Wymaganie Minimum Materiału
W poprzednich wpisach zajmowaliśmy się tematem Wymagania Maksimum Materiału. Wyjaśniliśmy czym jest to wymaganie i do czego służy. W skrócie: Wymaganie Maksimum Materiału pozwala na zwiększenie pola tolerancji w zależności od aktualnego rozmiaru elementu rozmiaru. Im element ma rozmiar inny niż MMS (rozmiar maksimum materiału), przechodzący w kierunku LMS (rozmiar minimum materiału) tym pole tolerancji może się zwiększać o wartość równą tej różnicy.
Czym zatem jest Wymaganie Minimum Materiału? Odpowiedz jest relatywnie prosta – generalnie istota działania jest taka sama, jak w przypadku Wymagania Maksimum Materiału. Również dostępny jest tzw. „bonus” do wartości tolerancji, a więc pole tolerancji może się zwiększać. Rozmiar pola tolerancji (bonus) również zależy od aktualnego rozmiaru elementu badanego.
Gdzie więc jest różnica pomiędzy Wymaganiem Maksimum Materiału a Wymaganiem Minimum Materiału? Otóż tzw. „bonus„ do tolerancji oblicza się jako różnicę pomiędzy aktualną wartością rozmiaru elementu a granicą LMS.
W tym przypadku celem funkcjonalnym elementu, gdzie zastosowano ramkę tolerancji z Wymaganiem Minimum Materiału nie jest montaż tego elementu. Tutaj chodzi o zachowanie minimalnych odległości od krawędzi elementu lub określenie odpowiednich naddatków materiałowych.
Podsumowując (dla otworu):
W momencie, gdy na rysunek wprowadzamy ramkę tolerancji z zastosowanym modyfikatorem M (Wymaganie Maksimum Materiału), pozwalamy na zwiększenie pola tolerancji dla wymagania pozycji osi otworu, gdy wykonamy otwór „duży” (w rozmiarze LMS). Im większa średnica otworu, tym bardziej oś może być nie na pozycji, gdyż i tak będzie możliwy montaż z elementem współpracującym (wałkiem). Im otwór będzie mniejszy (a więc wykonany blisko granicy MMS) tym bardziej musi być na pozycji, aby ciągle możliwy był montaż.
Zasada Maksimum Materiału – im większy otwór tym większy „bonus” do wartości tolerancji pozycji osi otworu.
W przypadku, gdy na rysunku wprowadzona została ramka tolerancji z modyfikatorem L (Wymaganie Minimum Materiału), pozwalamy na zwiększenie pola tolerancji dla wymagania pozycji osi otworu, gdy wykonamy otwór „mały” (w rozmiarze MMC). Im mniejsza średnica otworu, tym bardziej oś tego otworu może nie być na pozycji, gdyż ciągle zachowany zostanie odpowiedni dystans pomiędzy krawędzią części a granicą otworu. Im otwór będzie większy, tym bardziej jego oś musi być na pozycji, aby zachować minimalny dystans od krawędzi części.
Zasada Minimum Materiału – im mniejszy otwór tym większy „bonus” do wartości tolerancji pozycji osi otworu.
Co ważne – w przypadku wymagania maksimum materiału, w wielu przypadkach łatwo jest wykonać sprawdzian fizyczny do sprawdzenia warunku. W przypadku wymagania minimum materiału, nie ma takiej możliwości.
Rozwinięcie używanych skrótów:
MMC – Maximum Material Condition (stan maksimum materiału)
MMR – Maximum Material Requirement (wymaganie/zasada maksimum materiału)
MMS – Maximum Material Size (rozmiar maksimum materiału)
MML – Maximum Material Limit (granica maksimum materiału)
LMC – Least Material Condition (stan minimum materiału)
LMR – Least Material Requirement (wymaganie/zasada minimum materiału)
LMS – Least Material Size (rozmiar minimum materiału)
LML – Least Material Limit (granica minimum materiału)
Jaką cechę otworu reprezentuje „Średnica” w tabelkach przedstawionych obok obu rysunków?
Z góry dziękuję za odpowiedź.
O witam Pana serdecznie i już spieszę z odpowiedzią (chociaż jest ona pośrednio podana w pierwszym akapicie).
Otóż, dla kogoś kto bacznie śledzi wpisy nie jest pewnie zaskoczeniem ( a więc na pewno dla Pana) , że podany tutaj opis dotyczy tzw. Interpretacji osiowej, która jest interpretacją uproszczoną wymagania maksimum materiału jak i minimum materiału (zarówno w normach ISO jak i ASME, pomimo, iż odpowiednia norma ISO na taką interpretację nie wskazuje).
„Średnica” w obu tabelkach wskazuje na aktualny rozmiar elementu zmierzonego – elementu w postaci elementu przyległego. Zarówno w interpretacji ISO jak i ASME. W tym wypadku będzie to średnica walca wpisanego w zaobserwowaną powierzchnię otworu. Dlaczego nie wymiar dwupunktowy wg ISO? Ponieważ jak wspomniałem, przedstawiam tutaj tzw. Interpretację osiową, która bardzo często wykorzystywana jest w pomiarach przy użyciu współrzędnościowej techniki pomiarowej.
Dlaczego używam tutaj i interpretuję wymaganie minimum materiału w interpretacji osiowej? Ponieważ takie wymaganie jest relatywnie łatwe do sprawdzenia właśnie przy użyciu maszyny pomiarowej, gdzie operuje się na elementach przyległych, ich osiach i ewentualnych „bonusach” do tolerancji. Aby obliczyć „bonus” należy znać wartość elementu przyległego (czyli tutaj walca wpisanego, ponieważ oba szkice przedstawiają otwory). Zresztą obliczenia „bonusa” byłyby bardzo niepraktyczne używając pomiarów dwupunktowych (natomiast tak na marginesie, sam pomiar dwupunktowy przy wykorzystaniu CMM jest relatywnie prosty).
Dlaczego zatem ten wpis nie opisuje nadrzędnej interpretacji powierzchniowej? Ponieważ akurat w tym przypadku jest ona dobrze opisana w odpowiednich normach, a chciałem pokazać podejście praktyczne i realizację zadania metrologicznego dla tych warunków (mam nadzieję, że mi się to udało). To dla wymagania minimum materiału odbywa się najlepiej, najszybciej i najtaniej (czyli najbardziej optymalnie) przy wykorzystaniu techniki współrzędnościowej.
Akurat te wymagania jak i ich interpretacje oraz podejście do pomiarów są świetnie pokazane w niektórych książkach i opracowaniach autorstwa najbardziej znanego polskiego autora w temacie GPS, który zresztą był(a może nadal jest) ekspertem ISO TC/213, a więc „ciała” tak naprawdę wydającego normy ISO w rzeczonym temacie. Myślę, że w swoich artykułach, książkach czy opracowaniach używając terminu „interpretacji osiowej” doskonale wie, jakie korzyści praktyczne to daje. To, że coś nie jest opisane w normie, wcale nie oznacza, że nie można tego używać. Trzeba umieć podejść praktycznie do niektórych zagadnień, mając na uwadze ich sens techniczny i wymagania konstrukcyjne.
Jak zwykle dziękuję za komentarz i teraz ja chciałbym się odwdzięczyć i mam małe pytanko do Pana: Jak weryfikowałby Pan pokazany tutaj detal, gdzie w ramce tolerancji wprowadzone jest wymaganie minimum materiału, wykorzystując interpretację powierzchniową?
P.S. Mam nadzieję, że dobrze zrozumiałem pytanie i nie tyle chodzi o „cechę otworu” a o rodzaj wymiaru reprezentowanego przez termin „średnica” w tabelkach?
Dziękuję za odpowiedź, aczkolwiek zadając pytanie nie chodziło mi o kwestionowanie faktu, że zastosował Pan interpretację osiową tolerancji pozycji w LMC nie wspominając przy tym, że w ISO ona nie istnieje – to już omówiliśmy w innym miejscu.
Chodziło mi o coś innego, aczkolwiek słusznie domyślił się Pan, że pytałem o rodzaj wymiaru reprezentowanego przez termin „Średnica” w obu tabelkach. Otóż według Y14.5-2009 lub 2018 w przypadku intepretacji osiowej tolerancji pozycji w MMC mierzona oś to rzeczywiście oś najwiekszego walca wpisanego w rzeczywisty otwór (dodajmy jeszcze, że walec ten nie powinien być zorientowany do żadnej bazy, czyli powinien reprezentować powłokę UAME – Unrelated Actual Mating Envelope), NATOMIAST w przypadku interpretacji osiowej tolerancji pozycji w LMC jest to oś najmniejszego walca, jaki da się opisać na najniższych punktach otworu, czyli oś walca leżącego wewnątrz materiału części i reprezentującego powłokę UAMME – Unrelated Actual Minimum Material Envelope.
Podsumowując, powodem, dla którego zadałem pytanie, była chęć podkreślenia, że „Średnica” w obu przypadkach nie jest średnicą tego samego elementu skojarzonego z tolerowanym otworem. Niestety zarówno Pański wpis, jak i odpowiedź na moje pytanie, tego nie doprecyzowują.
Co do pytania o sposób weryfikacji wymagania tolerancji pozycji w LMC dla interpretacji powierzchniowej, jedną z metod może być sprawdzenie przy użyciu CMM rozmiaru/średnicy tzw. RAMME, Related Actual Minimum Material Envelope – powłoki, której środek zlokalizowany jest dokładnie na True Position, będącej walcem opisanym na najniższych punktach otworu, czyli znajdującym się wewnątrz materiału. Jeżeli zmierzona w ten sposób średnica RAMME jest mniejsza lub równa fi 20.7 (20.1+0.4+0.2), mierzony otwór będzie spełniał zdefiniowaną na rysunku tolerancję pozycji.