مقدمه
برای مهندسان و متخصصان با کیفیتی که با ابزارهای اندازه‌گیری دقیق - صفحات سطح، لبه‌های مستقیم، صفحات زاویه‌دار، بلوک‌های V-و ابزارهای مشابه - کار می‌کنند، چشم‌انداز بین‌المللی استانداردهای اندازه‌شناسی می‌تواند پیچیده به نظر برسد. استانداردهای DIN آلمان، استانداردهای JIS ژاپن، استانداردهای ASME آمریکایی، استانداردهای BS بریتانیا، و استانداردهای بین المللی ISO همگی به محصولات مشابهی می پردازند اما در الزامات خاص، تعاریف درجه و محاسبات تحمل متفاوت هستند.
درک این استانداردها، زمینه مشترک و تفاوت‌های کلیدی آنها برای هر کسی که ابزارهای اندازه‌گیری دقیق گرانیتی را در یک محیط تولید یا اندازه‌شناسی بین‌المللی مشخص، تهیه یا استفاده می‌کند، ارزشمند است.
چرا استانداردها برای ابزارهای اندازه گیری دقیق اهمیت دارند؟
یک صفحه سطحی دقیق به عنوان مرجع برای اندازه گیری ها و مجموعه های انجام شده بر روی آن عمل می کند. مسطح بودن آن - حداکثر انحراف از یک صفحه کامل در سراسر سطح کاری آن - دقت اساسی را تعیین می کند که هر عملیات اندازه گیری یا مونتاژ می تواند به آن دست یابد. اما بدون تعریف استاندارد شده ای از نحوه اندازه گیری و اطلاع رسانی صافی، عدد موجود در گواهی کالیبراسیون معنای جهانی ندارد.
نهادهای استاندارد با این تعریف به این موضوع پرداخته اند: چگونه صافی تعریف و اندازه گیری می شود. کدام روش های اندازه گیری برای تأیید قابل قبول است. چه تلورانس های صافی در هر درجه دقت اعمال می شود. شرایط محیطی (معمولاً 2 ± 20 درجه) که تحت آن اندازه گیری ها معتبر هستند. و علامت گذاری و مدارک مورد نیاز. هنگامی که این پارامترها توسط یک استاندارد شناخته شده تعریف می شوند، یک گواهی کالیبراسیون که به آن استاندارد ارجاع می دهد، معنای دقیق و بین المللی قابل مقایسه ای را بیان می کند.
DIN 876: استاندارد آلمان
DIN 876 موسسه استانداردسازی آلمان برای صفحات سطح دقیق است. چهار درجه دقت را تعریف می کند. درجه 0 (Nullplatte) بالاترین است که به عنوان مرجع کالیبراسیون برای سایر صفحات سطح استفاده می شود. درجه 1 برای اتاق های اندازه گیری دقیق و ساخت{6} با دقت بالا است. درجه 2 برای کنترل کیفیت تولید استاندارد است. درجه 3 درجه کارگاهی برای استفاده تولید عمومی است.
تلورانس های صافی تحت DIN 876 به عنوان توابعی از طول مورب صفحه سطح بیان می شود، که اجازه می دهد تحمل با اندازه صفحه مقیاس شود. برای یک صفحه درجه 0 با قطر 1000 میلی متر، تحمل صافی معمولاً در محدوده 1.5-2.5 میکرومتر است. برای یک بشقاب درجه 2 با همان اندازه، تحمل تقریباً 5 تا 8 برابر بزرگتر است.
DIN 876 همچنین الزامات مربوط به پرداخت سطح، پخ کردن لبه، و استفاده از روش‌های اندازه‌گیری خاص - از جمله خطوط مستقیم کالیبره‌شده و سطوح الکترونیکی - را برای تأیید مشخص می‌کند. DIN 876 به طور گسترده در زمینه های تولید اروپایی و بین المللی مورد اشاره قرار می گیرد و بر توسعه استانداردهای ISO تأثیر گذاشته است.
JIS B 7513: استاندارد ژاپنی
JIS B 7513 مشخصات استانداردهای صنعتی ژاپن برای صفحات سطح دقیق است. مانند DIN 876، چندین درجه را تعریف می کند و تحمل صافی را به عنوان تابعی از ابعاد صفحه ارائه می دهد. این استاندارد درجه 0، درجه 1 و درجه 2 را تعریف می کند که درجه 0 نشان دهنده بالاترین دقت است.
فرمول تلورانس اساسی در JIS B 7513 از بعد ضلع طولانی صفحه سطحی به جای قطر استفاده می کند، که منجر به مقادیر تلورانس تا حدودی متفاوتی برای صفحات غیرمربع در مقایسه با محاسبات DIN می شود. در عمل، تفاوت در الزامات صافی بین درجه 0 تحت JIS B 7513 و درجه 0 تحت DIN 876 نسبتاً کوچک است و یک صفحه سطحی که با یک استاندارد در بالاترین درجه تأیید شده است، عموماً با درجه معادل دیگری مطابقت دارد.
JIS B 7513 استاندارد لازم برای محصولات صادر شده به مشتریان در ژاپن و در سراسر آسیای شرقی - ژاپن، کره، تایوان و چین معمولاً استانداردهای JIS را ارجاع می دهند.
ASME B89.3.7: استاندارد آمریکایی
در ایالات متحده، صفحات سطح دقیق توسط ASME B89.3.7 کنترل می شوند. ایالات متحده از لحاظ تاریخی همچنین به مشخصات فدرال قدیمی GGG-P-463C اشاره کرده است که درجه A (آزمایشگاه)، درجه B (بازرسی) و درجه C (اتاق ابزار) را تعریف می‌کند. ASME B89.3.7 نشان دهنده استاندارد فعلی ایالات متحده با ساختار سه درجه مشابه است.
تمایز قابل توجه رویکرد ASME، تأکید آن بر صلاحیت تکرارپذیری و استفاده از روش تکرار خواندن برای کالیبراسیون، علاوه بر صافی است. این استاندارد همچنین به صراحت به تأثیر شرایط تکیه گاهی بر اندازه‌گیری‌های صافی می‌پردازد - به‌ویژه استفاده از نقاط بسل، مکان‌های پشتیبانی تعیین‌شده ریاضی که خمش وزن صفحه را به حداقل می‌رساند.
مشتریان و شرکت‌های آمریکایی که با بازار ایالات متحده تجارت می‌کنند، معمولاً مطابقت ASME B89.3.7 در اسناد تدارکات را مشخص می‌کنند.
استانداردهای ایزو و هماهنگی بین المللی
سازمان بین المللی استاندارد (ISO) استانداردهایی را برای پذیرش جهانی توسعه می دهد. ISO 8512 الزامات صفحات سطحی دقیق را پوشش می دهد و در تعاریف درجه و فلسفه تحمل آن به طور مشابه با DIN 876 ساختار یافته است.
در بسیاری از موارد، کمیته‌های استانداردهای ملی در تدوین استانداردهای ISO شرکت می‌کنند و استانداردهای ملی ممکن است به‌روزرسانی شوند تا با استاندارد ISO مربوطه هماهنگ شوند. این فرآیند هماهنگ سازی اختلافات بین استانداردها را در طول زمان کاهش می دهد و باعث می شود تولیدکنندگان و آزمایشگاه ها بتوانند مشتریان متعدد را با یک رویکرد کالیبراسیون راضی کنند.
برای شرکت‌هایی که در بازارهای جهانی فعالیت می‌کنند، مشخص کردن انطباق با ISO 8512 گسترده‌ترین تشخیص بین‌المللی را فراهم می‌کند، در حالی که علاوه بر این، استناد به انطباق با DIN 876 یا JIS B 7513 به الزامات منطقه‌ای خاص می‌پردازد.
استانداردهای سایر ابزارهای اندازه گیری گرانیت
فراتر از صفحات سطحی، سایر ابزارهای اندازه گیری گرانیت نیز توسط استانداردهای ملی و بین المللی کنترل می شوند.
لبه های مستقیم گرانیت توسط DIN 874 و JIS B 7514 پوشانده شده است. این استانداردها درجه ها و تحمل های صافی را مشابه استانداردهای صفحه سطحی، با ابعاد مربوطه تعریف می کنند.
صفحات زاویه دار گرانیتی و مربع های دقیق توسط DIN 875 و استانداردهای معادل JIS آدرس دهی می شوند. تلورانس های عمودی به عنوان تابعی از طول بازوی مربع تعریف می شوند.
بلوک‌های گرانیت V- توسط DIN 6321 و JIS B 7731 پوشش داده می‌شوند. الزامات درجه و تحمل، هندسه خاص برنامه‌های بلوک V- را نشان می‌دهند.
برای همه این انواع ابزار، روش‌های اندازه‌گیری اساسی - با استفاده از خودکار، سطوح الکترونیکی و تداخل‌سنج‌های لیزری - در استانداردهای همراه تعریف شده‌اند که از سازگاری در نحوه تأیید انطباق اطمینان می‌دهند.
قابلیت ردیابی کالیبراسیون بر اساس استانداردها
صرف نظر از اینکه یک ابزار اندازه گیری دقیق بر اساس کدام استاندارد تأیید می شود، کالیبراسیون باید مطابق با استانداردهای اندازه گیری ملی قابل ردیابی باشد. در آلمان، این Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) است. در ایالات متحده، موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST). در ژاپن، موسسه ملی مترولوژی ژاپن (NMIJ). در بریتانیا، آزمایشگاه ملی فیزیکی (NPL).
هنگامی که یک تامین کننده یک گواهی کالیبراسیون برای یک صفحه گرانیتی دقیق ارائه می دهد، آن گواهی باید استاندارد اندازه گیری مورد استفاده، ابزارها و روش های به کار گرفته شده، شرایط محیطی در حین اندازه گیری، عدم قطعیت اندازه گیری و قابلیت ردیابی صریح را تا یک استاندارد ملی یا بین المللی مشخص کند.
راهنمای عملی برای تدارکات
برای مهندسان و متخصصان تدارکاتی که صفحات سطح گرانیتی دقیق یا ابزارهای اندازه گیری را انتخاب می کنند، چندین ملاحظات عملی از درک چشم انداز استانداردها دنبال می شود.
ابتدا استاندارد و درجه قابل اجرا را به وضوح در اسناد تدارکات مشخص کنید. صرفاً درخواست صفحه سطحی "گرید A" مبهم است - درجه A تحت GGG-P-463C و درجه 0 تحت DIN 876 شرایط متفاوتی دارند. مشخص کردن "DIN 876 Grade 0" ابهام را برطرف می کند.
دوم، نیاز به گواهی کالیبراسیون که استاندارد اندازه گیری، ابزار مورد استفاده و زنجیره ردیابی کالیبراسیون را نام می برد. گواهینامه ای که بدون این جزئیات فقط «مطابق با مشخصات» می گوید، اطلاعات کافی برای ارزیابی عدم قطعیت اندازه گیری ارائه نمی دهد.
سوم، محیط کاربری پایانی-را در نظر بگیرید. یک صفحه سطحی که در یک آزمایشگاه کالیبراسیون معتبر ISO 17025 استفاده می شود، به اسناد و قابلیت ردیابی متفاوتی نسبت به صفحه مورد استفاده در یک طبقه تولید برای بازرسی ورودی نیاز دارد، حتی اگر هر دو به یک درجه مسطح مشخص شده باشند.
نتیجه گیری
استانداردهای حاکم بر ابزارهای اندازه گیری دقیق گرانیتی - DIN 876، JIS B 7513، ASME B89.3.7، ISO 8512، و استانداردهای همراه آنها برای سایر انواع ابزار - چارچوبی را ارائه می دهد که تجارت بین المللی در ابزار دقیق را معنادار و قابل اعتماد می کند. درک این استانداردها، ساختار درجه آنها، رویکردهای تحمل آنها، و رابطه آنها با قابلیت ردیابی کالیبراسیون به مهندسان و متخصصان کیفیت کمک می کند تا تصمیمات آگاهانه تری در مورد مشخصات، تهیه و استفاده از تجهیزات اندازه گیری دقیق- اتخاذ کنند.
همانطور که تولید و اندازه‌شناسی در سطح جهانی یکپارچه‌تر می‌شوند، آشنایی با چارچوب‌های اصلی استانداردهای بین‌المللی یک شایستگی فزاینده برای متخصصان فنی در تضمین کیفیت، ساخت دقیق و اندازه‌شناسی است.