Fits-Tolerances and Surface texture
2103320 Des Mach Elem Mech. Eng. Department
Chulalongkorn University
• Fits and Tolerances
•Geometric dimensioning &
tolerancing
• Surface roughness
Introduction (1)
• การผลตชนงานไมสามารถผลตใหไดขนาดตรงพอดกบคาทตองการได หากเกดการคลาดเคลอน
ตองกาหนดวายอมใหคลาดเคลอนไดเทาไหร
• ความคลาดเคลอนทมากเกนไปจากการผลตทาใหชนงานประกอบเขากนไมได หรอประกอบไดแต
ทางานตามทตองการไมได
• การกาหนดคาความคลาดเคลอนทยอมใหเกดได เรยกวา คาพกดความเผอ (Tolerance)
• หากขนาดของชนงานอยในชวงคาพกดความเผอแลว ชนงานจะประกอบเขาดวยกนและทางานได
การประกอบเพลากบแบรง
หลวมเกนไป
ผวระหวางเพลากบแบรงเกดการไถล เกดความ
รอน และแบรงเสยหายได
แนนเกนไป
ประกอบเขาดวยกนไมได หรอประกอบแลวแบรง
เกดความเสยหาย
Introduction (2)
• ในตาแหนงทขนาดมความสาคญตอการทางานหรอการประกอบตองกาหนดคาความเผอไวเสมอ
• ความเผอจะเกยวของกบความแนนหลวมในการประกอบ ซงสมพนธกบการทางานของชนสวน
คาศพททเกยวของ
Shaft : ชนสวนทสวมเขาไปในอกชนสวนหนง
Hole : ชนสวนทรบใหอกชนสวมเขาไปภายใน
Basic size: ขนาดตามทออกแบบไว
Tolerance: ความแตกตางระหวางขนาดใหญทสดและเลกทสดทยอมรบได
ความพอดในการสวม (Fit)
Clearance fit : เพลามขนาดเลกกวารเพลาเสมอ/ เพลาเคลอนทสมพทธกบรได
Transition fit : เพลาอาจมขนาดเลกหรอใหญกวารเพลากได/ เวลาประกอบตองใช
อปกรณชวยตอกเขาไป เชน คอนตะกว คอนเหลก หรอ hand press/ เพลาไมสามารถ
เคลอนทสมพทธกบรได/ เมอถอดออกยงไมเกดความเสยหายกบชนสวน
Interferance fit: เพลามขนาดใหญกวารเพลาเสมอ/ ตองใชแรงอดเขาไป/ เมอถอดออก
จะเกดความเสยหายกบชนสวน
Clearance fit Transition fit Interferance fit
Fundamental Deviation of Tolerance (1)
• บงบอกวาขนาดของเพลาหรอรเพลาทกาหนด ใกลกบ basic size มากนอยขนาดไหน
• กรณของเพลา ใชตวอกษรตวเลก b, c, cd, e, ef, f, fg, g, h, js, j, k, m, n, p, …
• กรณของรเพลา ใชอกษรตวใหญ B, C, CD, E, EF, F, FG, G, H, JS, J, K, M, N, P
• คา h, H คอตรงกบ basic size
กรณเพลา
หลวม แนน
Fundamental Deviation of Tolerance (2)
• บงบอกวาขนาดของเพลาหรอรเพลาทกาหนด ใกลกบ basic size มากนอยขนาดไหน
• กรณของเพลา ใชตวอกษรตวเลก b, c, cd, e, ef, f, fg, g, h, js, j, k, m, n, p, …
• กรณของรเพลา ใชอกษรตวใหญ B, C, CD, E, EF, F, FG, G, H, JS, J, K, M, N, P
• คา h, H คอตรงกบ basic size
กรณรเพลา หลวม แนน
Grade of Tolerance
• Grade of tolerance แสดงคาขนาดของความคลาดเคลอนทยอมใหเกดได
• ISO กาหนด Grade of tolerance อย 18 คา คานอยแสดงถงงานละเอยด คามากแสดงถงงาน
หยาบ
ยอมใหคลาดเคลอนไดมากกวา
ยอมใหคลาดเคลอนไดนอยกวา
ตารางคา Tolerance
(Hole-basis system)
Ex.
Shaft φ 25 (Basic size)
Hole φ 25 (Basic size)
ประกอบแบบ Normal running (H8-f7)
Shaft φ 25 (24.959 – 24.980)
Hole φ 25 (25.000 – 25.033)
-20 -41
+33 0
ตารางคา Tolerance
(Shaft-basis system)
Ex.
Shaft φ 25 (Basic size)
Hole φ 25 (Basic size)
ประกอบแบบ Normal running (F8-h7)
Shaft φ 25 (24.979 – 25.000)
Hole φ 25 (25.020 – 25.053)
0 -21
+53 +20
ขอแนะนาเบองตน (1)
Clearance
Loose Running
(H9/d10 or D10/h9)
ตองการใหเพลาหมนในรเพลาได งานทมความเปลยนแปลงอณหภม
สง ปองกนการตดเมอเพลาเกดการขยายตว
Easy Running
(H9/e9 or E9/h9)
เพลาหมนอยในรไดสะดวก เหมาะกบงานทไมละเอยดมากนก หรอ
ตองการใหมชองวางเลกนอย เชน main bearings ของ crank shaft
ในเครองยนตสนดาปภายใน
Normal Running
(H8/f7 or F8/h7)
ตาแหนงทวๆ ไปทตองการใหเพลาหมน หรอเลอนไปมาได มการ
เปลยนแปลงอณหภมนอย เชน Shaft กบ bush
Precision Running
(H7/g6 or G7/h6)
เพลาหมนหรอเลอนได แตตองการความแมนยา เชน Pin กบรยด
หรอ ลมกบรองลม
Average Location
(H7/h6)
บางเลมจดเปน Transition fit, เพลาไมหมนหรอเลอนไปมาบนเพลา
ขอแนะนาเบองตน (2)
Transition
Light push fit
(H7/k6 or K7/h6)
ตองใชคอนตอกเพอประกอบ ชนงานยงสามารถถอดประกอบไดโดย
ไมเสยหาย แตไมตองการใหเกดชองวางระหวางชนงาน ชนงานทม
การสนสะเทอน
Heavy push fit
(H7/n6 or N7/h6)
ตองใชอปกรณเพอใสแรงในการประกอบ ยงถอดประกอบไดโดยไม
เสยหาย เชน ลมกบรองลมกรณตองการสงกาลงขนาดมากๆ
Interference
Press fit
(H7/p6 or P7/h6)
ตองใชแรงมากในการประกอบ การถอดอาจทาใหเกดความเสยหาย
ได สามารถสงกาลงไดเลกนอยจากความแนนระหวางชนสวน
Heavy press fit
(H7/s6 or S7/h6)
ตองใชเครองมอขนาดใหญในการประกอบ หรอใชความรอนใหร
ขยายตวหรอความเยนทาใหชนทใสหดตว สามารถสงกาลงไดมากขน
จากความแนนระหวางชน ไมตองการถอดออก เชน bush
ตวอยางการใชงาน
คท ตวอยางการเลอก
1 Heavy push fit, Press fit
เพราะไมตองการถอดประกอบ เมอสกหรอก
เปลยน bush (ซงมกเปนวสดทความแขงผวตากวา
2 Normal running
ตองการใหเคลอนทสมพทธได
3 Coarse tolerance (หรอใหหางมากกวา เพราะไม
ตองการใหเกดการสมผส)
4 Average location
ในการใชงานไมเกดการเคลอนท และตองการให
ประกอบพอด
5 ดจากตารางรของสลกเกลยว (Clearance hole)
6 Average location, light push fit
ตองการประกอบพอด ไมมการเคลอนทสมพทธ
แตยงตองการใหถอดประกอบได
General tolerances
• การกาหนดคาความเผอ จะทาในตาแหนงทมความจาเปนเทานน การใสคาความเผอโดยไม
จาเปนจะเปนการเพมเวลา และตนทนในการผลตชนสวน
• เกณฑความคลาดเคลอนของขนาดทผลตโดยการตด เจาะ กด ไส โดยทวไป แสดงในตาราง
• โดยปกตจะเลอกเกณฑขนปานกลางมาใช
Nominal Dimension (mm) 0.5 to 3 Over 3
To 6
Over 6
To 30
Over 30
To 120
Over 120
To 315
Over 315
To 1000
Over 1000
To 2000
Permissible
deviations in
millimeters
Fine series ±0.05 ±0.05 ±0.1 ±0.15 ±0.2 ±0.3 ±0.5
Medium series ±0.1 ±0.1 ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ±1.2
Coarse series ±0.2 ±0.5 ±0.8 ±1.2 ±2 ±3
Very coarse ±0.5 ±1 ±1.5 ±2.5 ±4 ±8
Geometric Dimensioning & Tolerancing (GD&T)
• การกาหนดความเผอของขนาดเพยงอยางเดยวอาจไมเพยงพอตอการผลต ในกรณทจาเปน
จะตองกาหนดคาความเผอทางเรขาคณตดวย
Form
Profile
Orientation
Runout
Position
ตวอยางการกาหนดคา GD&T (1)
Straightness http://www.cobanengineering.com
ตวอยางการกาหนดคา GD&T (2)
Flatness Circularity
Cylindricity
http://www.cobanengineering.com
ตวอยางการกาหนดคา GD&T (3)
Perpendicularity Parallelism
http://www.cobanengineering.com
Datum : จด เสน ระนาบ หรอพนผวอยางอนทใชในการอางองการวดตาแหนง
ดงนนในการผลตตองทาให Datum มความสมบรณของรปราง
ตวอยางการกาหนดคา GD&T (4)
Positional
Concentricity
http://www.cobanengineering.com
ตวอยางการกาหนดคา GD&T (5) http://www.cobanengineering.com
Circular runout
Total runout
Surface roughness
• ความเรยบของผว แสดงถงความเรยบของผวหลงปรบแตงแลว
• ความเรยบขนอยกบกระบวนการผลตและความประณตในการผลต
• ความเรยบผวมความสมพนธกบ การสกหรอจากการเสยดส แรงเสยดทานระหวางผว
ความสามารถในการปองกนการรวซม และความรสกในการสมผส ความสวยงาม
• ยงผวเรยบ ยงตองใชเวลา และตนทนในการผลตสง จะกาหนดในตาแหนงทมความจาเปนเทานน
Roughness parameters
• Ra : Arithmetical mean deviation
• Rt : Total height of profile
• Rzjis : Ten point height of roughness profile
Ra : Arithmetical mean deviation
http://www.inspectionengineering.com/Images/SurfaceFinishExplain.pdf
Roughness parameters
Rzjis : Ten point height of roughness profile Rt : Total height of profile
http://www.inspectionengineering.com/Images/SurfaceFinishExplain.pdf
Evaluation length = n × sampling length (standard length, cut-off length)
ปกต n = 5
หากหาความแตกตางระหวางคามากสด และนอยสด แต
คดแคความยาว sampling length จะไดคา Ry แทน Rt
Ra, Rz and Symbols http://de.misumi-ec.com/pdf/tech/mold/09_mo1517.pdf
ตวอยางการใชงาน
สญลกษณ ตวอยางสญลกษณ Ra การใชงาน
ไมมการปรบแตงผว
12.5-25 ผวทมการ machine อยางหยาบๆ ใชในบรเวณทไมมการ
สมผส ไมคานงถงความสวยงาม
3.2-6.3 Medium commercial finish – Coarse production finish
ผลตไดโดยเครองกลง เครองกด
พนผวทมการสมผส
0.4-1.6 First class – Good machine finish
ใชเครองกด กลงได แตตองประณต
งานสวม บรเวณใสแบรง พนผวทใสวสดปองกนการรวซม
0.012-0.2 Very fine quality surface finishes, costly to produce
Precision gauge, laboratory instrument 0.2
1.6 0.8
3.2 6.3
12.5 25
ตวอยาง drawing (1)
ถาไมมกาหนดใช Ra = 12.5
คาอนทมในแบบ Ra = 3.2
ตวอยาง drawing (2)
ตวอยาง drawing (2)
https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_finish
Surface roughness and
Manufacturing arocess