آشنايي با تلرانس چارت يا زنجيره تلرانسي
بهطوري كلي، وقتي قطعهاي كه روش توليد آن ماشينكاري است با يك نقشه وارد قسمت مهندسي شركتهاي توليدي در ايران ميشود، واحد مهندسي انتخابهاي توليد را حدس زده و گيج و فيكسچرها ساخته ميشوند. سپس روي ماشينآلات موجود و يا گاهي روي ماشينآلات خريداري شده نصب شده و سعي ميشود قطعه مورد نظر به روش سعي و خطا توليد شود. در برخي مواقع نيز قطعه توليد شده با نقشه مطابقت ندارد. وقتي كار به اينجا ميرسد، به بنبست خورده و معمولاً يا حل نميشود و يا با صرف هزينه زياد قابل حل ميباشد.
حال بايد ديد چه كنيم كه به اين مشكلات برخورد نكرده و كمترين هزينه را بدون تست عملي يا ساخت فيكسچرهاي توليدي داشته باشيم و در عين حال، كمترين زمان ممكن را براي چيدمان خط توليد صرف كنيم. در صنعت كنوني كه رقابتي است، علاوهبر هزينه چيدمان يك خط، زمان چيدمان بسيار مهم است چون ممكن است چند شركت همزمان قطعهاي واحد را توليد كنند. در اينگونه موارد، زمان رسيدن به نتيجه بسيار مهم است. تنها راهحل حل ممكن، ترسيم تلرانس چارت يا زنجيره تلرانسي است. به كمك اين چارت ميتوان قبل از چيدمان خط و تنها به كمك اطلاعات مندرج در نقشه، ماشينآلات و قطعه خام، خط توليد را بهگونهاي چيدمان كرد كه كاربريهاي استخراج شده در آن، بهترين و بهينهترين باشند و ديگر به سعي و خطا براي توليد، نيازي نباشد.
معرفي تلرانس چارت
1. آناليز ماشينكاري
معمولاً قسمت طراحي يا بخش توسعه محصول هر شركت، سعي ميكند قطعه را طوري طراحي كند كه كمترين قيمت ممكن را داشته باشد. بخش متد نيز پس از طراحي قطعه، مسئوليت چيدمان خط توليد را برعهده دارد كه ميبايستي فرايند و ماشينآلات خط توليد را به صورت بهينه انتخاب كند.
ماشينكاري، فرايندي گرانقيمت بوده و يك كارشناس متد ميبايستي در چيدمان خط توليد به موارد زير توجه داشته باشد:
الف- از روشي استفاده كند كه تعداد عمليات روي قطعه كمتر باشد (خشن، مياني، نقاط مبناي اوليه و...)
ب- تا حد ممكن ابعاد قطعه خام قبل از ماشينكاري را مطابق با كمترين حجم ماده قابل برداشت در هر Operation محاسبه كند.
پ- ماشينكاري را (تا حد ممكن) مستقيماً با ابعاد نهايي نقشه انجام دهد.
ت- ماشينآلات را با توجه به تلرانسهاي مورد نياز در هر Operation انتخاب كند.
2. تلرانسهاي اقتصادي
هر ماشين ابزار، تلرانس خاص و تعريف شده خود را توليد كرده و نميتوان با تنظيم يك عدد، از هر ماشين همان عدد را گرفت. همچنين ماشينابزار مختلف، تلرانسهاي مختلفي را توليد كرده و لقيهاي متفاوتي دارند. اين موضوع در تلرانس چارت بسيار اهميت دارد زيرا ميزان دقت ماشينآلات انتخابي ميبايستي دقيقاً مشخص باشد. البته به غير از لقيهاي ماشينآلات، عوامل ديگري مانند عمر ابزار و قابليت تكرارپذيري ماشين نيز بر دقت خروجي اعمالي به قطعه تأثير ميگذارد كه بهتر است دقت كلي در نظر گرفته شود. (پس از ترسيم تلرانس چارت اين موضوع بيشتر توضيح داده ميشود)
گفتني است كه دقت هر ماشين ابزار، اقتصاديترين تلرانس بوده و اگر بخواهيم دقتي بالاتر از آن را از ماشينابزار بگيريم، قيمت بالا خواهد رفت (زيرا به تنظيم دقيقتر و زمان بيشتري نياز دارد، reject و rework بيشتر خواهد شد و...)
در جدول زير مثالهايي كلي از ماشينآلات مختلف ارائه شده كه در آن، اقتصاديترين تلرانس براي ماشينآلات ياد شده ذكر شده است.
 |
3. ابعاد وضعيت
الف- ابعاد (Condition Dimention (CD
اين بعد، ابعاد نهايي ذكر شده در نقشه است كه در نمودار تلرانس چارت به CD معروف است.
ب- ابعاد ماشينكاري
هر Operation ماشينكاري از نقطهاي مبنا گرفته كه معمولاً ماشينابزار براساس آن تنظيم ميشود. بعد ماشينكاري ميتواند با استفاده از تنظيم يا قطر ابزار ايجاد شود و يا از فيكسچر ماشينكاري مبنا گرفته شود. اين ابعاد، همان ابعادي است كه ميبايستي در process sheet ذكر شود. اين بعد در مواردي كه ابزار بعدي را به تنهايي توليد ميكند TD) Tool Dimention) و در مواقعي كه بعدي نسبت به نقطه مبنا توليد ميشود WD) Working Dimention ) نام دارد.
4. انواع ابعاد ماشينكاري
الف- بعد كاري Working Dimention (حركت ابزار)
ب- بعد ماشين Machine Dimention (فاصله بين دو سوراخ و...)
پ- بعد ابزار Tool Dimention (قطر، گام و...)
 |
 |
5. حداقل حجم ماده قابل برداشت1
هر ابزار برادهبرداري، يك مقدار حداقل بار لازم دارد تا عمل برادهبرداري را انجام دهد. در غير اين صورت، عمل برادهبرداري انجام نميشود و ابزار صرفاً بر روي قطعه كار كشيده ميشود يا به اصطلاح «كرنجه»2 ميكند.اصطلاحاً به اين مورد حداقل حجم ماده قابل برداشت يا SR ميگويند.
مثالهايي از حداقل حجم براده قابل برداشت، در جدول زير ارائه شده است:
6. حداقل اندازه ابعاد قطعه خام3
حداقل اندازه ابعاد قطعه خام، بعد لازم براي توليد قطعهاي خوب است. با محاسبه اين ابعاد (ابعاد قطعه خام) ابعاد و تلرانسهاي قطعه خام تعريف شده و نقشه قطعه خام استخراج خواهد شد.
7. نقاط شروع ماشينكاري و كلمپينگها4
الف- عمومي
- بهطور كلي اگر وضعيت يك قطعه در حد مناسب باشد و در موقعيتي مناسب قرار گيرد، ميتوان قطعهاي خوب توليد كرد. حتي به شرطي كه موقعيت قطعه خوب باشد، ميتوان در توليد انبوه، تكرارپذيري خوبي داشت.
- نقاط شروع در كنترل، ميبايستي تا حد ممكن همان نقاطي باشند كه در توليد قطعه مدنظر گرفته ميشود (ابعاد، موقعيت و فرم)
ب- نقاط شروع
عموماً براي موقعيت دادن به هر قطعه، نياز به 6 نقطه داريم چون هر قطعه در فضا، سه بعد حركتي و سه چرخش ميتواند داشته باشد.
لذا براي مهار آن به 6 نقطه نياز داريم.
ب-1. قطعات داراي شكل فضايي
- سه نقطه در كف قطعه كه يك بعد و دو چرخش را مهار ميكند.
- دو نقطه در كنار قطعه كه يك بعد و يك چرخش ديگر را مهار ميكند.
- يك نقطه در سمت ديگر قطعه كه بعد سوم را نيز مهار ميكند.
ب-2. قطعات سيلندري
- V كوتاه كه دو نقطه بوده و دو حركت در بعد را مهار ميكند.
- V بلند كه 4 نقطه بوده و دو بعد و دو چرخش را مهار ميكند.
- سه نظام كه 5 نقطه بوده و دو بعد و سه چرخش را مهار ميكند.
- مركز يا مرغك كه سه نقطه بوده و سه بعد را مهار ميكند.
- مركز به مركز يا دومرغك كه 5 نقطه بوده و سه بعد و دو چرخش را مهار ميكند.
نكات مهم
نقاط شروع در فيكسچر ماشين، ميبايستي تا حد ممكن كوچك باشند.
نقاط كنترلي ميبايستي مطابق با نقاطي باشند كه در توليد به كار گرفته شدهاند در واقع كنترل و توليد ميبايستي معادل يكديگر باشند.
پ- كلمپينگ
براي جلوگيري از پيچش و خمش قطعه، نقاط كلمپ شده ميبايستي دقيقاً روبهروي نقاط شروع يا Base باشند.
8 . نكته عمومي و مهم در ماشينكاري
معمولاً براي داشتن اولين سطح ماشينكاري در اولين Oper، ميبايستي از سطح قطعه خام مبنا گرفته شود. طريقه انتخاب اين مبناها از روي نقشه به اين ترتيب است كه دقيقترين فاصله از سطح خام به سطح ماشينكاري كه روي نقشه داده شده است را انتخاب و مبناي اوليه را در آن قرار ميدهيم. مثلاً در شكل زير نقاط مبنا از سطح خام و در Oper بعدي از سطح ماشينكاري شده قبلي، است.
9. زنجيره تلرانس
الف- اصول اصلي زنجيره تلرانسي
معمولاً نميتوان با هر OP ماشينكاري ابعاد نهايي نقشه را نتيجهگيري كرد و سطوحي كه به عنوان نقطههاي شروع يا مبنا نيز در نظر گرفته ميشوند، نقاطي نيستند كه بعد سطح يا بعد نهايي نقشه را نتيجه دهند. سپس ميبايستي براي رسيدن به ابعاد نقشه يك سري محاسبات انجام داد و دريافت كه آيا با Operهاي در نظر گرفته شده ميتوان به ابعاد نقشه دست يافت يا خير. به اين محاسبات اصطلاحاً زنجيره تلرانسي تلرانس چارت گفته ميشود.
ب- اصول محاسبات
هنگامي كه ماشينكاري سطحي در operخاصي انجام شود كه ابعاد آن مستقيماً در نقشه داده نشده باشد، ميبايستي تلرانس چارت آن را ترسيم كرد.
ابعاد نهايي نقشه Condition Dimention ناميده ميشوند و به صورت زير نمايش داده ميشوند:
براي محاسبات زنجيره تلرانسي، ميبايستي ابعادي را كه ماشينكاري ميشوند با CDها لينك كرده و با استفاده از دو فرمول مهم زير، آنها را محاسبه كرد:
يعني:
مجموع تلرانس WDهايي كه CD مربوطه را ميسازند تلرانس هر CD
و:
يعني:
مجموع WDهايي كه CD مربوطه را ميسازند= اندازه هر CD
روش ترسيم تلرانس چارت يا زنجيره تلرانسي عبارت است از:
1. يافتن CDها (تمامي بعدهاي ذكر شده در نقشه و تمام SRها)
2. يافتن زنجيره با لينكهاي زنجيره تلرانسي (براي هر Cd يك زنجيره يا يك لوپ بايد بسته شود)
3. محاسبه تلرانسهاي ابعاد ماشينكاري WDها
4. محاسبه ابعاد ماشينكاري (خشنتراشي، مياني، پرداخت) و ابعاد خام
پانوشتها:
1. Minimum Stock Removal (SR)
2. Crush
3. Minimum Row Dimention (RD)
4. Starting Point and Dampino