Warum in CAD verwendete Bezüge von GD&T-Bezugsmerkmalen getrennt bleiben sollten

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Anmerkung des Herausgebers: In der vorherigen Folge der GD&T Connection ging es darum, die reinste Absicht des Designers mithilfe grundlegender Bemaßungen zu erfassen und wie diese mit Plus- oder Minus-Bemaßungsmethoden zusammenhängt. In dieser Episode werden zunächst Datumsmerkmale, Datumssimulatoren und Datumsangaben erklärt.

Das in ASME Y14.5 zur Bezeichnung eines Bezugsmerkmals verwendete Symbol wird oft als Kolben oder Saugnapf bezeichnet (sieheAbbildung 1 ). Es wird auf die Zeichnung oder Modelldarstellung eines tatsächlichen Teilmerkmals geklebt, das zur Festlegung eines Bezugspunkts verwendet wird.

Bei der geometrischen Bemaßung und Tolerierung (GD&T) wird ein Bezugspunkt festgelegt, wenn ein Bezugsmerkmal auf einen Bezugssimulator trifft.

Als Beispiel für die Gestaltung der HalterungAbbildung 2A , würde der Konstrukteur wahrscheinlich den Umfang auf einer beliebigen Ebene skizzieren und die Kanten als Referenzen oder „implizite Bezugspunkte“ verwenden, um die Löcher und Schlitze so schnell wie möglich zu lokalisieren – ein hastiges Zeichnen. Was fehlt, ist, dass diese Halterung beim nächsten Zusammenbau durch das kleine Loch und den Schlitz fixiert wird. Der Konstrukteur ist die erste Person, die dies weiß, und es kann für den Hersteller, den Monteur und den Prüfer sowohl vor als auch nach der Montage eine sehr nützliche Information sein.

In den meisten Fällen wäre es immer noch konform mit Y14.5, die CAD-Bezüge als GD&T-Bezüge zu belassen (sieheAbbildung 2B ). Dadurch gehen jedoch in der Zeichnung die nützlichen und potenziell kostensparenden Informationen darüber verloren, wie das Teil tatsächlich in der Baugruppe positioniert ist (sieheAbbildung 2C ). Hierbei handelt es sich um eine Best Practice, die von Y14.5 ermöglicht, aber nicht gefordert wird. Unternehmensstandards oder die Durchsetzung von Best Practices werden wichtig.

Die im CAD verwendeten Bezüge sollten sich von GD&T-Bezugsmerkmalen unterscheiden.

Welche Beziehung besteht also zwischen Datumsangaben, Datumsmerkmalen und Datumssimulatoren?

Laut Y14.5, aDatumist „ein theoretisch exakter Punkt, eine Achse oder eine Ebene, die vom wahren geometrischen Gegenstück eines bestimmten Bezugsmerkmals abgeleitet wird. Ein Bezugspunkt ist der Ursprung, von dem aus die Position oder die geometrischen Eigenschaften von Merkmalen eines Teils ermittelt werden.“

Das Datum liegt also nicht auf dem Teil; das ist dasDatumsfunktion . Und das Datum ist das „wahre geometrische Gegenstück“ des Bezugsmerkmals. Die Datumsangaben legen das Koordinatensystem und den Ursprung für Standort und Ausrichtung fest.

Und wie bereits erwähnt, wird der Bezug erst dann festgelegt, wenn das Bezugsmerkmal mit dem Bezugsmerkmal übereinstimmtgegeben der Simulator, ob es sich bei dem Simulator um einen Maschinentisch, einen Zaun oder einen Hinteranschlag handelt, oder um drei Treffer (für eine Ebene) von einer Koordinatenmessmaschine.

ABBILDUNG 1. Bezugsmerkmalskennungen können auf verschiedene Arten platziert werden, um Bezugsmerkmale zu identifizieren.

Die Datumstheorie ist zu Hause beobachtbar. Nehmen Sie eine Bratpfanne und stellen Sie sie in die Küchenspüle. (Es wird davon ausgegangen, dass die Pfanne rund, die Spüle rechteckig ist und die Pfanne flach auf dem Boden der Spüle stehen kann.)

Das primäre Bezugsmerkmal ist der Boden der Pfanne. Der Bezugssimulator ist der Boden des Waschbeckens. Der Bezugspunkt ist eine theoretische Ebene, die zwischen der Pfanne und dem Spülbecken festgelegt wird. Das primäre Datum schränkt drei Freiheitsgrade ein: Auf-/Ab-Translation und zwei Auf-/Ab-Rotationen. Nennen wir dieses primäre Datum A.

Schieben Sie nun die Pfanne in eine Ecke der Spüle (sieheFigur 3 ). Das sekundäre Bezugsmerkmal ist der Durchmesser des Pfannenrandes. Die Seiten- und Rückwand der Spüle sind die Bezugssimulatoren, die den Bezug aus dem Bezugsmerkmal ermitteln. Der Bezugspunkt ist die Achse des Pfannendurchmessers. Die Achse steht senkrecht zum primären Bezugspunkt. Das sekundäre Datum beschränkt die verbleibenden zwei Verschiebungen vorwärts/rückwärts und links/rechts über den Boden des Waschbeckens. Nennen wir dieses sekundäre Datum B.

Drehen Sie nun die Pfanne, bis der Griff die Spülbeckenwand berührt. Das tertiäre Bezugsmerkmal ist der Zielbereich des Griffs, der die Wand des Spülbeckens berührt (es kann sich um ein kleines Ziel oder sogar um einen einzelnen Punkt handeln). Der Bezugssimulator ist die Wand des Spülbeckens, mit der die Spitze des Griffs in Kontakt kommt. Der Bezugspunkt ist eine der beiden zueinander senkrechten Ebenen, die durch die sekundäre Bezugsachse und senkrecht zur primären Bezugsebene verlaufen. Der letzte Freiheitsgrad, der eingeschränkt werden muss, ist die Drehung um die Achse der Pfanne. Sie haben es erraten – Tertiärdatum C.

Wenn alle sechs Freiheitsgrade eingeschränkt sind, hat jeder Punkt auf der Oberfläche der Pfanne und jede Kurve der Oberfläche, innen oder außen, bestimmte Koordinatenpositionen relativ zu den Bezugspunkten. Dieses Koordinatensystem wird oft als Bezugsrahmen bezeichnet und durch die Buchstaben im letzten Satz von Kästchen in einem GD&T-Feature-Kontrollrahmen angegeben. Sie können die Pfanne jetzt auch waschen, ohne dass sie im Spülbecken herumrutscht.

Der Ursprungspunkt des Koordinatensystems ist der Schnittpunkt von drei zueinander senkrechten Bezugsebenen: dem Hauptboden der Spüle/Pfanne und zwei zueinander senkrechten Ebenen, die sich auf der Achse des Pfannendurchmessers schneiden. Eine der beiden vertikalen Ebenen wird dann durch den Kontaktpunkt zwischen Griff und Spülenwand geführt. Beachten Sie, dass die Ebenen des Koordinatensystems nicht parallel zu den Wänden des Spülbeckens sein müssen (und auch nicht mit diesen übereinstimmen). Sie werden aus den Bezugsmerkmalen des Teils ermittelt.