การควบคุมความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Control)

ความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) คือ สภาวะที่แต่ละตำแหน่งของพื้นผิว (Feature) มีระยะห่างในทิศทางตั้งฉากจากแนวแกนใดแกนหนึ่งเป็นระยะทางเท่าๆ กัน การควบคุมความเป็นทรงกระบอกจัดอยู่ในกลุ่มของการควบคุมรูปทรง (Form Control) จึงไม่จำเป็นต้องมีการกำหนดดาตั้มอ้างอิง ตัวอย่างการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความเป็นทรงกระบอก แสดงในภาพที่ 7-1

ความเป็นทรงกระบอกของพื้นผิว (Cylindricity of Feature)

ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) ของความเป็นทรงกระบอกที่ควบคุมพื้นผิว มีลักษณะเป็นทรงกระบอก 2 รูปที่ร่วมแกนกัน (2 Concentric Cylinders) ซึ่งมีระยะห่างเท่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ที่กำหนดในแบบงาน ซึ่งค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Deviation) คือ ค่าผลต่างของรัศมีที่มีค่าน้อยที่สุดของทรงกระบอกทั้ง 2 (Minimum Radial Separation, MRS) ที่แต่ละจุดบนพื้นผิวสามารถอยู่ในขอบเขตนี้ได้

ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนของความเป็นทรงกระบอกที่ควบคุมพื้นผิว แสดงในภาพที่ 7-2 เป็นขอบเขตที่สามารถจัดวางได้อย่างอิสระทุกระดับของการเคลื่อนที่ (Degree of Freedom) ทำให้ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนสามารถเปลี่ยนตำแหน่งได้ทั้งการขยับ (Translation) และการหมุน (Rotation) ซึ่งการเปลี่ยนตำแหน่งของขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนในลักษณะนี้เป็นการใช้พื้นผิวที่ต้องการควบคุมในการอ้างอิงการจัดวางขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนเพื่อใช้ในการตรวจสอบพื้นผิวนั้นๆ

การควบคุมความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Control) เปรียบเสมือนการควบคุมความกลม (Circularity Control) ไปพร้อมๆ กับการควบคุมความตรง (Straightness Control) ของพื้นผิว ดังแสดงในภาพที่ 7-3 ดังนั้นค่าความเบี่ยงเบนของความกลม (Circularity Deviation) และค่าความเบี่ยงเบนของความตรง (Straightness Deviation) ของชิ้นงานที่ผลิตได้ จึงมีค่าน้อยกว่าค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Deviation) เสมอ

การควบคุมความเป็นทรงกระบอกด้วยกฎข้อที่ 1 (Cylindricity Control by Rule #1)

เมื่อไม่มีการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) ที่พื้นผิว (Feature) พื้นผิวนั้นจะมีการควบคุมด้วยกฎข้อที่ 1 โดยจะควบคุมให้แต่ละจุดบนพื้นผิวไม่เหลื่อมล้ำออกนอกหรือเหลื่อมล้ำเข้าไปในขอบเขตสภาวะเนื้อวัสดุมากสุดที่มีความสมบูรณ์ทางด้านรูปทรง (Perfect Form at MMC) ซึ่งค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Deviation) จะมีค่าไม่เกินครึ่งหนึ่งของค่าความเบี่ยงเบนของขนาด (Size Deviation) ที่เกิดขึ้นบนชิ้นงาน ดังแสดงในภาพที่ 7-4 

การควบคุมความเป็นทรงกระบอกของพื้นผิว (Cylindricity Control of Feature)

เมื่อพื้นผิว (Feature) มีการควบคุมด้วยสัญลักษณ์ GD&T ความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) พื้นผิวนั้นยังคงมีการควบคุมด้วยกฎข้อที่ 1 เช่นเดิม ซึ่งค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Deviation) จะมีค่าไม่มากกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ของ GD&T ความเป็นทรงกระบอกที่กำหนดลงในแบบงาน ภาพที่ 7-5 แสดงให้เห็นพื้นผิวของชิ้นงานมีการควบคุมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางและการควบคุมความเป็นทรงกระบอก ซึ่งจะส่งผลให้ความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอกมีค่าไม่เกิน 0.05 ไม่ว่าขนาดของชิ้นงานจะมีค่าเป็นเท่าไหร่ก็ตาม

ตัวอย่างการตรวจสอบความเป็นทรงกระบอก (Example of Cylindricity Inspection)

ภาพที่ 7-6 เป็นตัวอย่างของการตรวจสอบความเป็นทรงกระบอกด้วยเครื่องมือวัดพื้นฐาน ได้แก่ โต๊ะระดับ (Surface Plate) แท่นรองที่สามารถปรับระยะความสูงได้ (Adjustable Support) และไดอัลเกจ (Dial Gauge)

ปรับตั้งค่าชิ้นงาน โดยการวางชิ้นงานบนวีบล๊อก ให้ชิ้นงานวางบนวีบล๊อกอย่างมั่นคง แล้วนำชุดไดอัลเกจเลื่อนแตะหาตำแหน่งสูงสุดบนพื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบ

ตรวจสอบค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอก โดยค่อยๆ หมุนชิ้นงานบนวีบล๊อกอย่างช้าๆ พร้อมทั้งเลื่อนชุดไดอัลเกจในทิศทางเดียวกับแกนการหมุนไปมาจนครอบคลุมทั่วทั้งพื้นผิวที่ต้องการตรวจสอบความเป็นทรงกระบอก เก็บค่ามากที่สุดและน้อยที่สุดที่สามารถอ่านค่าได้จากไดอัลเกจในขณะทำการตรวจสอบ เช่น อ่านค่าวัดมากที่สุดจากไดอัลเกจได้เท่ากับ 0.19 และอ่านค่าวัดน้อยสุดได้เท่ากับ 0.03

วิเคราะห์ผลการตรวจสอบ โดยค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอกที่ทำการตรวจสอบ คือ ผลต่างระหว่างค่าที่มากที่สุดและค่าที่น้อยที่สุดที่อ่านได้จากไดอัลเกจ เช่น ค่าของไดอัลเกจในขณะทำการวัดอ่านค่าได้มากที่สุดเท่ากับ 0.19 อ่านค่าได้น้อยที่สุดเท่ากับ 0.03 ดังนั้น ค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอกที่ทำการตรวจสอบจะมีค่าเท่ากับ 0.17

สรุปผลการตรวจสอบ โดยค่าความเบี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอกของพื้นผิวนี้จะมีค่าเท่ากับ 0.17