Standardy wymiarowania stosowane na rysunku technicznym

Obecnie w przemyśle mamy do czynienia głównie z dwoma standardami wymiarowania: według podejścia europejskiego oraz według podejścia amerykańskiego. Kluczem do zrozumienia rysunku technicznego oraz właściwej interpretacji wymagań klienta jest zdiagnozowanie, w jakim standardzie dana dokumentacja została stworzona.

Wskutek globalizacji przemysłu maszynowego dochodzi do niekorzystnej sytuacji - używane są równolegle dwie wymienione powyżej koncepcje. W wielu przypadkach odbiorcy rysunków konstrukcyjnych dostarczonych przez zleceniodawców nie są świadomi, do jakich norm odwoływał się konstruktor projektujący wyrób. Stwarza to niebezpieczeństwo, że wymiary liniowe oraz tolerancje geometryczne – wspólne dla tych norm – podane na rysunku są interpretowane niezgodnie z intencjami konstruktora.

ISO czy ASME – jakie to ma znaczenie?

W skali międzynarodowej zagadnienia tolerancji geometryczno - wymiarowych są hasłowo określane akronimami GPS (Specyfikacja geometrii wyrobu - Geometrical Part Specification) oraz GD&T (Wymiarowanie i tolerowanie geometryczne - Geometrical Dimensioning & Tolerancing). ISO GPS jest związane z podejściem europejskim, natomiast GD&T –  to powszechnie przyjęty skrót w literaturze amerykańskiej.

Europejskie standardy, które określają zasady stosowane na rysunkach to normy ISO GPS, natomiast amerykańskie podejście określają normy ASME.

Podstawowym błędem w interpretacji rysunków technicznych jest:

• brak zdiagnozowania, w jakim standardzie określone jest wymiarowanie na rysunku,
• mała świadomość, na co ma wpływ zastosowany standard wymiarowania.

Zastosowanie europejskiego czy też amerykańskiego podejścia na rysunku ma wpływ na aspekty wizualne – rozmieszczenie rzutów na rysunku, ale przede wszystkim ma wpływ na interpretację wymiarów liniowych oraz tolerancji geometrycznych oraz na zastosowanie metody i strategii pomiarowej do weryfikacji tych wymiarów.

Podejście europejskie ISO GPS

Ogólne zasady stosowane w ISO GPS opisuje przede wszystkim Norma PN-EN ISO 8015:2011, która ustala podstawowe pojęcia, zasady i reguły tworzenia, interpretacji i sprawdzania.

Norma ta ustala jedną z bardzo ważnych zasad, która ma wpływ na interpretację i zasadę pomiaru.

Każde oznaczone na rysunku wymaganie wymiarowe lub geometryczne powinno być spełnione niezależnie od siebie, chyba że jest określony ich szczególny wzajemny związek.

To powoduje, że:

• Każdy wymiar musi być sprawdzany osobno.
• Przy podejmowaniu decyzji o zgodności nie uwzględnia się innych odchyłek.
• Norma jest stosowana do wszystkich wymiarów liniowych, kątowych oraz tolerancji geometrycznych.
• Każdy wymiar powinien być sprawdzany za pomocą pomiaru dwupunktowego.
• Przyjęta tolerancja nie ogranicza odchyłek kształtu i położenia.

Norm ISO GPS jest bardzo dużo, co niestety stanowi pewien problem z uwagi na potrzebę zaznajomienia się z dużą liczbą pojęć, zasad, oznaczeń i modyfikatorów.

Najważniejsze normy ISO GPS dotyczące wymiarów liniowych i tolerancji geometrycznych:

• PN-EN ISO 1101:2017 – Tolerancje geometryczne (kształtu, kierunku, położenia i bicia)
• PN-EN ISO 14405-1:2016 – Tolerowanie wymiarów (wymiary liniowe wewnętrzne i zewnętrzne)
• PN-EN ISO 5459:2011 – Tolerancje geometryczne – bazy i układy baz
• PN-EN ISO 5458:2018 – Tolerancje geometryczne – specyfikacje geometryczne szyku i łączone

Charakterystyką norm ISO GPS jest również to, że cały czas następują zmiany oraz aktualizacje tych norm, więc wymaga to ciągłej aktualizacji naszej wiedzy.

Podejście amerykańskie ASME

Podejście amerykańskie to przede wszystkim norma ASME Y14.5:2018 Dimensioning and Tolerancing (GD&T). Podstawową regułą zdefiniowaną w tym podejściu jest zasada zależności tzw. zasada Taylora: skuteczna kontrola zgodności musi być wykonana z użyciem sprawdzianu stykającego się z całym weryfikowanym elementem geometrycznym, gdy kontrola odrzucenia przez pojedynczy pomiar metodą dwupunktową. Pierwsza część tej reguły wymaga pomiaru globalnego (np. sprawdzianu funkcjonalnego), co stanowi dużą różnicę w stosunku do podejścia ISO GPS.

Taka interpretacja wymiaru powoduje, że pod wymiarem liniowym zawarte są błędy kształtu, a co za tym idzie wymiarowanie, jest bardziej ukierunkowane na funkcję wyrobu.

Większość zagadnień wymiarowania i tolerowania geometrycznego (GD&T) obejmuje jedna norma wymieniona powyżej, a nie tak jak w przypadku podejścia europejskiego kilkanaście czy nawet kilkadziesiąt norm.

To wszystko powoduje, że zrozumienie podejścia amerykańskiego jest dużo prostsze, niż podejścia europejskiego.

Jak rozpoznać, czy to ISO, czy ASME?

Bardzo częstym błędem, jeśli chodzi o rozpoznanie, w jakim standardzie jest wykonany rysunek, jest kierowanie się rodzajem rzutowania, które owszem również jest europejskie i amerykańskie, ale niekoniecznie ma wpływ na rodzaj wymiarowania. Nieraz spotykamy się z sytuacją, rzutowanie zastosowane było np. amerykańskie, a wymiarowanie europejskie. Dlatego pierwsze nasze spojrzenie na rysunek powinno zostać skierowane w okolice tabeli rysunkowej, gdzie powinniśmy odnaleźć normy, które zostały zastosowane. Jeśli mamy tam przywołane normy ISO, to daje nam to informację, że w interpretacji wymiarów i tolerancji musimy się kierować podejściem europejskim, natomiast jeśli gdziekolwiek na rysunku pojawi się odwołanie do normy ASME, w tym momencie zyskujemy pewność, że musimy postępować zgodnie ze standardem amerykańskim.

Jak wybrać rodzaj wymiarowania i tolerowania?

Inne aspekty, które mogą nam wskazać rodzaj wymiarowania i tolerowania:

• W podejściu amerykańskim zdecydowanie częściej niż w europejskim występuje wymiarowanie w calach, nie w milimetrach.
• W podejściu amerykańskim wszystkie wymiary są zapisywane poziomo, a nie na linii wymiarowej, jak w wymiarowaniu europejskim.
• Zastosowanie modyfikatorów, które są specyficzne dla danego podejścia (np. GG, GX, CZ, E – funkcjonują tylko w standardzie europejskim).

Jeżeli rozpatrując te wszystkie czynniki, ciągle będziemy mieli problem z określeniem użytego standardu, pozostaje nam kontakt z autorem rysunku (czasami naszym klientem) w celu jednoznacznej interpretacji wymagań rysunkowych.