合併GD&T培訓和機械工程軟體的專家 |
什麼是 GD&T?
一個設計模型代表一個理想的零件設計。然而,該設計模性本身並不能完全定義設計。由於在生產和檢驗過程中的缺陷,物理部分從來沒有準確匹配的設計模型。設計的重要關鍵在於找出可能偏離理論上精確幾何的零件特徵數量(如在設計模型中所定義出的)。
幾何尺寸和公差,通常稱為 GD&T,是一種符號語言被用在工程圖紙和模型來定義要素幾何的允許偏差。GD&T 語言包括了尺寸、公差、符號、定義、規則和慣例,以用來精確地溝通設計中每個特徵的位置、方向、大小和形式的功能要求。因此,GD&T 是使設計人員能夠就其設計模型「說出他們的意思」。生產方可以用這個語言來理解設計意圖和檢驗,並用語言來確定設置的要求。
GD&T基礎為裝配設計和生產標準:
為了使任何語言成為有效的,它必須以通用標準為基礎。ASME 和 ISO 都有 GD&T 相關的標準應用使用程序。一般美國公司會採用 ASME 標準,而歐洲公司大部分採用 ISO 。在每個組織中都有一些標準適用於 GD&T 。此外,每個標準都會定期修訂,每個版本的標準都被標註其修訂的年度。GD&T Advisor v1.2 是基於以下標準:
為了使任何語言成為有效的,它必須以通用標準為基礎。ASME 和 ISO 都有 GD&T 相關的標準應用使用程序。一般美國公司會採用 ASME 標準,而歐洲公司大部分採用 ISO 。在每個組織中都有一些標準適用於 GD&T 。此外,每個標準都會定期修訂,每個版本的標準都被標註其修訂的年度。GD&T Advisor v1.2 是基於以下標準:
-
ASME Y14.5M-1994 年尺寸和公差 - 定義使用法、幾何公差及相關主題
-
ASME Y14.41-2003 數字化產品定義數據通則 - 定義在設計模型上顯示註釋的規則
GD&T 的應用
運用 GD&T 設計模型的一般方法
為了瞭解 GD&T 在生產環境的定性應用,就必須理解設計模型。一個設計模型由幾何形狀的集合組成,簡稱為特徵。在已完成的設計中,必須限制定義和分辨幾何形狀的特徵(例如、位置、方向、大小和形式)。有兩種常用的方法在設計模型中制約其幾何屬性的偏差。GD&T可以基於每個部分功能是如何作用、如何被製造應用於每個特徵。普遍認為最佳地使用應用程序GD&T 是基於其零件功能。
步驟1:應用程序GD&T,參考既定基準。
施加 GD&T 到一個設計模型的第一步是建立一個基準參考框架(DRF)。所建立的第一個基準參考框架稱為主要基準參照框架。GD&T功能性方法,即定向和定位的部分在其裝配表面,通常被用於建立主要DRF基準特徵。也有其他考慮基準特徵的選擇:
- 製造業方面的考慮 – 您可以決定選擇表面定向和定位的一部分在加工夾具作為基準特徵
- 檢查注意事項 - 您可以決定選擇表面定向和定位在檢驗過程中作為基準特徵定位的一部分
步驟2: GD&T 應用程序來約束功能屬性
一旦主要的 DRF 建立了, 就可以使用 GD&T 的 DRF 功能,去抑制模型中每個功能的幾何屬性。複雜的零件,可能有必要建立多個 DRF,無論是直接或間接地對主要DRF,最終零件中的所有特徵必須被約束。Sigmetrix 的 GD&T Advisor 軟件,為您定義的功能提供了便捷的工具,採用 GD&T 的這些功能去評估每個特徵和確認這些採用了 GD&T 功能的所有特徵的幾何屬性是否完全被約束。
下表顯示,在ASME Y14.5 - 1994年標準中,特徵偏差幾何限制的幾何特徵符號。
幾何特徵符號,隨著一個公差值、修改的符號、和一個基準參考框架,如下所示被分組在一起的特徵控制框架。
特徵控制框架,有時被稱為一個 GD&T 的標註,定義了基於特徵函數和設計意圖的允許功能偏差。
實際使用實例
下方顯示的鎖定爪部件是在座椅閉鎖機構的一個組件。大的平坦表面齊平地安裝上另一部分的平坦表面,並標記為基準特徵 A。大洞是爪的樞紐孔,代表一重要的功能特徵,標記為基準特徵 B。爪末端的小平面是爪接觸錘桿的地方,以確保座椅安全在車輛框架上,這個部分為基準特徵C。還有幾個其他功能特徵需參照 A, B 和 C 的固定特徵來控制。剩餘的特徵並不那麼重要,並且控制於一般的輪廓公差,可以在報告中找到。
下方顯示的鎖定爪部件是在座椅閉鎖機構的一個組件。大的平坦表面齊平地安裝上另一部分的平坦表面,並標記為基準特徵 A。大洞是爪的樞紐孔,代表一重要的功能特徵,標記為基準特徵 B。爪末端的小平面是爪接觸錘桿的地方,以確保座椅安全在車輛框架上,這個部分為基準特徵C。還有幾個其他功能特徵需參照 A, B 和 C 的固定特徵來控制。剩餘的特徵並不那麼重要,並且控制於一般的輪廓公差,可以在報告中找到。
使用GD&T的幾個主要理由
1. 在交流設計意圖時,提供一個準確一致的方法
2. 建立一個坐標系 (即參考基準功能) 來檢查和製造
3. 減少了對複雜需求的解釋
4. 促進和簡化計量要求
5. 識別關鍵的功能特徵
6. 簡化公差分析
2. 建立一個坐標系 (即參考基準功能) 來檢查和製造
3. 減少了對複雜需求的解釋
4. 促進和簡化計量要求
5. 識別關鍵的功能特徵
6. 簡化公差分析
雖然有許多方法來計算所需的所有生產部件本身內所允許的偏差數據,但是和 Sigmetrix 的 CETOL 6 Sigma 以及 GD&T Advisor 相比,這些計算可能更耗時或者並沒有這麼精確。在您的環境中使用該解決方案將影響你的整體生產成本和質量指標。通過選擇軟體,您的團隊已經在使用集成 CAD 系統 (CREO, SOLIDWORKS, CATIA ) - 時間和精度在產品設計和工程的早期階段都已實現。
原廠 : Sigmetrix
Sigmetrix 公司為Cybernet 集團旗下的子公司之一,並由思渤科技 (Cybernet Systems Taiwan)總代理。
思渤科技提供完整的產品諮詢、技術支援、產品訓練及售後服務,歡迎立即電洽思渤科技 03-6118-668 或來信。