ในการออกแบบทางกลไก การรับประกันการประกอบที่แม่นยำระหว่างส่วนประกอบต่างๆ ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ อายุการใช้งาน และความน่าเชื่อถือ ระบบความคลาดเคลื่อน ISO ซึ่งเป็นมาตรฐานทางเทคนิคที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล ให้ค่าเบี่ยงเบนมิติและเกรดความคลาดเคลื่อนที่ชัดเจนสำหรับการประกอบรูและเพลา ทำหน้าที่เป็นรากฐานสำหรับการผลิตที่สามารถเปลี่ยนทดแทนกันได้และการประกันคุณภาพ
ระบบความคลาดเคลื่อน ISO อิงตามเกรดความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน (เกรด IT) และรหัสเบี่ยงเบนพื้นฐาน โดยระบุการเปลี่ยนแปลงมิติที่อนุญาตสำหรับส่วนประกอบต่างๆ ระบบนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าชิ้นส่วนที่ผลิตโดยผู้ผลิตที่แตกต่างกันจะได้รับลักษณะการประกอบตามที่ตั้งใจไว้ในระหว่างการประกอบ รวมถึงการประกอบแบบช่องว่าง การประกอบแบบเปลี่ยนผ่าน หรือการประกอบแบบอัดแน่น ISO 286-2 รายละเอียดโดยเฉพาะเกี่ยวกับความคลาดเคลื่อนของรูและเพลา ทำให้เป็นข้อมูลอ้างอิงที่จำเป็นในการออกแบบทางกลไก
ความคลาดเคลื่อนของรูประกอบด้วยขนาดพื้นฐาน การกำหนดโซนความคลาดเคลื่อน และเกรดความคลาดเคลื่อน การกำหนดโซนความคลาดเคลื่อนระบุตำแหน่งของโซนสัมพันธ์กับขนาดพื้นฐาน ในขณะที่เกรดความคลาดเคลื่อนกำหนดขนาดของโซน รหัสเบี่ยงเบนพื้นฐานทั่วไปสำหรับรู ได้แก่ G, H, J, K, M และ N โดยแต่ละรหัสแสดงทิศทางและค่าเบี่ยงเบนที่แตกต่างกัน
เกรดความคลาดเคลื่อน ISO (เกรด IT) ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของความแม่นยำของมิติ โดยตัวเลขที่น้อยกว่าแสดงถึงความแม่นยำที่สูงกว่า เกรดความคลาดเคลื่อนของรูทั่วไป ได้แก่ IT6, IT7, IT8 และ IT9 การเลือกต้องสมดุลระหว่างข้อกำหนดด้านการใช้งาน ต้นทุนการผลิต และข้อควรพิจารณาในการประกอบ
ค่าเบี่ยงเบนขีดจำกัดแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงสูงสุดที่อนุญาตจากขนาดพื้นฐาน ซึ่งกำหนดโดยค่าเบี่ยงเบนพื้นฐานและค่าความคลาดเคลื่อน วิศวกรต้องเลือกการกำหนดโซนความคลาดเคลื่อนและเกรดที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าขนาดจริงยังคงอยู่ภายในข้อกำหนด
ตารางต่อไปนี้แสดงค่าเบี่ยงเบนขีดจำกัด (ใน μm) สำหรับรูในส่วนต่างๆ และเกรดต่างๆ:
| ขนาดรูระบุ (มม.) | G7 | H6 | H7 | H8 | H9 | J6 | J7 | K7 | K8 | M7 | N7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| >0 - 3 | +12/+2 | +6/0 | +10/0 | +14/0 | +25/0 | +2/-4 | +4/-6 | 0/-10 | 0/-14 | -2/-12 | -4/-14 |
ระบบความคลาดเคลื่อนของเพลาสะท้อนระบบรู โดยประกอบด้วยขนาดพื้นฐาน การกำหนดโซนความคลาดเคลื่อน และเกรด รหัสเบี่ยงเบนเพลาทั่วไป ได้แก่ e, f, g, h, j, k, m, n, p และ r โดยแต่ละรหัสกำหนดลักษณะการเบี่ยงเบนเฉพาะ
การเลือกการประกอบที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับประสิทธิภาพทางกลไก มีประเภทการประกอบหลักสามประเภท โดยแต่ละประเภทให้บริการที่แตกต่างกัน
มีลักษณะเฉพาะโดยขนาดรูที่เกินขนาดเพลา ทำให้เกิดช่องว่าง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประกอบที่เคลื่อนที่ได้ เช่น ตลับลูกปืนและเพลาหมุน ซึ่งต้องพิจารณาถึงการหล่อลื่นและความแม่นยำในการเคลื่อนที่
ที่ซึ่งขนาดรูอาจใหญ่กว่าหรือเล็กกว่าขนาดเพลา ทำให้เกิดช่องว่างหรือการอัดแน่นได้ ใช้สำหรับการวางตำแหน่งที่แม่นยำพร้อมความสามารถในการถอดประกอบ เช่น หมุดระบุตำแหน่งและเฟือง
มีขนาดเพลาเกินขนาดรู ทำให้เกิดการบีบอัด จำเป็นสำหรับการส่งแรงบิดในตลับลูกปืนและข้อต่อแบบกด ซึ่งต้องมีการวิเคราะห์ความเครียด
พารามิเตอร์หลัก ได้แก่ ช่องว่าง (หรือการอัดแน่น) สูงสุด/ต่ำสุด และความคลาดเคลื่อนในการประกอบ คำนวณดังนี้:
ระบบการประกอบหลักสองระบบควบคุมแนวทางการผลิต
รักษาความคลาดเคลื่อนของรูคงที่ (โดยทั่วไปคือ H7) ในขณะที่เปลี่ยนความคลาดเคลื่อนของเพลาเพื่อให้ได้การประกอบตามที่ต้องการ ข้อดี ได้แก่ การตัดเฉือนรูที่ง่ายขึ้นและการผลิตที่เป็นมาตรฐาน
รักษาความคลาดเคลื่อนของเพลาคงที่ (โดยทั่วไปคือ h6) ในขณะที่เปลี่ยนความคลาดเคลื่อนของรู ข้อดี ได้แก่ การลดความหลากหลายของเพลาและการจัดการสินค้าคงคลังที่ง่ายขึ้น
นอกเหนือจากมาตรฐาน ISO แล้ว ตัวแปรหลายตัวแปรมีอิทธิพลต่อคุณภาพการประกอบ
กระบวนการที่มีความแม่นยำ เช่น การเจียรและการขัดเงา ทำให้ได้ความแม่นยำของมิติและผิวสำเร็จที่เหนือกว่า
โมดูลัสยืดหยุ่นและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนส่งผลต่อการเสียรูปและความเครียดภายใต้ภาระ
การเปลี่ยนแปลงมิติจากการผันผวนของอุณหภูมิต้องมีการชดเชยในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ความหยาบส่งผลกระทบต่อแรงเสียดทานและพื้นที่สัมผัส ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่มีความแม่นยำสูง
ระบบความคลาดเคลื่อน ISO ให้ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคที่ขาดไม่ได้สำหรับการออกแบบทางกลไก โดยกำหนดมาตรฐานมิติที่ชัดเจนสำหรับการประกอบรูและเพลา ด้วยการควบคุมหลักการเหล่านี้และการประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ วิศวกรสามารถพัฒนาการประกอบที่ตรงตามข้อกำหนดด้านการใช้งานที่หลากหลาย ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ ความทนทาน และความน่าเชื่อถือ การนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จต้องพิจารณาอย่างรอบด้านถึงกระบวนการผลิต คุณสมบัติของวัสดุ สภาพแวดล้อม และลักษณะพื้นผิวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการออกแบบ
