже всего
Допуски на основных размерах. Размер в рамке с общим допуском, указанным в основной надписи, является противоречием, и поставщику приходится выяснять, какой из них действует. Это самый частый запрос, который мы поднимаем на чертежах с обозначениями позиции.
Позиция применена там, где подразумевалось биение. На токарных деталях конструкторы иногда применяют позицию для контроля того, насколько точно один диаметр концентричен другому. Позиция контролирует расположение оси; она не контролирует форму или качание поверхности при вращении. Для вала, шейки под подшипник или уплотнительного диаметра правильным контролем является биение — см. как указывать биение.
Одинаковое жёсткое значение допуска повсюду. Применение одного допуска позиционирования ко всем отверстиям детали, независимо от функции каждого отверстия, гарантирует, что вы платите за точность на элементах, которые в ней никогда не нуждались. Разделите установочные элементы и элементы под зазор и назначьте им разные допуски. Это самое дешёвое изменение, доступное на большинстве чертежей.
Контрольный список перед выпуском чертежа
Перед отправкой чертежа на расценку подтвердите следующее. Каждый пункт устраняет вопрос, который в противном случае вернулся бы к вам.
- Установочные размеры являются основными — заключены в рамку и не покрыты дополнительно общим линейным допуском.
- Каждая позиционная ссылка содержит базу отсчёта с намеренным порядком баз.
- Допуск на размер отверстия указан отдельно от позиционного допуска.
- Модификаторы состояния материала применяются там, где они полезны: MMC для отверстий под зазор, независимо от размера элемента для установочных элементов.
- Требования к связи «паттерн–база» и «отверстие–отверстие» разделены там, где они действительно различаются.
- Любая позиционная зависимость, пересекающая две поверхности, отмечена, чтобы можно было спланировать настройку с её учётом.
- Указаны ожидания по контролю — функциональный калибр, отчёт КИМ или только первая деталь.
Получение расценки на позиционный допуск
Чертеж с корректными позиционными допусками расценивается быстрее, а не медленнее, поскольку он устраняет догадки о том, какие зависимости важны. Если вы не уверены, достижим ли допуск для выбранного материала, отправьте чертеж и укажите, какие элементы являются функциональными — мы сообщим вам, что является простым, что требует особой настройки, и что было бы дешевле изменить до начала обработки.
Дополнительные материалы: как задавать точные отверстия, как задавать резьбовые отверстия, как задавать перпендикулярность и как задавать допуски профиля. Для обсуждения чертежа., свяжитесь с нашей инженерной командой.
