FORM CONTROL

การควบคุมรูปทรง

การควบคุมรูปทรง (Form Control)

การควบคุมรูปทรง (Form Control) เป็นการควบคุมพื้นผิว (Feature) แต่ละแนวบนพื้นผิว (Each Line Element) ระนาบกลาง (Plane) และแกนกลาง (Axis) ได้แก่ ความตรง (Straightness) ความราบ (Flatness) ความกลม (Circularity) ความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) รูปโครงร่างของเส้นใดๆ (Profile of a Line) และรูปโครงร่างของพื้นผิวใดๆ (Profile of a Surface) โดยการควบคุมรูปทรงเป็นการควบคุมที่ไม่จำเป็นต้องกำหนดดาตั้มอ้างอิงลงในแบบงาน

การควบคุมความตรง (Straightness Control)

ความตรงสามารถควบคุมได้ทั้งแต่ละแนวบนพื้นผิว (Each Line Element) และแกนกลาง (Median Line) ของชิ้นงาน โดยการกำหนดกรอบสัญลักษณ์ GD&T ความตรงไม่จำเป็นต้องกำหนดดาตั้มอ้างอิง (Datum Reference) ซึ่งการควบคุมความตรงของแต่ละแนวบนพื้นผิวจะควบคุมแต่ละแนวให้อยู่ในขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) ที่มีลักษณะเป็นเส้นคู่ขนาน (2 Parallel Lines) โดยที่ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนนี้มีอิสระในการเปลี่ยนตำแหน่งทั้งการขยับ (Translation Freedom) และการหมุน (Rotational Freedom) ได้ทั้ง 6 ระดับของความเป็นอิสระในการเคลื่อนที่ (6 Degrees of Freedom) ดังแสดงในภาพที่ 2-1 และภาพที่ 2-2

ภาพที่ 2-1 การควบคุมความตรงของแต่ละแนวบนพื้นผิว (Each Line Element) ของพื้นผิวแบนราบ

ภาพที่ 2-2 การควบคุมความตรงของแต่ละแนวบนพื้นผิว (Each Line Element) ของพื้นผิวทรงกระบอก

การควบคุมความตรงของแกนกลางจะควบคุมแต่ละตำแหน่งของแกนกลางให้อยู่ในขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนที่มีลักษณะเป็นขอบเขตทรงกระบอก (Cylindrical Boundary) โดยที่ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนนี้มีอิสระในการเปลี่ยนตำแหน่งทั้งการขยับและการหมุนได้ทั้ง 6 ระดับของความเป็นอิสระในการเคลื่อนที่ ดังแสดงในภาพที่ 2-3

ภาพที่ 2-3 การควบคุมความตรงของแกนกลาง (Median Line)

การควบคุมความตรงในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (Straightness Control with RFS)

การควบคุมความตรงของแกนกลาง (Median Line) ในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (Regardless of Feature Size, RFS) เป็นการควบคุมให้แกนกลางของชิ้นงานมีความความเบี่ยงเบนของความตรง (Straightness Deviation) มีค่ามากที่สุดได้ไม่เกินค่าพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ที่กำหนดในแบบงาน ซึ่งขนาดที่เปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงานจะส่งผลให้ขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) และขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) มีค่าเปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน

ภาพที่ 2-4 เป็นตัวอย่างของการควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (RFS) ของเพลา ซึ่งขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) หรือขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) จะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน เช่น กรณีของเพลาที่มีขนาดเท่ากับ Ø16.3 สามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 ซึ่งจะส่งผลให้ขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) มีค่าเท่ากับ Ø16.4 และขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) มีค่าเท่ากับ Ø16.2 มม. ถ้าเพลามีขนาดเท่ากับ Ø16.0 ก็สามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 เช่นกัน ส่งผลให้ขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) มีค่าเท่ากับ Ø16.1 และขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) มีค่าเท่ากับ Ø15.9 มม.

ภาพที่ 2-4 การวิเคราะห์การควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (RFS) ของเพลา

ภาพที่ 2-5 เป็นตัวอย่างของการควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (RFS) ของรู ซึ่งขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) หรือขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) จะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน เช่น กรณีของรูที่มีขนาดเท่ากับ Ø16.3 สามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 ซึ่งจะส่งผลให้ขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) มีค่าเท่ากับ Ø16.2 และขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) มีค่าเท่ากับ Ø16.4 มม. ถ้ารูมีขนาดเท่ากับ Ø16.0 ก็สามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 เช่นกัน ส่งผลให้ขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) มีค่าเท่ากับ Ø15.9 และขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) มีค่าเท่ากับ Ø16.1 มม.

ภาพที่ 2-5 การวิเคราะห์การควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (RFS) ของรู

การควบคุมความตรงในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (Straightness Control with MMC)

การควบคุมความตรงของแกนกลาง (Median Line) ในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (Maximum Material Condition, MMC) เป็นการควบคุมให้พื้นผิวของชิ้นงานไม่เหลื่อมล้ำออกนอกหรือเหลื่อมล้ำเข้าไปในขอบเขตสภาวะเสมือน (Virtual Condition Boundary, VC) ซึ่งแกนกลางของชิ้นงานจะมีความความเบี่ยงเบนของความตรง (Straightness Deviation) เปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน โดยชิ้นงานในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) จะมีค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้ไม่เกินค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน (Stated Tolerance) ส่วนชิ้นงานที่ไม่ได้อยู่ในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุดจะมีสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนโดยรวม (Total Tolerance) คือ ค่าผลต่างระหว่างขนาดในสภาวะเสมือน (VC) กับขนาดของชิ้นงานจริงที่ทำการวิเคราะห์ (Actual Size) ซึ่งสามารถคำนวณหาได้จากสูตร

Total Tolerance = | VC - Actual Size|

ภาพที่ 2-6 เป็นตัวอย่างของการควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของเพลา โดยขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) จะมีค่าคงที่ไม่ว่าชิ้นงานจะมีขนาดเป็นเท่าไร ซึ่งขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) ในแบบงานตัวอย่างมีค่าเท่ากับ Ø16.4 ดังนั้นในกรณีของเพลาที่มีขนาดเท่ากับ Ø16.3 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 ส่วนเพลามีขนาดเท่ากับ Ø16.0 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.4

ภาพที่ 2-6 การวิเคราะห์การควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของเพลา

ภาพที่ 2-7 เป็นตัวอย่างของการควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของรู โดยขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) จะมีค่าคงที่ไม่ว่าชิ้นงานจะมีขนาดเป็นเท่าไร ซึ่งขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) ในแบบงานตัวอย่างมีค่าเท่ากับ Ø15.9 ดังนั้นในกรณีของรูที่มีขนาดเท่ากับ Ø16.0 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 ส่วนรูมีขนาดเท่ากับ Ø16.3 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.4

ภาพที่ 2-7 การวิเคราะห์การควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของรู

การควบคุมความตรงในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (Straightness Control with LMC)

การควบคุมความตรงของแกนกลาง (Median Line) ในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (Least Material Condition, LMC) เป็นการควบคุมให้พื้นผิวของชิ้นงานไม่เหลื่อมล้ำออกนอกหรือเหลื่อมล้ำเข้าไปในขอบเขตสภาวะเสมือน (Virtual Condition Boundary, VC) ซึ่งแกนกลางของชิ้นงานจะมีความความเบี่ยงเบนของความตรง (Straightness Deviation) เปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน โดยชิ้นงานในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) จะมีค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้ไม่เกินค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน (Stated Tolerance) ส่วนชิ้นงานที่ไม่ได้อยู่ในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุดจะมีสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนโดยรวม (Total Tolerance) คือ ค่าผลต่างระหว่างขนาดในสภาวะเสมือน (VC) กับขนาดของชิ้นงานจริงที่ทำการวิเคราะห์ (Actual Size) ซึ่งสามารถคำนวณหาได้จากสูตร

Total Tolerance = | VC - Actual Size|

ภาพที่ 2-8 เป็นตัวอย่างของการควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของเพลา โดยขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) จะมีค่าคงที่ไม่ว่าชิ้นงานจะมีขนาดเป็นเท่าไร ซึ่งขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) ในแบบงานตัวอย่างมีค่าเท่ากับ Ø15.9 ดังนั้นในกรณีของเพลาที่มีขนาดเท่ากับ Ø16.0 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 ส่วนเพลามีขนาดเท่ากับ Ø16.3 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.4

ภาพที่ 2-8 การวิเคราะห์การควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของเพลา

ภาพที่ 2-9 เป็นตัวอย่างของการควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของรู โดยขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) จะมีค่าคงที่ไม่ว่าชิ้นงานจะมีขนาดเป็นเท่าไร ซึ่งขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) ในแบบงานตัวอย่างมีค่าเท่ากับ Ø16.4 ดังนั้นในกรณีของรูที่มีขนาดเท่ากับ Ø16.3 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.1 ส่วนรูมีขนาดเท่ากับ Ø16.0 จะสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้มากที่สุดเท่ากับ 0.4

ภาพที่ 2-9 การวิเคราะห์การควบคุมความตรงของแกนกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของรู

การควบคุมความตรงเป็นช่วง (Straightness Partial Control)

การกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความตรงลงในแบบงานเป็นการควบคุมความตรงตลอดทั้งความยาวของแต่ละแนวบนพื้นผิวหรือตลอดทั้งความยาวของแกนกลาง ในบางกรณีการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความตรงถูกกำหนดเพื่อควบคุมแต่ละช่วงของความยาวตามความต้องการของผู้ออกแบบ ซึ่งสามารถทำได้ด้วยการกำหนดช่วงของการควบคุมลงในส่วนของค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของกรอบสัญลักษณ์ GD&T

ภาพที่ 2-10 แสดงการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความตรงซึ่งส่วนบนของค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนระบุค่า Ø0.1 หมายถึง ตลอดทั้งแกนกลางของชิ้นงานสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้ไม่เกิน 0.1 ส่วน Ø0.02 / 25 หมายถึง ในแต่ละช่วงความยาว 25 มม. ของแกนกลางชิ้นงานสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความตรงได้ไม่เกิน 0.02

ภาพที่ 2-10 การควบคุมความตรงเป็นช่วง (Straightness Partial Control)

การควบคุมความราบ (Flatness Control)

ความราบสามารถควบคุมได้ทั้งพื้นผิว (Feature) และระนาบกลาง (Median Plane) ของชิ้นงาน โดยการกำหนดกรอบสัญลักษณ์ GD&T ความราบไม่จำเป็นต้องกำหนดดาตั้มอ้างอิง (Datum Reference) ซึ่งการควบคุมความราบของพื้นผิวจะควบคุมแต่ละตำแหน่งของพื้นผิวให้อยู่ในขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) ที่มีลักษณะเป็นระนาบคู่ขนาน (2 Parallel Planes) โดยที่ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนนี้มีอิสระในการเปลี่ยนตำแหน่งทั้งการขยับ (Translation Freedom) และการหมุน (Rotational Freedom) ได้ทั้ง 6 ระดับของความเป็นอิสระในการเคลื่อนที่ (6 Degrees of Freedom) ดังแสดงในภาพที่ 2-11

ภาพที่ 2-11 การควบคุมความราบของพื้นผิว (Feature)

การควบคุมความราบของระนาบกลางจะควบคุมแต่ละตำแหน่งของระนาบกลางให้อยู่ในขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนที่มีลักษณะเป็นขอบเขตที่มีลักษณะเป็นระนาบคู่ขนาน (2 Parallel Planes) โดยที่ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนนี้มีอิสระในการเปลี่ยนตำแหน่งทั้งการขยับและการหมุนได้ทั้ง 6 ระดับของความเป็นอิสระในการเคลื่อนที่ ดังแสดงในภาพที่ 2-12

ภาพที่ 2-12 การควบคุมความราบของระนาบกลาง (Median Plane)

การควบคุมความราบในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (Flatness Control with RFS)

การควบคุมความราบของระนาบกลาง (Median Plane) ในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (Regardless of Feature Size, RFS) เป็นการควบคุมให้ระนาบกลางของชิ้นงานมีความความเบี่ยงเบนของความราบ (Flatness Deviation) มีค่าไม่เกินค่าพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ที่กำหนดในแบบงาน ซึ่งขนาดที่เปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงานจะส่งผลให้ขนาดในสภาวะประกอบที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AME) และขอบเขตด้านในเนื้อวัสดุที่ไม่อ้างอิงดาตั้ม (U-AMME) มีค่าเปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน ดังแสดงในภาพที่ 2-13 และภาพที่ 2-14

ภาพที่ 2-13 การวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (RFS) ของกล่อง

ภาพที่ 2-14 การวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะที่ไม่คำนึงถึงเนื้อวัสดุ (RFS) ของร่อง

การควบคุมความราบในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (Flatness Control with MMC)

การควบคุมความราบของระนาบกลาง (Median Plane) ในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (Maximum Material Condition, MMC) เป็นการควบคุมให้พื้นผิวของชิ้นงานไม่เหลื่อมล้ำออกนอกหรือเหลื่อมล้ำเข้าไปในขอบเขตสภาวะเสมือน (Virtual Condition Boundary, VC) ซึ่งระนาบกลางของชิ้นงานจะมีความความเบี่ยงเบนของความราบ (Flatness Deviation) เปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน โดยชิ้นงานในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) จะมีค่าความเบี่ยงเบนของความราบได้ไม่เกินค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน (Stated Tolerance) ส่วนชิ้นงานที่ไม่ได้อยู่ในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุดจะมีสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความราบได้มากกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนโดยรวม (Total Tolerance) สามารถคำนวณได้จากผลต่างระหว่างขนาดในสภาวะเสมือน (VC) กับขนาดของชิ้นงานจริงที่ทำการวิเคราะห์ (Actual Size) เช่นเดียวกันกับการควบคุมความตรง ซึ่งสามารถเขียนเป็นสูตรได้ดังนี้

Total Tolerance = | VC - Actual Size|

ภาพที่ 2-15 เป็นตัวอย่างของการวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของกล่อง ส่วนภาพที่ 2-16 เป็นตัวอย่างของการวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของร่อง โดยขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) จะต้องมีค่าคงที่ไม่ว่าชิ้นงานจะมีขนาดเป็นเท่าไร

ภาพที่ 2-15 การวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของกล่อง

ภาพที่ 2-16 การวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุมากสุด (MMC) ของร่อง

การควบคุมความราบในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (Flatness Control with LMC)

การควบคุมความราบของระนาบกลาง (Median Plane) ในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (Least Material Condition, LMC) เป็นการควบคุมให้พื้นผิวของชิ้นงานไม่เหลื่อมล้ำออกนอกหรือเหลื่อมล้ำเข้าไปในขอบเขตสภาวะเสมือน (Virtual Condition Boundary, VC) ซึ่งระนาบกลางของชิ้นงานจะมีความความเบี่ยงเบนของความราบ (Flatness Deviation) เปลี่ยนไปตามขนาดจริงของชิ้นงาน โดยชิ้นงานในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) จะมีค่าความเบี่ยงเบนของความราบได้ไม่เกินค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน (Stated Tolerance) ส่วนชิ้นงานที่ไม่ได้อยู่ในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุดจะมีสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความราบได้มากกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่กำหนดในแบบงาน

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนโดยรวม (Total Tolerance) สามารถคำนวณได้จากผลต่างระหว่างขนาดในสภาวะเสมือน (VC) กับขนาดของชิ้นงานจริงที่ทำการวิเคราะห์ (Actual Size) เช่นเดียวกันกับการควบคุมความตรง ซึ่งสามารถเขียนเป็นสูตรได้ดังนี้

Total Tolerance = | VC - Actual Size|

ภาพที่ 2-17 เป็นตัวอย่างของการวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของกล่อง ส่วนภาพที่ 2-18 เป็นตัวอย่างของการวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของร่อง โดยขนาดของขอบเขตสภาวะเสมือน (VC) จะต้องมีค่าคงที่ไม่ว่าชิ้นงานจะมีขนาดเป็นเท่าไร

ภาพที่ 2-17 การวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของกล่อง

ภาพที่ 2-18 การวิเคราะห์การควบคุมความราบของระนาบกลางในสภาวะเนื้อวัสดุน้อยสุด (LMC) ของร่อง

การควบคุมความราบเป็นช่วง (Flatness Partial Control)

การกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความราบลงในแบบงานเป็นการควบคุมความราบตลอดพื้นที่ทั้งหมดของพื้นผิวหรือตลอดพื้นที่ทั้งหมดของระนาบกลาง ในบางกรณีการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความราบถูกกำหนดเพื่อควบคุมแต่ละช่วงพื้นที่ของพื้นที่ทั้งหมดตามความต้องการของผู้ออกแบบ ซึ่งสามารถทำได้ด้วยการกำหนดช่วงของการควบคุมลงในส่วนของค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของกรอบสัญลักษณ์ GD&T

ภาพที่ 2-19 แสดงการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T ความราบซึ่งส่วนบนของค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนระบุค่า 0.1 หมายถึง ตลอดทั้งพื้นผิวทั้งหมดของชิ้นงานสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความราบได้ไม่เกิน 0.1 ส่วน 0.02 / 25x25 หมายถึง ในแต่ละช่วงพื้นที่ 25x25 ตร.มม. ของพื้นผิวบนชิ้นงานสามารถเกิดค่าความเบี่ยงเบนของความราบได้ไม่เกิน 0.02

ภาพที่ 2-19 การควบคุมความราบเป็นช่วง (Flatness Partial Control)

การควบคุมความกลม (Circularity Control)

ความกลมสามารถควบคุมได้เฉพาะแนวขอบของพื้นผิวรูปวงกลม (Circular Profile) ของแต่ละแนวภาคตัด (Cross Section) ของพื้นผิวทรงกระบอก (Cylindrical Feature) พื้นผิวทรงกรวย (Conical Feature) และพื้นผิวทรงกลม (Spherical Feature) โดยการกำหนดกรอบสัญลักษณ์ GD&T ความกลมไม่จำเป็นต้องกำหนดดาตั้มอ้างอิง (Datum Reference) ซึ่งการควบคุมความกลมของพื้นผิวจะควบคุมแต่ละแนวขอบของพื้นผิวรูปวงกลมให้อยู่ในขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) ที่มีลักษณะเป็นวงกลม 2 วงที่ร่วมศูนย์กัน (2 Concentric Circles) ที่มีค่าผลต่างระหว่างรัศมีของวงกลมทั้งสองน้อยที่สุด (Minimum Radial Separator, MRS) โดยที่ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนนี้มีอิสระในการเปลี่ยนตำแหน่งทั้งการขยับ (Translation Freedom) และการหมุน (Rotational Freedom) ได้ทั้ง 6 ระดับของความเป็นอิสระในการเคลื่อนที่ (6 Degrees of Freedom) ดังแสดงในภาพที่ 2-20

ภาพที่ 2-20 การควบคุมความกลมของแนวขอบของพื้นผิวรูปวงกลม (Circular Profile of Feature)

การควบคุมความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity Control)

ความเป็นทรงกระบอกสามารถควบคุมได้เฉพาะพื้นผิวที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอก (Cylindrical Feature) เท่านั้น โดยการกำหนดกรอบสัญลักษณ์ GD&T ความเป็นทรงกระบอกไม่จำเป็นต้องกำหนดดาตั้มอ้างอิง (Datum Reference) ซึ่งการควบคุมความเป็นทรงกระบอกของพื้นผิวพื้นผิวทรงกระบอกให้อยู่ในขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Zone) ที่มีลักษณะเป็นทรงกระบอก 2 ขอบเขตที่ร่วมแกนกัน (2 Concentric Cylinders) ที่มีค่าผลต่างระหว่างรัศมีของทรงกระบอกทั้งสองน้อยที่สุด (Minimum Radial Separator, MRS) โดยที่ขอบเขตพิกัดความคลาดเคลื่อนนี้มีอิสระในการเปลี่ยนตำแหน่งทั้งการขยับ (Translation Freedom) และการหมุน (Rotational Freedom) ได้ทั้ง 6 ระดับของความเป็นอิสระในการเคลื่อนที่       (6 Degrees of Freedom) ซึ่งการควบคุมความเป็นทรงกระบอกมีลักษณะของการควบคุมร่วมกัน (Composite Control) ระหว่างการควบคุมความตรง (Straightness Control) กับการควบคุมความกลม (Circularity Control) ดังแสดงในภาพที่ 2-21

ภาพที่ 2-21 การควบคุมความเป็นทรงกระบอกของพื้นผิว (Cylindrical Feature)

การควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ (Profile of a Line Control)

การควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ (Profile of a Line) จัดอยู่ในกลุ่มของการควบคุมร่วม (Composite Control) ซึ่งสามารถควบคุมได้ทั้งรูปทรง (Form) การจัดวางทิศทาง (Orientation) การวัดวางตำแหน่ง (Location) และขนาด (Size) ดังนั้นการควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ จึงจัดเป็นการควบคุมรูปทรงแบบหนึ่ง โดยการกำหนดสัญลักษณ์ GD&T รูปโครงร่างของเส้นใดๆ จะเป็นการควบคุมทั้งรูปทรงและขนาดในเวลาเดียวกัน นอกจากนี้ข้อดีของการควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ คือสามารถควบคุมพื้นผิวได้มากกว่า 1 พื้นผิวในเวลาเดียวกัน ดังแสดงในภาพที่ 2-22

ภาพที่ 2-22 การควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ (Profile of a Line)

การควบคุมรูปโครงร่างของพื้นผิวใดๆ (Profile of a Surface Control)

การควบคุมรูปโครงร่างของพื้นผิวใดๆ (Profile of a Surface) จัดอยู่ในกลุ่มของการควบคุมร่วม (Composite Control) เช่นเดียวกับรูปโครงร่างของเส้นใดๆ ซึ่งสามารถควบคุมได้ทั้งรูปทรง (Form) การจัดวางทิศทาง (Orientation) การวัดวางตำแหน่ง (Location) และขนาด (Size) ดังนั้นการควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ จึงจัดเป็นการควบคุมรูปทรงแบบหนึ่งเช่นเดียวกับการควบคุมรูปโครงร่างของเส้นใดๆ ดังแสดงในภาพที่ 2-23

ภาพที่ 2-23 การควบคุมรูปโครงร่างของพื้นผิวใดๆ (Profile of a Surface)

ความเบี่ยงเบนด้านรูปทรงที่เกิดจากการผลิต (Form Deviation from Manufacturing)

ธรรมชาติของกระบวนการผลิตจะเกิดความสม่ำเสมอในกระบวนการผลิต เช่น อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้น การสึกหรอของชิ้นส่วนเครื่องจักร ฯลฯ ทำให้ไม่สามารถควบคุมขนาน (Dimension) และรูปร่างรูปทรง (Geometry) ของชิ้นงานให้มีค่าเท่ากันทุกชิ้น ดังนั้นผู้ออกแบบจึงต้องมีการกำหนดค่าพิกัดความคลาดเคลื่อน (Tolerance Value) ลงในแบบงาน ซึ่งผู้ผลิตต้องพิจารณาค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของชิ้นงานก่อนทำการผลิตก่อนผลิตทุกครั้ง

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนจะเกิดขึ้นได้จาก 3 ส่วน คือ ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากการกำหนดค่าลงในแบบงาน (Defined Tolerance) ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไป (General Tolerance) และค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากค่าความเบี่ยงเบนแปรผัน (Variable Deviation) โดยความสามารถในการผลิตในขั้นตอนสุดท้ายจะต้องมีความสามารถในการผลิตที่ดีกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั้ง 3 ส่วนดังที่ได้กล่าวมา

ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทางด้านรูปทรงที่ถูกกำหนดลงในแบบงานจะต้องสอดคล้องกับกฎข้อที่ 1 นั้นคือ ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทางด้านรูปทรง (Form Tolerance) จะต้องมีค่าไม่มากไปกว่าค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของขนาด (Size Tolerance) ของพื้นผิวนั้นๆ ส่วนค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่ได้จากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไปจะมีเฉพาะการควบคุมความตรง (Straightness) และความราบ (Flatness) เท่านั้น ดังแสดงในตารางที่ 2-1 ซึ่งค่าความคลาดเคลื่อนที่ได้จากกรรมวิธีการผลิตจริงๆ จะมีค่าน้อยกว่าค่าที่ได้จากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไปเสมอ

ตารางที่ 2-1 ตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไปของความตรงและความราบ

ที่มา : ISO 2768-2 General Tolerances – Part 2

ความกลม (Circularity) และความเป็นทรงกระบอก (Cylindricity) จะไม่มีการควบคุมจากตารางค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนทั่วไป (General Tolerance) ถ้าในแบบงานไม่มีการกำหนดค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของความกลมและความเป็นทรงกระบอก ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนจะเกิดจากค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนที่เกิดจากค่าความเบี่ยงเบนแปรผัน (Variable Deviation) ที่เกิดจากการควบคุมโดยกฎข้อที่ 1 นั้นคือ ค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของความกลมและความเป็นทรงกระบอกจะมีค่าไม่เกินครึ่งหนึ่งของค่าพิกัดความคลาดเคลื่อนของขนาด (Size Tolerance)

ผู้ผลิตควรจะต้องมีการเก็บข้อมูลของค่าความเบี่ยงเบนด้านรูปทรง (Form Deviation) ที่ได้จากกระบวนการผลิตต่างๆ เพื่อใช้เป็นแนวทางในการออกแบบและผลิตชิ้นงานต่อไป เนื่องจากในกระบวนการผลิตที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดค่าความเบี่ยงเบนของรูปทรงที่ไม่เท่ากัน เช่น การผลิตเพลาทรงกระบอกด้วยวิธีเจียรนัย (Grinding) จะได้ค่าความเบี่ยงเบนของความกลมและค่าความเลี่ยงเบนของความเป็นทรงกระบอกที่น้อยกว่าการผลิตด้วยกรรมวิธีการกลึง (Turning)