प्रत्येक चित्र नीचे एक सहनशीलता ब्लॉक के साथ हमारे डेस्क पर आता है। +/-0.05 मिमी, +/-0.1 मिमी, या क्लासिक "जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो।" और उन चित्रों को भेजने वाले लगभग किसी ने भी वास्तव में यह नहीं सोचा है कि उन नंबरों की कीमत क्या है। 200 मिमी हिस्से पर +/- 0.005 मिमी कॉलआउट आपको संपूर्ण नहीं दिखाता है - यह आपको ऐसा दिखाता है जैसे आपने सटीक मशीनिंग के लिए कभी भुगतान नहीं किया है।

जब सहनशीलता कड़ी हो जाती है तो दुकान के फर्श पर वास्तव में क्या होता है, यह यहां बताया गया है। और क्यों आपकी सहनशीलता के विकल्प आपके भौतिक विकल्पों से अधिक मायने रखते हैं।

आइए उससे शुरू करें जिसे अधिकांश दुकानें "मानक परिशुद्धता" मानती हैं - एक रैखिक आयाम पर +/- 0.01 मिमी। हमारे 3-अक्ष और 4-अक्ष मशीनिंग केंद्रों पर, यह नियमित है। हम इसे लगभग 150 मिमी तक की सुविधाओं पर पूरे दिन पकड़ कर रखते हैं। उपकरण को भागों के बीच बदलने की आवश्यकता नहीं है, निरीक्षण त्वरित है (कैलीपर्स या माइक), और प्रति टुकड़े की लागत अनुमानित है।

लेकिन +/-0.005मिमी के बारे में क्या? यहीं चीजें दिलचस्प हो जाती हैं। 0.005 मिमी पर, अब आप आधे बाल की चौड़ाई पर हैं। अकेले वर्कपीस का थर्मल विस्तार आपके पूरे सहनशीलता बजट को खा सकता है। 100 मिमी एल्यूमीनियम का हिस्सा जो मशीनिंग गर्मी से 3C गर्म होता है, 7 माइक्रोन तक बढ़ता है - और यह बाढ़ शीतलक के साथ होता है। 200 मिमी वाले हिस्से पर? 14 माइक्रोन. इससे पहले कि आप इसे मापें, आपका पूरा सहनशीलता बैंड ख़त्म हो चुका है।

यही कारण है कि सख्त-सहिष्णुता वाले भागों को तापमान-नियंत्रित वातावरण (20C +/-1C) में मशीनीकृत किया जाता है, जिसे सीएमएम पर मापा जाता है, और अक्सर कई फिनिशिंग पास की आवश्यकता होती है। सेटअप समय बढ़ जाता है. निरीक्षण का समय बढ़ जाता है. स्क्रैप दर बढ़ जाती है. +/- 0.01 मिमी से +/- 0.005 मिमी तक लागत गुणक आमतौर पर 2-3x है, और +/- 0.01 मिमी से +/- 0.001 मिमी तक यह 5-10x है।

अधिकांश मशीनिंग लागत मार्गदर्शिकाएँ एक अच्छा सहज वक्र दिखाती हैं जहाँ सहनशीलता मजबूत होने के कारण लागत तेजी से बढ़ती है। वास्तविकता एक चट्टान वाली सीढ़ी की तरह है।

बड़ी छलांग 0.1 और 0.01 के बीच नहीं है। यह 0.01 और 0.005 के बीच है. यहीं पर आप "सावधान सीएनसी मशीनिंग" से "सटीक मशीनिंग क्षेत्र" की सीमा पार करते हैं, जहां पूरी प्रक्रिया - फिक्स्चर, टूलींग, पर्यावरण, निरीक्षण - बदल जाती है।

यहां एक परिदृश्य है जिसे हम साप्ताहिक रूप से देखते हैं। एक इंजीनियर बोर व्यास पर +/- 0.01 मिमी और डेटम के सापेक्ष बोर स्थिति पर +/- 0.01 मिमी निर्दिष्ट करता है। सीएमएम रिपोर्ट दोनों को सहनशीलता के भीतर दिखाती है। हिस्से असेंबली में जाते हैं। और वे फिट नहीं बैठते.

क्यों? क्योंकि बोर 0.01 मिमी बड़ा हो सकता है (जो सहनशीलता के भीतर है) और स्थिति 0.01 मिमी बंद हो सकती है (सहनशीलता के भीतर भी), लेकिन दोनों त्रुटियों के संयुक्त प्रभाव का मतलब है कि संभोग शाफ्ट गिर नहीं सकता है। यही कारण है कि जीडी एंड टी मौजूद है - यह केवल व्यक्तिगत आयामों को नहीं, बल्कि सुविधाओं के बीच कार्यात्मक संबंध को नियंत्रित करता है।

जीडी एंड टी कॉलआउट जो वास्तव में सीएनसी मशीनीकृत भागों पर मायने रखते हैं:

• सही स्थिति (0.05 मिमी एमएमसी): बढ़ते छेद पैटर्न के लिए। यदि आप दो भागों को एक साथ जोड़ रहे हैं, तो छेद के व्यास की सहनशीलता की तुलना में स्थिति सहनशीलता अधिक मायने रखती है
• सान्द्रता (0.01मिमी): घूमने वाले शाफ्ट और बियरिंग सीटों के लिए। अक्ष को साझा करने की आवश्यकता है, न कि केवल व्यास को सही करने की
• समतलता (0.02 मिमी): सतहों को सील करने के लिए। गैस्केट को इसकी परवाह नहीं है कि सतह 0.02 मिमी की दूरी पर है - यह परवाह करता है कि यह सपाट है या नहीं
• लंबवतता (0.01मिमी): डेटाम रिश्तों के लिए. यदि चेहरा बी बोर ए के लंबवत नहीं है, तो असेंबली गलत तरीके से ढेर हो जाती है

जीडी एंड टी की लागत लगभग समतुल्य रैखिक सहनशीलता के समान है - निरीक्षण विधि बदलती है (कैलीपर्स के बजाय सीएमएम), लेकिन मशीनिंग दृष्टिकोण नहीं बदलता है। अंतर यह है कि GD&T आपको आयामी रूप से सही भागों के बजाय कार्यात्मक भाग देता है जो काम नहीं करते हैं।

एक ही सहिष्णुता कॉलआउट की लागत अलग-अलग सामग्रियों पर अलग-अलग मात्रा में होती है। यहाँ हम उत्पादन में क्या देखते हैं:

एल्यूमिनियम 6061: सख्त सहनशीलता बनाए रखना सबसे आसान है। कम कटिंग बल, अच्छी चिप क्लीयरेंस, न्यूनतम उपकरण घिसाव। 100 मिमी से कम की अधिकांश सुविधाओं पर +/-0.005 मिमी प्राप्त किया जा सकता है।

स्टेनलेस स्टील 304: काटने का बल एल्यूमीनियम की तुलना में 2-3x अधिक है। उपकरण घिसाव में तेजी लाता है, और पहले 10 भाग +/-0.01 मिमी धारण कर सकते हैं जबकि 50वां भाग 0.02 मिमी तक चला जाता है क्योंकि इन्सर्ट घिस गया है। एसएस पर कड़ी सहनशीलता के लिए आक्रामक उपकरण परिवर्तन शेड्यूल की आवश्यकता होती है।

टाइटेनियम Ti-6Al-4V: सामग्री वापस लड़ती है। काटने के बाद स्प्रिंगबैक का मतलब है कि तैयार आयाम कटे हुए आयाम से थोड़ा बड़ा है। हम इसकी भरपाई स्प्रिंग-पास प्रोग्रामिंग से करते हैं, लेकिन यह सेटअप समय जोड़ता है। +/-0.01मिमी यथार्थवादी है. +/-0.005 मिमी के लिए जिग बोरिंग या ग्राइंडिंग की आवश्यकता होती है।

तिरछी: थर्मल विस्तार मुख्य मुद्दा है। मशीनिंग तापमान और कमरे के तापमान के बीच भाग का आकार मापनीय रूप से बदलता है। कड़ी सहनशीलता के लिए, हम मशीन लगाते हैं, इसे संतुलित करने, मापने के लिए 2 घंटे तक बैठने देते हैं, फिर स्किम कट करते हैं। चक्र का समय जोड़ता है लेकिन सहनशीलता बरकरार रखता है।

हजारों हिस्सों की मशीनिंग के बाद, यहां वह दृष्टिकोण है जो सबसे कम लागत पर सर्वोत्तम परिणाम देता है:

1. केवल सख्त सहनशीलता निर्दिष्ट करें जहां वे मायने रखती हैं।असेंबली इंटरफेस, बियरिंग सीटें, सील सतहें - ये +/- 0.005 मिमी से +/- 0.01 मिमी के लायक हैं। सबकुछ दूसरा? +/-0.05मिमी संभवतः ठीक है। एक गैर-महत्वपूर्ण दीवार की मोटाई को असर वाले बोर के समान सहनशीलता की आवश्यकता नहीं होती है।
2. कार्यात्मक संबंधों के लिए GD&T का उपयोग करें.यदि दो विशेषताओं को संरेखित करने की आवश्यकता है, तो किसी डेटाम के सापेक्ष स्थिति या सांद्रता निर्दिष्ट करें। बस दोनों पर कड़ी रैखिक सहनशीलता न रखें और आशा करें कि वे पंक्तिबद्ध हो जाएं।
3. भौतिक व्यवहार का हिसाब रखें.लंबे एसएस भागों पर सख्त सहनशीलता की लागत छोटे एल्यूमीनियम भागों पर सख्त सहनशीलता से अधिक होगी। यदि आपका डिज़ाइन अनुमति देता है, तो ऐसी सामग्री चुनें जो सटीक रूप से मशीन बनाने में आसान हो।
4. सहनशीलता निर्दिष्ट करें, प्रक्रिया नहीं."ग्राइंड टू +/- 0.005 मिमी" न लिखें - "+/- 0.005 मिमी" लिखें और दुकान को यह तय करने दें कि क्या सीएनसी मिलिंग, जिग बोरिंग या ग्राइंडिंग सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीका है। कभी-कभी तेज़ धार वाली मिल वाला एक कुशल मशीनिस्ट मिलिंग केंद्र पर 0.005 मिमी पकड़ सकता है, और पीसना अत्यधिक (और अधिक महंगा) होगा।
5. एक कार्यात्मक विवरण प्रदान करें.यदि आप हमें बताते हैं कि "यह बोर एक हल्के प्रेस फिट (0.01-0.02 मिमी हस्तक्षेप) पर 6205 बीयरिंग रखता है," तो हम बोर को उचित रूप से सहन कर सकते हैं (35.00-35.01 मिमी) और मशीनिंग विधि का चयन कर सकते हैं जो इसे विश्वसनीय रूप से रखती है। आपके बियरिंग को फिट करने के लिए हमें +/-0.001 मिमी कॉलआउट की आवश्यकता नहीं है। हमें फ़ंक्शन के लिए सही सहनशीलता की आवश्यकता है।

200 टॉलरेंस कॉलआउट वाली एक ड्राइंग, जिनमें से आधे +/-0.005 मिमी हैं, आपके डिज़ाइन को मजबूत नहीं बनाती है। इससे आपके हिस्से महंगे हो जाते हैं और आपका लीड समय लंबा हो जाता है। सबसे अच्छी सहनशीलता रणनीति वह है जो प्रत्येक आयाम को उतना ही ढीला करती है जितना कार्य अनुमति देता है और केवल उन आयामों को कसता है जो वास्तव में मायने रखते हैं।

हमने ऐसी परियोजनाएं देखी हैं जहां 80% सहनशीलता को +/-0.01 मिमी से +/-0.05 मिमी तक ढीला करने से असेंबली गुणवत्ता पर शून्य प्रभाव के साथ भाग की लागत में 30% की कटौती होती है। सहनशीलता जो मायने रखती थी - सहनशीलता, सील चेहरे, वास्तविक संबंध - चुस्त-दुरुस्त रहे। बाकी सब कुछ जाने दिया गया.

यही तो बात है। सहनशीलता डिज़ाइन हर चीज़ को चुस्त-दुरुस्त बनाने के बारे में नहीं है। यह वास्तव में यह जानने के बारे में है कि किस चीज को सख्त रखने की जरूरत है और बाकी सभी चीजों को सांस लेने दें।