วันนี้มีคำถามลับสมองครับ

ให้กำหนดขนาด สัญลักษณ์ GD&T และค่า Tolerance ในแบบงาน โดยกำหนดความต้องการหลักเมื่อนำชิ้นงาน 2 ชิ้นประกอบด้วยกัน 3 ข้อดังนี้ครับ

1. 1. สลักขนาด 12 +0/-0.05 มม. ต้องประกอบเข้ากับรูทั้ง 8 ได้

   2. ประกอบแล้วขอบด้านใน (ID) ของชิ้นงาน ต้องเยื้องกันไม่เกิน 1 มม.

   3. ประกอบแล้วขอบด้านนอก (OD) ของชิ้นงาน ต้องเยื้องกันไม่เกิน 2 มม.

ปล. ส่วนที่นอกเหนือความต้องการหลักสามารถใช้สัญลักษณ์ Modfier อะไรก็ได้ตามต้องการเพื่อให้สามารถผลิตได้ง่ายขึ้น

ผมจะอธิบาย “หลักการ” ในการกำหนดขนาด สัญลักษณ์ GD&T และค่าความคลาดเคลื่อนในแบบงาน เป็นขั้นๆ ดังนี้นะครับ

ขั้นแรก คือการกำหนดดาตั้มอ้างอิง ขนาดและสัญลักษณ์ GD&T ให้ถูกต้องตาม “เงื่อนไข” ที่ลูกค้าต้องการ โดยการกำหนดขนาดจะอ้างอิงตามหลัก “GPS concept” และต้องกำหนดให้ “ครบ” ทุกการควบคุม แต่ยัง “ไม่ต้อง” กำหนดค่าความคลาดเคลื่อน

ตัวอย่าง ตามแบบด้านล่างครับ

ขั้นที่สอง คือ “การตัด ลด รวม” ขนาดและสัญลักษณ์ GD&T ได้แก่

• การ “ตัด" ส่วนที่เป็น Non-Function ทิ้งไป 

• การ “ลด" ส่วนที่เป็นการควบคุมซ้ำซ้อน

• การ “รวม" การควบคุมในบางเงื่อนไขให้อยู่ในรูปของ Composite control

โดยขนาดและสัญลักษณ์ในส่วนที่เหลือนี้จะต้องทำการวิเคราะห์ค่า Tolerance เป็นลำดับถัดไป

ขั้นที่สาม คือ “ใส่กรอบ” ใช่ครับ ใส่กรอบ ...กรอบที่ว่าคือ Drawing Frame ที่มีการกำหนดค่า General Tolerance

ดังนั้นขนาดด้านมิติ (Size dimension) ขนาดด้านรูปทรง (Geometry dimension) ความหยาบผิว (Surface roughness) ที่เป็น Non-Functional ก็จะไม่ต้องระบุค่า Tolerance โดยตรงที่แบบงาน โดยแบบงานตัวอย่างนี้ อ้างอิง ISO 2768-mH

ตัวอย่าง ตามแบบด้านล่างครับ

ขั้นที่สี่ คือ การจัดสรรค่าความคลาดเคลื่อน (Tolerance Allocate) จากการวิเคราะห์ความต้องการในการประกอบ

การจัดสรรค่าความคลาดเคลื่อนมีหลายวิธีการครับ แต่ตัวอย่างตามแบบด้านล่าง ผมใช้การจัดสรรค่าความคลาดเคลื่อนด้วยหลักกการ Arithmetic Tolerance Allocate โดยใช้วิธีการจัดสรรแบบ Equal Distribution Allocate ที่ใช้ค่า Fixed Tolerance จาก General Tolerance และ Standard part โดยวิธีนี้เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการจัดสรรค่าความคลาดเคลื่อน

ส่วนการออกแบบจริงๆ ผมจะใช้หลักการ Statistic Tolerance Allocate ร่วมกับการจัดสรรแบบ Proprtional Distrbution หรือ Precision Factor Method มากกว่า

ในที่สุดเราก็สามรถกำหนดขนาด ดาตั้ม สัญลักษณ์ GD&T และค่าความคลาดเคลื่อนในแบบงานที่เป็น Functional Drawing ได้แล้วนะครับ

เราได้ Functional Drawing ของชิ้นงานมาแล้ว ซึ่งประกอบด้วย ขนาด GD&T และค่า Tolerance ที่สอดคล้องกับเงื่อนไขและความต้องการของผู้ออกแบบ มาแล้วนะครับ

ถ้าเราวิเคราะห์ Stack Up Tolerance ของชิ้นงานแบบ Arithmetic Stack Up เราจะคำนวณระยะเยื้องมากสุดของขอบด้านในได้ 1 มม. ระยะเยื้องของขอบด้านนอก 2 มม. และสลักประกอบกับรูทั้ง 8 แบบสวมคลอน (Clearance fit) เสมอ

จากแบบงานด้านล่าง ลองคำนวณกันดูครับค่า Tolerance Stack Up ออกมาตามที่เรากำหนดไว้แน่นอน

ค่า Tolerance จากตัวอย่างอาจจะดูเยอะใช่ไหมครับ ประมาณ 0.2 - 0.7 มม. ที่เป็นอย่างนี้ก็เพราะโจทย์ต้องการระยะเยื้องมากสุด 1 - 2 มม. ซึ่งเยอะมากครับ แต่งานที่เราทำจริงๆ ตอนนี้ ระยะเยื้องที่ต้องการอาจจะน้อยกว่านี้ซัก 10 เท่า เช่น ระยะเยื้องขอบในไม่เกิน 0.1 มม. ระยะเยื้องขอบนอกไม่เกิน 0.2 มม. ทำให้ค่า Tolerance น่าจะน้อยกว่านี้ซัก 10 เท่า อยู่ระดับ 0.02 - 0.07 มม.

หวังว่าบทความชุดนี้ จะทำให้เราเข้าใจเรื่องขั้นตอนการกำหนดขนาดในแบบ Function drawing ได้มากขึ้นนะครับ