Избягвайте риска от преобразуване от стандартни в таблици на толерансите

Удивителната сложност на трансформацията

Един от основните елементи на доставката на малки части е възможността за преобразуване между различни мерни единици, например за създаване на метрични диаграми на толеранс чрез преобразуване на толерансчисла между милиметри и инчове.

Задачата не е толкова лесна, колкото си мислите. Всъщност рисковете от придвижване напред-назад между метричните и стандартните измервателни системи са легендарни, често с катастрофални резултати.

Някои най-лоши сценарии

През 1983 г. Boeing 767 на Air Canada по маршрут от Монреал до Едмънтън свърши около час след полета и трябваше да рулира (буквално) за аварийно кацане. По чудо само двама пътници получиха леки наранявания - и то при евакуация на самолета.

Защо така?

Когато системата за индикатор за гориво на самолета' се повреди преди излитане, полетният и наземният екипаж решиха ръчно да изчислят необходимото количество гориво. Изчислявайки, че самолетът се нуждае от 8703 килограма гориво, те го разделят на 1,77 - плътността на горивото, според документите на компанията за зареждане с гориво - превръщайки килограмите в 4916 литра. След това горивото се изпомпва в самолета.

Проблемът е, че докато 767 измерва горивото в килограми на литър (kg/L), цифрата за плътност в указанията за зареждане използва паундове на литър (lb/L). В резултат на това количеството гориво на борда беше по-малко от половината от необходимото.

Има много други примери:

През 1999 г. НАСА загуби $125 милиона Mars Climate Orbiter (MCO), първият междупланетен метеорологичен спътник, тъй като инженерите на космическите кораби не успяха да преобразуват стандартните измервания в метрични. Тъй като траекторията му беше изчислена в паунд секунди, което беше сбъркано с метрични единици за сила (нютон-секунди), MCO не успя да влезе в орбита и се разби в Марс.

През 2003 г. влакчето Space Mountain в Дисниленд в Токио дерайлира поради това, че валът е по-малък от изискването за проектиране, което води до повече от 1,0 мм (вместо 0,2 мм) хлабина между лагерите и оста. Тези спецификации бяха преобразувани в метрични единици през 1995 г., но през 2002 г. бяха използвани по-ранни стандартни спецификации на единици за поръчка на нови оси - крайният размер беше 44,14 мм вместо необходимите 45 мм.

Използването на стандартни въздушни комплекти от Boeing&може да е попречило на компанията да възложи на подизпълнители някои прецизни работи на чуждестранни доставчици, което допринесе за забавяне в производството на неговия 787 Dreamliner. Първоначално планирано да отвори през май 2008 г., самолетът влезе в търговска експлоатация едва през октомври 2011 г.

Разбирате идеята. Използването на различни единици, човешка грешка и неточно преобразуване от показатели към стандарти (и обратно) могат да имат сериозни последици не само за качеството и производителността, но и за сигурността.

Превръщане на технологията в спасение?

Струва си да се отбележи, че днешната' технология осигурява по-надеждни инструменти за преобразуване и помага за намаляване на риска от човешка грешка. Компютърно цифрово управление (CNC) на машината позволява преобразуването на всички стойности в контрола на машината да бъде изчислено вътрешно.

В магазина служителите могат да бъдат оборудвани с различни ръчни цифрови микрометри за незабавно преобразуване. Например, дисплеите на съвременните цифрови микрометри позволяват на потребителите да превключват между метрични единици и инчове чрез натискане на бутон.

Въпреки това, преминаването от стандарт към метрични (и след това отново) не е просто предложение и все още има съображения, които трябва да се вземат предвид при превключване на измервателни системи.

Повечето машини са калибрирани в единици, които имат най-голям смисъл за основното им предназначение. Например инструментите за изработка на детайли за дървообработване могат да бъдат калибрирани в стандартни инчове и фракции.

Но докато дестилатите са чудесни за маркиране върху рулетка, те не се транспонират лесно при влизане в машината. Освен това измерванията, използвани в дървообработването, макар и приложими за дървообработването, са десет до сто пъти по-големи от тези, използвани в медицинското оборудване.

Преобразувайте числата в метрични диаграми на толеранс

Освен това може да използвате части от много подизпълнители, някои местни, някои в страни, където преобладава метричната система. Тези части може да се наложи да се свързват и да взаимодействат с други системи, които не са базирани на показатели.

Това означава, че трябва да вземете предвид и толерансите на частите, когато ръчно изчислявате преобразуването напред и назад между стандартни и метрични системи. Това е така, защото произведена част в горната част на диапазона на толеранс, измерена в метрична система, може да не пасне на друг компонент в долната част на диапазона на толеранс, измерен в стандартна система.

Например, включената тук диаграма на метричните толеранси показва преобразуването между инчове и милиметри (и обратно) на типичния диапазон на толеранс, изискван от клиента за рязане на метал.

Въпреки това, ние също така разгледахме горните и долните граници на спецификацията - коригиране на толерансите, ако е необходимо, за да гарантираме, че преобразуваните мерни единици не надвишават горните или долните граници при конвертиране и закръгляване на числата. За да илюстрирам:

Размер 20 мм ±2 мм

Преобразуване в 0,79" ±0,08"

Това дава горна граница на спецификацията от 0,87" и долна граница на спецификацията от 0,71".

Преобразуване обратно към горната и долната граница на спецификацията 22,098 mm и 18,034 mm

В оригиналните мерни единици горната и долната спецификации бяха съответно 22 мм и 18 мм и както можете да видите, преобразуваната горна граница е извън този диапазон. Следователно, за да гарантираме, че частите не надвишават границите на оригиналната спецификация, можем да коригираме толеранса след преобразуване до 0,79"+0,07"/-0,08".

Ефект на закръгляване върху толерансите

Закръгляването може също да доведе до грешки и преобразувания, които надхвърлят справедливите толеранси. Следователно, трябва внимателно да изчислите броя на десетичните знаци, за да разширите преобразуването.

Например, можете да кажете, че 1,0 мм се преобразува в 0,04 инча; Изчислението обаче закръглява числото 0,0393700787 до втория десетичен знак. Достатъчно точни ли са 0,04 инча в свят, където се изискват толеранси до поне три или четири знака след десетичната запетая?

Дори инструментите за преобразуване, на които разчитаме, включват закръгляване в уравнението. Повечето машини с ЦПУ се калибрират в една единица, след това се преобразуват в друга единица и се закръглят. Съвременните цифрови микрометри са проектирани в метрични и ще работят и ще вземат показания в метрични единици.

Но когато потребителите превключват обикновен бутон от показатели към стандарти, те не получават'изцяло ново изчисление. Вместо това те преобразуват в стандарти, които включват коефициенти на закръгляване или грешки, необходими за определяне на десетичните знаци в показанията. Подобни потенциални неточности рядко се разглеждат, но понякога могат да станат много важни.

Освен това ефектите на закръгляване са сложни не само между множество взаимодействащи части, но и между размерите и допуските. За щастие, тези промени могат да бъдат преодолени чрез методично закръгляване и коригиране на номиналните стойности и горните/долните граници на спецификацията, ако е необходимо, за да се гарантира, че всички размери са в (или по-строги) толеранси.

Влияние върху качеството, безопасността и разходите

Ясно е, че преминаването от стандартни към метрични измервания има важни последици за всичко - от аерокосмически приложения до медицински устройства и автомобилни заваръчни машини. Докато в повечето случаи лошото прилягане може да няма променящи живота ефекти, в други случаи повредата на част може да бъде катастрофална.

Добрата новина е, че като инвестирате известно време и усилия в превключване между различни измервателни системи и как ще бъдат засегнати толерансите и монтажа на различни компоненти - вие и вашият доставчик можете да помогнете за поддържане на качеството, безопасността и контрола на разходите.

Моля, свържете се с нас на zhang@pride-cnc.com