الثقب موسَّع بدقة (reamed)، وعلى الرسم الفني Ø 20 H7. والآن على طاولة العمل محدد سدادي حدي (limit plug gauge) وميكرومتر داخلي وجهاز قياس داخلي دقيق مع ساعة قياس. الثلاثة تفحص الثقوب، لكنها ليست كلها دقيقة بما يكفي لـ H7، واثنان منها يقيسان عند نقطتين فقط. ويمكن أن يفوتهما ثقب غير مستدير تمامًا. هنا تعرف أي أداة قياس تناسب متى.
ما مدى ضيق H7 فعلًا
H7 في الثقب تعني دائمًا أن الانحراف السفلي صفر. إذن المقاس الأدنى هو المقاس الاسمي، وإلى الأعلى تبقى درجة التفاوت القياسية IT7 متاحة. في Ø 20 H7 يجوز أن يقع الثقب بين 20,000 mm و20,021 mm. وكيف تحدد الحدود القصوى والدنيا للمقاس لكل توافق، تبيّنه أداة الحساب حساب توافقات ISO. أما هنا فالمسألة كيف تثبت أن الثقب ضمن الحدود.
القاعدة الذهبية في تقنية القياس
21 µm أقل من سمك شعرة. يجب أن تكون دقة قراءة أداة القياس أدق بعشر مرات على الأقل من عرض التفاوت. وبدقة أكبر، المهم هو عدم اليقين في القياس، وكمؤشر أول تُستخدم خطوة الأرقام أو تقسيم التدريج.
- V نسبة التفاوت إلى دقة القراءة
- T تفاوت الثقب بوحدة µm
- u دقة القراءة أو عدم اليقين في القياس لأداة القياس بوحدة µm
من V = 10 تكون أداة القياس مناسبة، وبين 5 و10 مناسبة بشروط، وتحت 5 غير مناسبة. هذه قيم استرشادية، ولتعليمات خطة الفحص والرسم الفني الأولوية. ولـ Ø 20 H7 تنتج هذه النظرة العامة.
| أداة القياس | دقة القراءة بوحدة µm | V عند 21 µm | التقييم |
|---|---|---|---|
| ميكرومتر داخلي بفكّين | 10 | 2,1 | غير مناسب |
| جهاز قياس داخلي دقيق مع ساعة قياس | 10 | 2,1 | غير مناسب |
| ميكرومتر داخلي ثلاثي النقاط بتقسيم تدريج 5 µm | 5 | 4,2 | غير مناسب |
| ميكرومتر داخلي ثلاثي النقاط بخطوة أرقام 1 µm | 1 | 21 | مناسب |
| جهاز قياس داخلي دقيق مع مؤشر دقيق | 1 | 21 | مناسب |
| محدد سدادي حدي 20 H7 | – | – | مناسب، لكن بدون قيمة قياس |
في الثقوب الأكبر يصبح H7 أعرض. فـ Ø 80 H7 تفاوته 30 µm، وهنا يصل الميكرومتر الداخلي ثلاثي النقاط بدقة 5 µm إلى V = 6 ويكون صالحًا بشروط. حتى قطر 30 mm تحتاج لـ H7 دقة قراءة 1 µm، ومن 18 mm تكفي أيضًا 2 µm. أو تأخذ المحدد.
المحدد السدادي الحدي: سريع وواضح
للمحدد السدادي الحدي أسطوانتا فحص. جانب «يمر» له المقاس الأدنى، هنا 20,000 mm، ويجب أن ينزلق في الثقب بدون قوة. وجانب «لا يمر» له المقاس الأقصى، هنا 20,021 mm. وهو أقصر، ومعلَّم بالأحمر، ويجوز على الأكثر أن يلمس الحافة، لكن لا يدخل.
- نقطة القوة: جانب «يمر» أسطوانة طويلة. يتصرف مثل العمود الذي سيُركَّب لاحقًا، ويكتشف أيضًا أخطاء الشكل التي تضيّق الثقب، مثلًا عدم الاستدارة أو التخروط.
- نقطة الضعف: لا تحصل على قيمة قياس. هل الثقب عند 20,002 mm أم عند 20,019 mm، لا يخبرك المحدد بذلك. وأداة التوسيع الدقيق المتآكلة لا تلاحظها إلا عندما لا يعود جانب «يمر» يدخل.
للإنتاج المتسلسل يكون المحدد السدادي الخيار الأول. وإذا أردت إعادة الضبط احتجت جهاز قياس بشاشة عرض.
نقطتان أم ثلاث نقاط؟
الميكرومتر الداخلي بفكّين وجهاز القياس الداخلي الدقيق يلمسان الثقب عند نقطتين متقابلتين. أما الميكرومتر الداخلي ثلاثي النقاط فله ثلاثة مسامير قياس بفارق 120° ويتمركز بنفسه. وهذا يحدد أي أخطاء الشكل تراها.
حالة نموذجية هي حلقة رقيقة الجدار تُثبَّت في ظرف ثلاثي الفكوك وتُخرَط من الداخل. تضغطها الفكوك قليلًا في ثلاثة مواضع. وبعد فك التثبيت ترتد، فيصبح للثقب ثلاثة أقواس مسطحة بدل دائرة. هذا الشكل يسمى منحنى ثابت العرض (Gleichdick)، لأنه بين أي نقطتين متقابلتين بالعرض نفسه في كل مكان.
مثال
حلقة بقطر Ø 20 H7 لها بعد فك التثبيت شكل منحنى ثابت العرض. أصغر بعد وأكبر بعد عن المركز يختلفان بمقدار 12 µm، وهذا هو انحراف الاستدارة.
بقياس النقطتين تقيس في كل الدوران 20,010 mm، أي تقريبًا منتصف التفاوت بالضبط.
يُظهر الميكرومتر الداخلي ثلاثي النقاط في أوضاع زاوية مختلفة قيمًا بين 19,998 mm و20,022 mm. والمدى ضعف انحراف الاستدارة.
20,022 mm − 19,998 mm = 0,024 mm = 2 · 12 µm
قيم النقاط الثلاث ليست أقطارًا، بل تجعل خطأ الشكل مرئيًا. والمهم هو أصغر قيمة. فالدائرة بقطر 19,998 mm هي أكبر دائرة تدخل في هذا الثقب، وهي تحت المقاس الأدنى. ويؤكد المحدد السدادي الحدي ذلك، فجانب «يمر» بقطر 20,000 mm لا يدخل. إذن العمود بقطر 20,000 mm سينحشر، مع أن قياس النقطتين قال «مقبول».
وبالعكس يُظهر قياس النقطتين الثقب البيضاوي بوضوح إذا قست مرة أخرى بإزاحة 90°. أما قياس النقاط الثلاث فلا يكاد يُظهر الشكل البيضاوي الخالص. لذلك قس ثقوب التوافق في عدة اتجاهات وأعماق، واجمع في حالة الشك بين الطريقتين.
جهاز قياس داخلي دقيق مع ساعة قياس
جهاز القياس الداخلي الدقيق يقارن فقط. تضبطه على الصفر في حلقة الضبط ثم تؤرجحه في الثقب. وعند نقطة انعكاس المؤشر تقرأ الانحراف عن مقاس الضبط. ومع المؤشر الدقيق يكون مناسبًا لـ H7 ويصل بعيدًا في الثقوب العميقة. ومع ساعة قياس بتدريج 0,01 mm يكون خشنًا أكثر من اللازم لثقوب H7 الصغيرة.
أي أداة قياس متى؟
| الحالة | اختيار جيد |
|---|---|
| إنتاج متسلسل، ثقوب كثيرة متماثلة | محدد سدادي حدي، مع عينات عشوائية بقيمة قياس |
| قطعة مفردة، يُراد إعادة ضبط المقاس | ميكرومتر داخلي ثلاثي النقاط بدقة 1 µm |
| أجزاء رقيقة الجدار مثبتة في ظرف ثلاثي الفكوك | قياس ثلاثي النقاط ومحدد سدادي حدي |
| أجزاء مثبتة في المنجلة، مع شك في الشكل البيضاوي | قياس بنقطتين في اتجاهين |
| ثقوب عميقة أو كبيرة | جهاز قياس داخلي دقيق مع مؤشر دقيق |
أخطاء نموذجية
- القياس وهي ساخنة: يخرج غلاف من الألومنيوم من الآلة بدرجة 35 °C. وعند Ø 20 mm يكون الثقب عندها أكبر بنحو 7 µm مما هو عند 20 °C، أي ثلث التفاوت. دعه يبرد أولًا، ثم افحص.
- دفع المحدد السدادي بالقوة: بالقوة يدخل جانب «يمر» غالبًا حتى في ثقب صغير جدًا. فتكون النتيجة خاطئة ويتآكل المحدد.
- القياس في موضع واحد فقط: قيمة قياس في مقدمة الثقب لا تقول شيئًا عن منتصفه. فقد يكون الثقب قمعي الشكل أو برميلي الشكل.
- الجهاز غير مضبوط: افحص رؤوس القياس ثلاثية النقاط وأجهزة القياس الداخلية الدقيقة في حلقة الضبط قبل كل سلسلة قياسات.
الأسئلة الشائعة
لماذا يكون جانب «لا يمر» أقصر؟
جانب «يمر» يفحص الثقب ككل، كما سيدخل فيه العمود لاحقًا. أما جانب «لا يمر» فيُراد به فحص مواضع منفردة قد تكون كبيرة أكثر من اللازم. والمثالي لذلك تلامس عند نقطتين فقط. والأسطوانة القصيرة أقرب إلى ذلك من الطويلة، كما تميّز بين الجانبين فورًا.
أين أجد أدوات القياس مع طريقة استخدامها في التطبيق؟
في Gesello في وحدة القياس والفحص. هناك تجد أدوات القياس مع رسم، والاستخدام الصحيح، والأخطاء النموذجية. وتتحقق هل تناسب أداة قياس التفاوت، وترى أي أخطاء الشكل يكتشفها قياس النقطتين وقياس النقاط الثلاث.