درس ۶- آشنایی با علائم خاص در نقشه کشی

همانطور که پیش از این گفتیم نقشه‌ها با توجه به کاربردشان ترسیم می‌شوند. مثلا نقشه شماتیک یک دستگاه نشان دهنده اجزای تشکیل دهنده به صورت جدا از هم یا انفجاری است که به همراه BOM قطعات تشکیل دهنده ارائه و معمولا در کاتالوگ‌ها استفاده می‌شود. اما نقشه‌های اجرایی و یا ساخت اطلاعات کاملی ارائه می‌کنند که در جهت ساخت قطعه استفاده می‌شود.

در نقشه‌های ساخت، یکسری علائم استفاده می‌شود که معمولا در نقشه‌های دیگر دیده نمی‌شوند. مثلا کیفیت سطوح، تلورانس‌های هندسی و ابعادی، علائم مربوط به جوشکاری و اتصالات موقت مثل پیچ و مهره و غیره.

در این درس به طور خلاصه شما را با این علائم آشنا می‌کنیم. همانند دروس قبل برای مطالعه بیشتر به منابعی که ذکر می‌شوند مراجعه کنید تا کاملا به مبحث مسلط شوید.

 

کیفیت سطح
برای یک قطعه تولیدی با توجه به فرآیند ساخت، کیفیت سطوح متفاوتی را خواهیم داشت که با توجه به کاربرد آن سطح و قطعه، مقدار صافی سطح تعیین می‌شود.

مثلا سطحی از میل لنگ که بر روی یاتاقان قرار می‌گیرد می‌بایستی از کیفیت سطح بالایی برخوردار باشد تا پروفیل روغن به طور کامل بر روی سطح یاتاقان تشکیل گردد و موجب خوردگی یاتاقان نگردد. برای نشان دادن کیفیت سطوح از دو روش قدیمی و جدید استفاده می‌کنیم.

روش قدیمی (کیفیت سطح)
فرآیندهای مکانیک در این روش به دو دسته تقسیم می‌شوند:

- فرآیندهای مکانیکی بدون براده برداری: مانند ریخته‌گری و یا آهنگری.

در این دسته هیچ علامتی روی سطح قرار داده نمی‌شود ولی گاهی اوقات یک علامت مد ~ روی سطح مورد نظر قرار می‌دهند.

- فرآیندهای مکانیکی با براده برداری: مثل ماشین‌کاری سطوح، سنگ زنی، فرزکاری، نوردکاری و... . در این روش با استفاده از یک مثلث میزان صافی سطح را نشان می‌دهیم. به جدول زیر نگاه کنید:

روش جدید (کیفیت سطح)
در این روش طبق استاندارد (DIN EN ISO 1302 (2002-06 از دو معیار تعیین کیفیت سطح استفاده می‌کنند که هر یک علائم مخصوص به خود را دارد.

- Ra: میانگین زبری سطح است و از متوسط ارتفاع خشنی سطح بدست می‌آید. یعنی سطوحی که از خط مبنا بالا و پایین باشد را میانگین مساحت‌شان را در یک طول مشخص حساب می‌کنیم. عددی که بدست می‌آید معادل عرض نواری است که حد بالا و پایین سطح می‌تواند در آن قرار گیرد تا ما به کیفیت مورد نظر برسیم.

- Rz: عبارت است از معدل بلند‌ترین ارتفاع‌های زبری. همانند Ra است با این تفاوت که به جای مساحت فقط ارتفاع را محاسبه می‌کنیم. معمولا طراح با توجه به کیفیت مورد نیاز مقادیر صافی سطح را تعیین می‌کند. همینطور طراح باید به فرآیند‌های تولید آشنا باشد و بداند که کیفیت سطحی که در نقشه قرار داده است آیا با توجه به نوع قطعه و امکانات موجود قابل دستیابی است یا خیر. دادن کیفیت بالا در نقشه هزینه تولید را بالا می‌برد، بنابراین امروزه برای رسیدن به یک طرح بهینه از همه جهات توسط طراح کنترل می‌شود.

 

انطباقات
قبل از تعریف انطباقات کمی در مورد مفهوم تلورانس صحبت می‌کنیم.

همانطور که می‌دانید اندازه‌ای که توسط طراح بر روی نقشه نوشته می‌شود اندازه اسمی و یا نامی قطعه است. یعنی اینکه با انجام عملیات ماشین کاری و یا ریخته‌گری ما به طور دقیق نمی‌توانیم به این اندازه برسیم. بنابراین همیشه طراحان با توجه به قطعه، فرآیند تولید قطعه، محل مونتاژ آن و توجه به هزینه‌های تولید میزان تلورانس یا انحراف مجاز، ابعاد نامی را در نقشه برای سازنده قطعه تعیین می‌کنند. سازنده پس از فرآیند تولید قطعه، با توجه به رنج تعیین شده برای ابعاد، آن را کنترل می‌کند.

برخی از تلورانس‌ها در استاندارد ISO 286-1 , ISO286-2 و DIN ISO 2768-1 و DIN ISO 2768-2  به صورت عمومی آمده است. معمولا در نقشه‌ها، طراح با یک جمله مشخص می‌کند که میزان انحراف اندازه‌ها بر طبق استاندارد عمومی تلورانس‌ها تعیین می‌شود و دیگر در نقشه نیازی به تلورانس‌گذاری نیست. سازنده هم با مراجعه به استاندارد برای هر طول تلورانس تعیین شده را مشخص و در ساخت قطعه مورد توجه قرار می‌دهد. به مستطیل و تلورانس ابعادی داده شده در شکل زیر دقت کنید. قطعه تولید شده که به شکل مستطیل است، می‌بایستی در محدوده مشخص شده باشد تا مورد تایید باشد.

اگر بعدی از قطعه برای طراح مهم باشد تا با یک تلورانس خاصی تولید گردد، طراح بالای آن بعد میزان تلورانس را مشخص می‌کند. به این تلورانس‌ها، تلورانس‌های ابعادی می‌گوییم.

تلورانس دیگری که باید به آن اشاره کنیم تلورانس هندسی است. این تلورانس نیز در هنگام مونتاژ قطعات بسیار اهمیت پیدا می‌کند.

مثلا یک استوانه را در نظر بگیرید که دارای قطر ۵ سانتی‌متر و طول ۱۰ سانتی‌متر است. اگر سازنده بگوید که این استوانه را برای شما تولید کرده و از هر مقطع که شما بخواهید قطر آن را اندازه می‌زند و مقدارش در رنج تعیین شده قرار دارد و طول استوانه نیز در محدوده مورد نظر است. خوب آیا شما این استوانه را تائید می‌کنید؟

فرض کنید از یک جنس گرانقیمت تراشیده شده باشد و شما برای مونتاژ یک دستگاه می‌خواهید آنرا تحویل بگیرید و مدیر کارخانه شما را مسئول تحویل‌گیری این استوانه کرده است. خوب حالا چطور با این همه مسئولیت آیا فکر می‌کنید براحتی مونتاژ خواهد شد؟

اگر جوابتان بله باشد شاید با مواخذه مدیر خود مواجه شوید، پس دقت کنید. فرض کنید اگر سطح دایره بالا و پایین استوانه هم مرکز نباشند و به اصطلاح استوانه خم باشد اما این خم خیلی کوچک باشد که با چشم قابل روییت نباشد چه کار خواهید کرد؟

قطعا استوانه مونتاژ نخواهد شد و مدیر شما هم با شما برخورد خواهد کرد. اما کافیست که طراح در نقشه تلورانس فرم استوانه‌ای بودن را تعریف کرده باشد. آنوقت کار شما راحت است زیرا می‌توانید با استناد به این تلورانس قطعه را اندازه‌گیری نموده و در صورت خارج از محدوده بودن، قطعه را رد کنید.

مبحث تلورانس‌های هندسی و ابعادی با نام GD&T یا Geometric Dimensioning & Tolerancing شناخته می‌شود. در این دوره قطعا نمی‌توانیم توضیح بیشتری بدهیم چرا که مبحث گسترده‌ای دارد. شما می‌توانید در اینترنت درباره این موضوع جستجو کنید و یا به استاندارد ASME 14.5Y مراجعه کنید.

در جدول زیر علائم مربوط به تلورانس‌های هندسی را می‌توانید مشاهده کنید.

خوب حالا در مورد انطباقات صحبت می‌کنیم.

چنانچه یک قطعه به هر صورت در قطعه‌ای دیگر داخل شود، می‌گوییم یک انطباق صورت گرفته است.

در یک انطباق دو سطح با هم تماس پیدا می‌کنند که به سطوح انطباقی معروف هستند.

- تعریف میله در انطباقات: میله قطعه و یا سطحی که داخل سطح دیگر می‌شود.

- تعریف سوراخ در انطباقات: سطح و یا سوراخی که میله به آن داخل می‌شود.

انطباقات سه حالت کلی دارند:

۱- انطباق لقی یا روان: میزان بازی و لقی موجود بین میله و سوراخ است. اگر بزرگ‌ترین اندازه سوراخ را از کوچک‌ترین اندازه میله کم کنیم، حداکثر لقی بین سوراخ و میله بدست می‌آید.

۲- انطباق عبوری: این انطباق به انتقالی یا ضعیف نیز مشهور است. در این حالت لقی بین دو قطعه حس نمی‌شود، فقط دو قطعه در یکدیگر قابلیت حرکت یا لغزیدن با نیروی کم را دارند.

۳- انطباق پرسی: این انطباق داخلی و یا در هم رفتنی است. بدین صورت که با روش‌های خاصی میله را درون سوراخ جا می‌زنند. مثلا گاهی اوقات با سرد کردن میله باعث انقباض آن شده و با یک پرس آن را در سوراخ جا می‌زنند. در این حالت خروج قطعه بسیار سخت است و گاهی اوقات به دلیل درهم رفتن مرز دو قطعه امکان خارج ساختن آن وجود ندارد.

 

اتصالات
در قطعات مونتاژی دو قطعه به وسیله اتصالات جداشدنی یا موقتی به هم وصل شده‌اند و یا به وسیله اتصالات دائم به هم متصل شده‌اند. برای نشان دادن اتصالات دائم و موقتی در نقشه‌های مونتاژِی از یکسری علائم استفاده می‌شود که به اختصار به آنها اشاره می‌کنیم و مطالعه مابقی را با معرفی استانداردهای مربوط به آن به شما واگذار می‌کنیم.

- اتصالات جداشدنی یا موقت: مثل پیچ و مهره، خار، گوه، پین و پرچ.

معمولا در نقشه کشی رزوه پیچ و مهره‌ها را ترسیم نمی‌کنند مگر در موارد خاص. مثل حالتی که پیچ انتقال قدرت باشد. مثلا فلپ هواپیمای ایرباس A320 به وسیله چند محور که رزوه شده است بالا و پایین می‌شود. در نقشه، رزوه این محور و زاویه رزوه حتما کشیده می‌شود. ولی برای پیچ‌های استاندارد در نقشه معمولا فقط پروفایل رزوه ذکر می‌شود که نوع رزوه را تعیین می‌کند. پروفایل رزوه به دو صورت متریک و اینچی نمایش داده می‌شود.

مثلا: M10*1.5 یعنی پیچی با قطر اسمی ۱۰ و گام ۱.۵

در پیچ و مهره شما باید قطر رزوه داخلی و قطر رزوه خارجی و گام پیچ را مشخص کنید.

معمولا رزوه‌ها را یا به صورت شماتیک و یا به صورت ساده شده نشان می‌دهند.

اگر به شکل مهره در نمای برشی دقت کنید دو خط ضخیم قطر داخلی مهره را نشان می‌دهند که با قطر مته انتخابی برابر است و دو خط نازک نیز نشان دهنده ریشه رزوه و یا دندانه در مهره است که با قطر پیچی که در مهره بسته می‌شود یکی است. همین قرارداد در پیچ برعکس است. بطوریکه قطر خارجی پیچ قطر اسمی آن است و با خط ضخیم نشان داده می‌شود و قطر داخلی پیچ با خط نازک نشان دهنده ریشه رزوه است.

در یک اتصال پیچ و مهره‌ای همیشه تصویر پیچ بر مهره مقدم است. یعنی تا جایی ترسیم می‌کنیم که پیچ در مهره داخل می‌شود.

برای رسم رزوه از استاندارد DIN ISO 6410 می‌توانید کمک بگیرید.

- اتصالات دائم: مانند جوشکاری.

معمولا در نقشه‌ها با یکسری از علائم استاندارد نوع جوش نشان داده می‌شود ولی گاهی اوقات طراح لازم می‌بیند تا شکل شماتیک درز جوش را ترسیم کند. همانطور که می‌دانید بهترین فرم مقطع برای جوشکاری با توجه به نوع قطعه و جنس آن و نوع عملیات جوشکاری تعیین می‌شود. طراح نقشه با توجه به اشکال استانداردی که وجود دارد نوع درز جوش را ترسیم می‌کند و اطلاعات لازم را در نقشه درج می‌کند.

استاندارد (DIN EN 22553(1997-03 تمام انواع درز جوش‌های متداول و نحوه نمایش آنها را بیان می‌کند. جدول زیر توسط انجمن جوشکاری آمریکا ارائه شده است.

در این دوره کوتاه یا همان مینی دوره سعی کردیم مطالب را به طور خلاصه بیان کنیم. قطعا تمام مطالب بیان نشده است، ولی امیدواریم با معرفی استاندارد‌ها و مراجعه شما به آنها اطلاعات خودتان را در این زمینه افزایش دهید.

در اینجا چند خواهش از شما دوستان داریم:

۱- اینترنت منبع عظیمی از اطلاعات است، ما سعی کردیم با دادن کلمات کلیدی راه را برای حرکت شما در این زمینه هموار کنیم.

۲- اگر زبان انگلیسی شما خوب است سعی کنید در انجمن‌های مهندسی اروپایی و آمریکایی به بحث و تبادل بپردازید و اطلاعات روز دنیا رادر این زمینه بدست بیاورید.

۳- حتما مطالب جدیدی را که بدست می‌آورید به فارسی ترجمه کنید و در اختیار دیگران قرار دهید.

در پایان به این نکته اشاره کنم که باید عقب ماندگی خودمان در دنیای علم و دانش را با زحمت فراوان جبران کنیم و ایمان داشته باشیم که ما می‌توانیم قدم‌های بزرگ در راه علم و دانش برداریم.