عند كتابة "ISO 2768-m" على الرسم الهندسي، فإن جميع الأبعاد التي لم تُحدَّد لها تفاوتات فردية تتبع تلقائيًا التفاوتات العامة متوسطة الدقة. يُغني هذا المعيار المهندسين عن تحديد تفاوتات لكل بُعد غير حرج، مع ضمان حدود دقة واضحة لجهة التشغيل.
ISO 2768 هو معيار التفاوتات العامة، وينطبق على الأبعاد التي لم تُحدَّد لها تفاوتات فردية على الرسم. قيمته الأساسية هي تقليل عبء التحديد، مع توفير حد أدنى موحد للدقة لجميع "الأبعاد غير المحددة التفاوت".
| ينطبق عليه | لا ينطبق عليه |
|---|---|
| الأبعاد غير الحرجة (الحدود الخارجية، سماكة الجدران، مواقع الثقوب غير المتداخلة) | أسطح التركيب (مواقع المحامل، ثقوب المسامير، أقطار المحاور) |
| الأبعاد الحرة (أطوال لا تؤثر على التجميع، أطراف مشطوفة) | أسطح الختم (مجاري الأختام O-ring، أسطح ختم اللوامح) |
| القطع الهيكلية، الدعامات، الأغطية وغيرها من القطع غير الدقيقة | أبعاد التجميع الحرجة (اتجاه التراكم في تعدد القطع المكدسة) |
| مشاريع القطعة الواحدة أو الإنتاج الصغير والتسليم السريع | أسطح التركيب ذات متطلبات المحاذاة (المسارات البصرية، التموضع الدقيق) |
| كنظام "احتياطي" للتفاوتات على الرسم | الحالات التي تتطلب التحكم بالتفاوتات الشكلية باستخدام GD&T |
ينقسم ISO 2768 إلى أربع درجات، من الدقيق إلى الخشن: f و m و c و v. كلما ارتفعت الدرجة اتسع التفاوت وانخفضت تكلفة التشغيل. مبدأ الاختيار: اختر أوسع درجة تلبي المتطلبات الوظيفية.
| الدرجة | الاسم | نطاق التفاوت النموذجي (للفئة 30–120 مم) | سيناريو الاستخدام | تأثير التكلفة |
|---|---|---|---|---|
| f | درجة دقيقة | ±0.15mm | أسطح غير متداخلة ذات متطلبات دقة عالية؛ أبعاد وسيطة في سلسلة الأبعاد المتراكمة؛ أسطح ظاهرة تتطلب جودة مظهر جيدة | أعلى بـ 20–40% من m |
| m | درجة متوسطة | ±0.3mm | قطع تشغيل CNC العامة (الأكثر استخدامًا)؛ الهياكل والدعامات المعتادة؛ قطع ثني الألواح المعدنية | المستوى المرجعي |
| c | درجة خشنة | ±0.8mm | قطع اللحام، أبعاد القطع المصبوبة بعد التنظيف؛ أسطح غير متداخلة للهياكل الكبيرة؛ قواعد الأدوات والقمابض ذات الاستخدام الواحد | أقل بـ 10–20% من m |
| v | درجة الأسمك | ±1.5mm | إطارات اللحام الكبيرة، قواعد الآلات؛ هياكل تحميل غير هيكلية؛ قطع مستقلة لا تحتاج تجميعًا | أقل بـ 20–30% من m |
فيما يلي التفاوتات العامة للأبعاد الخطية وفقًا لـ ISO 2768-1 (الوحدة: مم). تنطبق على الأقطار الخارجية، الأقطار الداخلية، الأطوال، المسافات وغيرها من الأبعاد الخطية.
| نطاق البُعد الأساسي (مم) | f (دقيقة) | m (متوسطة) | c (خشنة) | v (أسمك) |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 – 3 | ±0.05 | ±0.1 | ±0.2 | — |
| 3 – 6 | ±0.05 | ±0.1 | ±0.3 | ±0.5 |
| 6 – 30 | ±0.1 | ±0.2 | ±0.5 | ±1.0 |
| 30 – 120 | ±0.15 | ±0.3 | ±0.8 | ±1.5 |
| 120 – 400 | ±0.2 | ±0.5 | ±1.2 | ±2.5 |
| 400 – 1000 | ±0.3 | ±0.8 | ±2.0 | ±4.0 |
| 1000 – 2000 | ±0.5 | ±1.2 | ±3.0 | ±6.0 |
| 2000 – 4000 | — | ±2.0 | ±4.0 | ±8.0 |
يحدد ISO 2768-1 أيضًا التفاوتات العامة للزوايا. يُجزَّأ حسب طول الضلع القصير للزاوية.
| طول الضلع القصير (مم) | f (دقيقة) | m (متوسطة) | c (خشنة) | v (أسمك) |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 10 | ±1° | ±1° | ±1°30′ | ±3° |
| 10 – 50 | ±0°30′ | ±0°30′ | ±1° | ±2° |
| 50 – 120 | ±0°20′ | ±0°20′ | ±0°30′ | ±1° |
| 120 – 400 | ±0°10′ | ±0°10′ | ±0°15′ | ±0°30′ |
| > 400 | ±0°5′ | ±0°5′ | ±0°10′ | ±0°20′ |
| بُعد الطرف المشطوف/المقرب (مم) | f | m | c | v |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 – 3 | ±0.2 | ±0.2 | ±0.4 | ±0.4 |
| 3 – 6 | ±0.5 | ±0.5 | ±1.0 | ±1.0 |
| > 6 | ±1.0 | ±1.0 | ±2.0 | ±2.0 |
يحدد ISO 2768-2 القيم الافتراضية للتفاوتات الهندسية (التفاوتات الشكلية والموقعية) غير المحددة. عند كتابة "ISO 2768-mK" على الرسم، فإن K يعني أن التفاوتات الهندسية تُنفَّذ أيضًا وفق الدرجة المتوسطة. فيما يلي قيم التفاوتات لأربع درجات لكل خاصية هندسية.
| نطاق الطول الاسمي (مم) | f | m | c | v |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 10 | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.2 |
| 10 – 30 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.3 |
| 30 – 100 | 0.05 | 0.1 | 0.2 | 0.4 |
| 100 – 300 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| 300 – 1000 | 0.2 | 0.3 | 0.6 | 0.8 |
| 1000 – 3000 | 0.3 | 0.4 | 0.8 | 1.0 |
الوحدة: مم. يُؤخذ القيمة الأكبر ضمن نطاق الطول الاسمي كقيمة التفاوت.
| نطاق الطول الاسمي (مم) | f | m | c | v |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 100 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.4 |
| 100 – 300 | 0.15 | 0.3 | 0.5 | 0.6 |
| 300 – 1000 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 |
| 1000 – 3000 | 0.3 | 0.5 | 0.8 | 1.0 |
الوحدة: مم. يُختار تفاوت التعامد حسب طول الضلع الأقصر.
| نطاق الطول الاسمي (مم) | f | m | c | v |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 100 | 0.3 | 0.5 | 0.6 | 0.6 |
| 100 – 300 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 |
| 300 – 1000 | 0.5 | 0.8 | 1.0 | 1.5 |
| 1000 – 3000 | 0.6 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| نطاق القطر الاسمي (مم) | f | m | c | v |
|---|---|---|---|---|
| ≤ 1 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.5 |
| 1 – 6 | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| 6 – 18 | 0.15 | 0.25 | 0.5 | 0.8 |
| 18 – 50 | 0.2 | 0.3 | 0.6 | 1.0 |
| 50 – 120 | 0.25 | 0.4 | 0.8 | 1.2 |
| 120 – 250 | 0.3 | 0.5 | 1.0 | 1.5 |
| 250 – 500 | 0.4 | 0.6 | 1.2 | 2.0 |
| 500 – 1000 | 0.5 | 0.8 | 1.5 | 2.5 |
| 1000 – 2000 | 0.6 | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
تُعرِّف درجات التفاوت الدولية ISO (International Tolerance Grade) 20 درجة قياسية من IT01 إلى IT18. كلما صغر الرقم كان التفاوت أضيق. درجات IT هي أساس جميع أنظمة التفاوتات، ويُشتق منها ISO 2768 وتركيبات المحاور والثقوب.
| درجة IT | المعنى | التطبيقات النموذجية |
|---|---|---|
| IT01 – IT2 | فائقة الدقة | معايير القياس (كتل القياس)، المقاييس القياسية (لا تشمل التشغيل العام) |
| IT3 – IT5 | دقيقة | تصنيع المقاييس، أسطح تركيب المحامل الدقيقة، أسطح تركيب الأجزاء البصرية |
| IT6 | تركيب دقيق | تركيبات التروس، المسننات، التركيب الانزلاقي الدقيق |
| IT7 | دقة شائعة | تجاويف المحامل، ثقوب المسامير، المحاور الدقيقة (الحد الأعلى الشائع في CNC) |
| IT8 | دقة عامة | دقة تشغيل CNC القياسية، معظم أسطح تركيب القطع |
| IT9 | عامة | أسطح تركيب غير دقيقة، ثقوب التموضع، مجاري المفاتيح |
| IT10 – IT11 | واسعة | ثقوب غير متداخلة، أسطح قطع المصبوبات، قطع الختم |
| IT12 – IT14 | خشنة | قطع الألواح المعدنية، قطع اللحام، قطع البلاستيك |
| IT15 – IT18 | الأسمك | الختم، الطرق، الصب بالرمل (بدون تشغيل قطع) |
فيما يلي قيم التفاوتات الأكثر استخدامًا في التشغيل من IT6 إلى IT12. الوحدة: ميكرومتر (μm)، 1 مم = 1000 μm.
| البُعد الأساسي (مم) | IT6 | IT7 | IT8 | IT9 | IT10 | IT11 | IT12 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 – 3 | 6 | 10 | 14 | 25 | 40 | 60 | 100 |
| 3 – 6 | 8 | 12 | 18 | 30 | 48 | 75 | 120 |
| 6 – 10 | 9 | 15 | 22 | 36 | 58 | 90 | 150 |
| 10 – 18 | 11 | 18 | 27 | 43 | 70 | 110 | 180 |
| 18 – 30 | 13 | 21 | 33 | 52 | 84 | 130 | 210 |
| 30 – 50 | 16 | 25 | 39 | 62 | 100 | 160 | 250 |
| 50 – 80 | 19 | 30 | 46 | 74 | 120 | 190 | 300 |
| 80 – 120 | 22 | 35 | 54 | 87 | 140 | 220 | 350 |
| 120 – 180 | 25 | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 |
| 180 – 250 | 29 | 46 | 72 | 115 | 185 | 290 | 460 |
| 250 – 315 | 32 | 52 | 81 | 130 | 210 | 320 | 520 |
| 315 – 400 | 36 | 57 | 89 | 140 | 230 | 360 | 570 |
مثال: IT7 للفئة 18–30 مم = 21 μm = 0.021 مم، والتفاوت ثنائي الجانب = ±0.0105 مم. عند التحديد الفعلي يمكن تبسيطه إلى رمز تركيب مثل H7/g6.
تختلف حدود الدقة الكامنة لكل عملية تشغيل. الجدول التالي يعرض التفاوتات القابلة للتحقيق لكل عملية في الظروف العادية. تحقيق قيم العمودين الدقيق وفائق الدقة يتطلب عادةً تقليل معلمات القطع وزيادة عدد المرات والاستخدام أدوات متخصصة.
| العملية | العادية | دقيقة | فائقة الدقة | تكلفة تضييق التفاوت |
|---|---|---|---|---|
| فريزة CNC (ثلاثية المحاور) | ±0.025mm IT8 |
±0.005mm IT5 |
±0.002mm | أقل من ±0.01mm تبدأ التكلفة بالارتفاع بشكل كبير، تحتاج مرات متعددة وتعويض الأداة |
| فريزة CNC (خماسية المحاور) | ±0.010mm IT7 |
±0.005mm IT5 |
±0.002mm | التثبيت الواحد في الخماسية يقلل الأخطاء التراكمية، لكن تكلفة الساعة أعلى |
| خراطة CNC | ±0.025mm IT8 |
±0.005mm IT5 |
±0.002mm | الأسطح الخارجية والثقوب الداخلية أسهل في التحكم، القطع الطويلة تحتاج توسيع التفاوت |
| الجلي (الصقل) | ±0.005mm IT5 |
±0.002mm IT3 |
±0.001mm | تكلفة الجلي نفسها 3–5 أضعاف الفريزة، والتضييق الإضافي يحتاج ماكينة جلي دقيقة |
| EDM (تشغيل بالشرارة) | ±0.015mm IT7–IT8 |
±0.005mm IT5 |
±0.002mm | سرعة EDM بطيئة جدًا، كل تضييق للتفاوت يضاعف وقت التشغيل |
| قطع بالسلك (Wire EDM) | ±0.010mm IT7 |
±0.003mm IT4 |
±0.001mm | مرات القطع المتعددة تحسن الدقة لكن كل مرة تضيف ساعات من وقت التشغيل |
عند تجميع عدة قطع معًا، تتراكم تفاوتات الأبعاد لكل قطعة على البُعد الإجمالي للتجميع. فهم تراكم التفاوتات هو مفتاح تجنب مشكلة "جميع القطع مطابقة لكن التجميع يفشل".
تفترض أن جميع القطع تحدث انحرافها الأقصى في وقت واحد. حساب بسيط لكن متحفظ.
| البند | الشرح |
|---|---|
| المعادلة | Tإج = T1 + T2 + ... + Tn |
| الخصائص | جميع القطع تأخذ القيم القصوى في وقت واحد، احتمال ضعيف جدًا |
| التطبيق | عدد القطع قليل (≤3)، متطلبات موثوقية عالية جدًا (الطيران، الطب) |
| العيوب | كلما زاد عدد القطع، زاد التفاوت الإجمالي، مما يؤدي لتضييق مفرط لتفاوتات القطعة الفردية |
تفترض أن أبعاد كل قطعة تتبع التوزيع الطبيعي وتكون مستقلة عن بعضها. أقرب للواقع الإنتاجي.
| البند | الشرح |
|---|---|
| المعادلة | Tإج = √(T1² + T2² + ... + Tn²) |
| الخصائص | الانحرافات الموجبة والسالبة تتسبب ببعضها البعض، التفاوت الإجمالي حوالي 1/√n من طريقة القيمة القصوى |
| التطبيق | عدد القطع كبير (≥4)، إنتاج ضخم، عملية مستقرة |
| تنبيه | يتطلب التأكد من أن عملية التشغيل خاضعة للتحكم (Cpk ≥ 1.33)، وإلا لا تنطبق |
القطعة أ: 50 ±0.1 مم، القطعة ب: 30 ±0.1 مم، القطعة ج: 20 ±0.1 مم. الطول الإجمالي المستهدف للتجميع: 100 مم.
طريقة القيمة القصوى: Tإج = 0.1 + 0.1 + 0.1 = 0.3 مم → 100 ±0.3 مم
طريقة RSS: Tإج = √(0.1² + 0.1² + 0.1²) = √0.03 ≈ 0.173 مم → 100 ±0.17 مم
طريقة RSS تُقلل التفاوت الإجمالي بحوالي 42%، مما يسمح باستخدام تفاوتات أوسع لكل قطعة فردية وتقليل التكلفة.
ISO 2768 هو نظام احتياطي للتفاوتات العامة. في الحالات التالية يجب الخروج عن ISO 2768 وتحديد تفاوتات أضيق بشكل فردي على الرسم.
| السيناريو | متطلبات التفاوت النموذجية | السبب |
|---|---|---|
| أسطح التركيب | IT6–IT7 (H7/g6, H7/k6) | كمية الفجوة/التداخل في التركيب الفجوي والانتقالي والتداخلي تحدد جودة التجميع مباشرة |
| أسطح الختم | ±0.01–0.02 مم، Ra 0.8 μm | تسرب مجاري الأختام O-ring وأسطح اللوامح مرتبط مباشرة بالتفاوتات وخشونة السطح |
| التجميع الحرج | IT7–IT8 | الأبعاد في اتجاه التراكم لتعدد القطع، تحتاج تحديد تفاوتات مخصصة لكل قطعة عبر تحليل سلسلة الأبعاد |
| متطلبات المحاذاة | تموضعية 0.05 مم، تمركزية 0.01 مم | المسارات البصرية، تمركز أماكن المحامل، محاذاة المحرك مع صندوق التروس تحتاج GD&T |
| أسطح الحركة | IT5–IT6، Ra 0.4 μm | المسارات الانزلاقية، المكابس، أسطح الأسطوانات — التفاوتات والخشونة تؤثر مباشرة على الاحتكاك والتآكل |
| تركيب الخيوط | 6H/6g أو أضيق | الخيوط الدقيقة (براغي القيادة، رؤوس القياس الدقيقة) تحتاج تفاوتات أضيق من الخيوط القياسية |
| الخطأ | العاقبة | الإجراء الصحيح |
|---|---|---|
| عدم تحديد أي معيار تفاوتات على الرسم | تفسير مختلف لـ "التفاوتات غير المحددة" بين جهة التشغيل وجهة الفحص، نزاع | اكتب مستوى ISO 2768 في خانة العنوان أو المتطلبات التقنية |
| تحديد تفاوتات ضيقة لجميع الأبعاد | تكلفة التشغيل تتضاعف، تأخير التسليم، تسعير مرتفع جدًا أو رفض الطلب | حدد تفاوتات ضيقة فقط للأبعاد الحرجة، واستخدم ISO 2768 كاحتياطي للبقية |
| الاعتماد على ISO 2768 لأسطح التركيب | الفجوة/التداخل الفعلي خارج التوقعات التصميمية، فشل التجميع أو عدم تحقيق الأداء | حدد درجة IT أو رمز التركيب بشكل فردي لأسطح التركيب (مثل H7/g6) |
| تجاهل تراكم التفاوتات | جميع القطع مطابقة فرديًا لكن البُعد الإجمالي بعد التجميع خارج التفاوت | قم بتحليل سلسلة الأبعاد واستخدم طريقة RSS لتوزيع التفاوتات |
| اختيار درجة f في جميع الحالات دون تمييز | إهدار تكلفة تشغيل على أبعاد غير حرجة | الافتراض m، اختر f فقط مع مبرر واضح |
| عدم تطابق التفاوت مع خشونة السطح | تحديد تفاوت ±0.005 مم مع خشونة Ra 3.2، تكرارية القياس ضعيفة | قيمة التفاوت 5–10 أضعاف Ra. ±0.005 مم تقابل Ra 0.4–0.8 μm |
| الخلط بين ISO 2768-1 و ISO 2768-2 | الاعتقاد أن كتابة ISO 2768-m تتضمن تلقائيًا التحكم بالتفاوتات الهندسية | عند الحاجة للتحكم بالتفاوتات الهندسية اكتب ISO 2768-mK، حيث K تمثل درجة الجزء 2 |
| استخدام نفس تفاوتات الألمنيوم للستانلس ستيل/سبائك التيتانيوم | صلابة المادة أعلى وقوى القطع أكبر، الدقة الفعلية لا تصل للمتطلبات المحددة | خفّض درجة التفاوت العادي للمواد الصعبة التشغيل بمستوى واحد، أو زد ميزانية التشغيل |