ASME Y14.5 คืออะไร? คู่มือฉบับสมบูรณ์เกี่ยวกับ GD&T และการเขียนแบบทางวิศวกรรม

1.0 เหตุใดคุณจึงควรเข้าใจ ASME Y14.5?

2.0 ASME Y14.5 คืออะไร?

ASME Y14.5 เป็นมาตรฐานที่มีอำนาจสำหรับ GD&T ซึ่งกำหนดสัญลักษณ์ คำศัพท์ วิธีการแสดงสัญลักษณ์ และหลักการใช้งานที่ใช้ในแบบวิศวกรรม มาตรฐานนี้ได้รับการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่มีความแม่นยำสูง เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ การทำแม่พิมพ์ และการผลิตอุปกรณ์

2.1 วัตถุประสงค์ของมาตรฐาน

• เพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสารทางเทคนิค: ระบบสัญลักษณ์ที่ได้รับการยอมรับทั่วโลกช่วยลดการตีความที่ผิดพลาด
• แสดงเจตนาการออกแบบอย่างชัดเจน: มุ่งเน้นในเรื่องของฟังก์ชัน ไม่ใช่แค่มิติเชิงตัวเลขเพียงอย่างเดียว
• ลดการทำงานซ้ำและความเข้าใจผิดในการผลิต:การกำหนดความคลาดเคลื่อนของการทำงานช่วยปรับปรุงอัตราการสอดคล้อง

2.2 ประวัติโดยย่อของ ASME Y14.5

ปี	เวอร์ชัน	คุณสมบัติหลัก
1949	อัสส.ย.14.5-1949	ฉบับพิมพ์ครั้งแรก กำหนดหลักการกำหนดขนาดขั้นพื้นฐาน
1966	นักศึกษาสหรัฐฯ Y14.5-1966	แนะนำแนวคิดเรื่องความคลาดเคลื่อนของตำแหน่ง
1982	ANSI Y14.5M-1982	แนะนำเฟรมการควบคุมคุณลักษณะใหม่; นำหน่วยเมตริกมาใช้
1994	ใบรับรองมาตรฐาน ASME Y14.5M-1994	แนวคิดที่ขยายออกไปเช่น MMC/LMC
2009	สมาคมผู้ผลิตยาแห่งประเทศสหรัฐอเมริกา (ASME) ย14.5-2009	เพิ่มมิติการทำงานให้แข็งแกร่งยิ่งขึ้น สอดคล้องกับ ISO มากขึ้น
2018	ใบรับรองมาตรฐาน ASME Y14.5-2018	การแก้ไขล่าสุด รองรับ MBD ลบสัญลักษณ์บางส่วนออก

ตั้งแต่ปี 2009 เป็นต้นมา คำต่อท้าย "M" ก็ถูกยกเลิก ทำให้มาตรฐานนี้ใช้ได้กับหน่วยนิ้วและเมตริก

2.3 โครงสร้างแกนของ ASME Y14.5

องค์ประกอบหลักที่ครอบคลุมอยู่ใน ASME Y14.5 ได้แก่:

• คำศัพท์และคำจำกัดความ: สร้างภาษาที่ใช้ร่วมกันสำหรับ GD&T
• ระบบสัญลักษณ์ GD&T: ใช้ในการควบคุมรูปแบบ ทิศทาง ตำแหน่ง และการวิ่งออก
• กรอบควบคุมคุณลักษณะ (เอฟซีเอฟ): รูปแบบมาตรฐานสำหรับการสื่อสารข้อมูลความคลาดเคลื่อน
• กฎข้อมูล: กำหนดข้อมูลอ้างอิงเชิงฟังก์ชันและสร้างกรอบอ้างอิงข้อมูล (DRF)
• ตัวปรับเปลี่ยน: เช่น MMC (สภาพวัสดุสูงสุด) LMC (สภาพวัสดุต่ำสุด) และ RFS (ไม่คำนึงถึงขนาดคุณลักษณะ) ใช้เพื่อปรับแต่งพฤติกรรมความคลาดเคลื่อน
• วิธีการวาดและใส่คำอธิบายโมเดล: ครอบคลุมทั้งการฝึกวาดภาพ 2 มิติและการกำหนดตามแบบจำลอง (MBD)

3.0 เจาะลึกแนวคิดหลักของ GD&T

3.1 GD&T (การกำหนดมิติและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต) คืออะไร

GD&T เป็นระบบที่เน้นฟังก์ชันสำหรับการกำหนดและสื่อสารรูปทรงของชิ้นส่วน โดยสามารถอธิบายรูปร่าง ทิศทาง ตำแหน่ง และการเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าค่าความคลาดเคลื่อน ± แบบดั้งเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วน 3 มิติ

ตัวอย่าง:
แทนที่จะใช้ค่าความคลาดเคลื่อน ±0.05 มม. แยกกันกับแกน X และ Y เพื่อควบคุมตำแหน่งรู GD&T สามารถระบุได้ว่ารูจะต้องอยู่ในโซนค่าความคลาดเคลื่อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.1 มม. ซึ่งแม่นยำกว่าและตีความได้ง่ายกว่า

3.2 ดาตัมและคุณลักษณะของดาตัม

ข้อมูลอ้างอิงคือพื้นผิว เส้น หรือจุดอ้างอิงที่ใช้ระหว่างการตรวจสอบ การประกอบ หรือการผลิต ASME Y14.5 กำหนดให้ต้องสร้าง กรอบอ้างอิงข้อมูล (DRF)มีโครงสร้างเป็นลำดับชั้นหลัก → รอง → ตติยภูมิ เพื่อให้แน่ใจว่าทิศทางและการวัดชิ้นส่วนมีความสม่ำเสมอ

3.3 กรอบควบคุมคุณลักษณะ (FCF)

กรอบควบคุมคุณลักษณะเป็นโครงสร้างพื้นฐานใน GD&T สำหรับการแสดงข้อกำหนดความคลาดเคลื่อน ซึ่งประกอบด้วย:

• สัญลักษณ์ลักษณะทางเรขาคณิต(เช่น ⬚ สำหรับความเรียบ ⊕ สำหรับตำแหน่ง)
• ค่าความคลาดเคลื่อนและโซน
• การอ้างอิงข้อมูลตามลำดับที่ระบุ(เช่น ABC)

ตัวอย่าง:
⊕ | 0.1 | ก | ข | ค
สิ่งนี้ระบุว่าตำแหน่งของฟีเจอร์จะต้องได้รับการควบคุมภายในโซน 0.1 มม. เทียบกับข้อมูลอ้างอิง A, B และ C

4.0 สัญลักษณ์ GD&T ทั่วไป: หมวดหมู่และคำจำกัดความ

4.1 การควบคุมแบบฟอร์ม

คุณสมบัติ	เครื่องหมาย	คำอธิบาย
ความแบน	⬚	ควบคุมว่าพื้นผิวจะต้องเรียบแค่ไหน
ความตรง	⬒	รับประกันว่าฟีเจอร์จะอยู่ในแนวตรง
ความกลม	◎	ควบคุมความเป็นวงกลมของมุมมองตัดขวาง
ความเป็นทรงกระบอก	⌭	ควบคุมรูปทรงเรขาคณิตโดยรวมของคุณลักษณะทรงกระบอก

4.2 การควบคุมทิศทาง

คุณสมบัติ	เครื่องหมาย	คำอธิบาย
การประมวลผลแบบคู่ขนาน	∥	รักษาการจัดตำแหน่งขนานกับข้อมูลอ้างอิง
ความตั้งฉาก	⊥	รับประกันการวางแนวมุมฉากกับข้อมูลอ้างอิง
ความเป็นเหลี่ยมมุม	∠	รักษาค่ามุมเฉพาะที่สัมพันธ์กับข้อมูลอ้างอิง

4.3 การควบคุมตำแหน่ง

คุณสมบัติ	เครื่องหมาย	คำอธิบาย
ตำแหน่ง	⊕	ระบุตำแหน่งศูนย์กลางของฟีเจอร์ได้อย่างแม่นยำ
ความกลมศูนย์กลาง	◎ พร้อมข้อมูลประกอบ	จัดแนวแกนของฟีเจอร์ให้ตรงกับเส้นกึ่งกลางทั่วไป

4.4 การควบคุมการวิ่งออก

คุณสมบัติ	เครื่องหมาย	คำอธิบาย
การวิ่งออกรอบแบบวงกลม	⌰	ควบคุมการเปลี่ยนแปลงในภาคตัดขวางวงกลมเดียว
การหมดสภาพทั้งหมด	⌰ (มีลูกศร)	ควบคุมการเปลี่ยนแปลงทั่วทั้งพื้นผิวหมุน

4.5 การควบคุมโปรไฟล์

คุณสมบัติ	เครื่องหมาย	คำอธิบาย
ประวัติโดยย่อ	⌒	ควบคุมความแม่นยำของเส้นโค้งและพื้นผิวที่ซับซ้อน

5.0 เหตุใดจึงต้องใช้ GD&T แทนมิติ ± แบบดั้งเดิม

มิติ ± แบบดั้งเดิมใช้ข้อจำกัดเฉพาะในทิศทาง X และ Y ซึ่งอาจทำให้เกิดความคลุมเครือได้ ในทางกลับกัน GD&T จะควบคุมรูปทรงเรขาคณิตทั้งหมด ทำให้ค่าความคลาดเคลื่อนกระจายได้สม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งสะท้อนสภาพการประกอบในโลกแห่งความเป็นจริงได้ดีขึ้น

5.1 ตัวอย่าง: ความแม่นยำในการประกอบในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ในการใช้งานด้านอวกาศ มักใช้ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งเพื่อควบคุมการจัดตำแหน่งของรูหมุดระหว่างส่วนที่ประกบกันอย่างแม่นยำ ซึ่งจะช่วยลดข้อผิดพลาดสะสมและลดความจำเป็นในการปรับด้วยมือระหว่างการประกอบ

6.0 การอัปเดตที่สำคัญใน ASME Y14.5-2018

• ลบสัญลักษณ์ความศูนย์กลางและความสมมาตรออก (ตอนนี้จัดการผ่านค่าความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งแล้ว)
• ความคลาดเคลื่อนของโปรไฟล์ไม่เท่ากัน ตอนนี้จะระบุโดยใช้ตัวปรับแต่ง “U” แบบรวม
• การเปลี่ยนจากหลักการความคลาดเคลื่อนตามขนาดเป็นหลักการความคลาดเคลื่อนตามคุณลักษณะ
• อัพเดตคำศัพท์: “Datum Feature Simulator” กลับไปเป็น “Actual Mating Envelope”
• ขยายการสนับสนุนสำหรับ Model-Based Definition (MBD)
• คำอธิบาย MMC/LMC ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สะท้อนการวัดตามพื้นผิวได้ดีขึ้น

7.0 มาตรฐาน ASME เทียบกับมาตรฐาน ISO GD&T (เปรียบเทียบอย่างรวดเร็ว)

ASME Y14.5 และ ISO 1101/ มาตรฐาน ISO 286 เป็นมาตรฐาน GD&T หลักสองมาตรฐานที่ใช้ทั่วโลก ต่อไปนี้เป็นการเปรียบเทียบอย่างรวดเร็วเพื่อเน้นความแตกต่างที่สำคัญของมาตรฐานทั้งสอง

เกณฑ์	ใบรับรองมาตรฐาน ASME Y14.5	ใบรับรอง ISO1101 / ISO286
ต้นทาง	สหรัฐอเมริกา (ASME)	ระหว่างประเทศ (ISO)
ภูมิภาคหลัก	อเมริกาเหนือ ใช้ทั่วโลก	ยุโรปและเอเชีย
จุดสนใจ	การทำงานและการจัดตำแหน่งการประกอบ	ความสม่ำเสมอและความยืดหยุ่นโดยทั่วไป
อุตสาหกรรมทั่วไป	อวกาศ ยานยนต์ แม่พิมพ์ การป้องกันประเทศ	อุตสาหกรรมยานยนต์ การผลิตทั่วไป และการส่งออก
ระบบสัญลักษณ์	ใช้งานง่ายยิ่งขึ้น	มีสัญลักษณ์มากมายและมีความยืดหยุ่นทางโครงสร้าง

8.0 บทสรุป: เหตุใด ASME Y14.5 จึงมีความสำคัญ

ASME Y14.5 ไม่ใช่แค่มาตรฐานการวาดภาพเท่านั้น แต่ยังเป็นภาษาทางเทคนิคสากลที่เชื่อมโยงการออกแบบ การผลิต และการตรวจสอบเข้าด้วยกัน การเชี่ยวชาญ GD&T ช่วยให้คุณ:

• สื่อสารเจตนาการออกแบบอย่างชัดเจน
• ลดต้นทุนการผลิตและความเสี่ยงจากการตีความผิด
• ปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์และประสิทธิภาพการประกอบ
• ขยายขีดความสามารถทางวิชาชีพของคุณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการระดับโลกหรือข้ามสายงาน

8.1 ตัวอย่าง GD&T ตามการวาดภาพและแบบจำลอง

ตัวอย่างการวาดภาพ 2 มิติ

ภาพประกอบด้านล่างแสดงรูปวาดชิ้นส่วนตัวอย่างพร้อมคำอธิบาย GD&T สาธิตวิธีการใช้เฟรมควบคุมคุณลักษณะและการอ้างอิงข้อมูลอ้างอิงในภาพวาดทางเทคนิค

ตัวอย่างคำอธิบายตามแบบจำลอง

ในแบบจำลอง CAD 3 มิติ คำอธิบายประกอบ GD&T สามารถฝังไว้ภายในแบบจำลองได้โดยตรง ทำให้สามารถใช้ Model-Based Definition (MBD) ได้ ตัวอย่างด้านล่างนี้แสดงให้เห็นการนำ GD&T ไปใช้งานโดยใช้ SolidWorks

9.0 คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

10.0 แหล่งข้อมูลที่แนะนำ

10.1 การเข้าถึงมาตรฐาน:

มาตรฐาน ASME Y14.5-2018 PDF

10.2 หนังสือแนะนำภาษาอังกฤษ:

การกำหนดขนาดและความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิตตาม ASME Y14.5

GD&T สำหรับนักออกแบบและวิศวกร

《แนวคิดขั้นสูงของ GD&T》

 

อ้างอิง

ที่มา: geotol.com/core-programs/2018-standards/

www.gdandtbasics.com/asme-y14-5-gdt-standard/

www.redriver.team/asme-vs-iso-understanding-the-differences/