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
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)
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
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
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
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)
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)
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
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
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
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)
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)
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) 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) 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)
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 2ความกลม (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)