ISO 22081, ISO GPS

ISO 22081:2021 – Všeobecné/Obecné geometrické tolerance dle ISO GPS – ČÁST 2

by Ing. Karel PETR, Ph.D.

Norma ISO 22081:2021 uvádí možnosti aplikací obecných geometrických a rozměrových (lineárních nebo úhlových) specifikací/tolerancí. V normě nikde nejsou uvedeny číselné normalizované hodnoty jak tomu bývalo v ISO 2768-2 . Každý konstruktér, každá společnost si má definovat své vlastní hodnoty – což samozřejmě není úplně ideální řešení.

V rámci německých norem DIN byla vydána norma DIN 2769:2023 (první vydání 2021) (Geometrical product specification (GPS) – General tolerances – Tabulated values for geometrical tolerances and tolerances for linear and angular sizes without individual tolerance indication), ve které jsou uvedeny také číselné normalizované hodnoty a je možné se na ně na výkrese odkazovat způsobem uvedeným na obr. 3. Základním zaměřením normy DIN 2769 je definovat hodnoty obecných specifikací/tolerancí na základě tolerančních tříd, které doplňují a konkretizují požadavky normy ISO 22081. V rámci normy DIN 2769 je důležité upozornit na skutečnost, že hodnoty uvedené v tabulkách jsou nezávislé na výrobní technologii; materiálu a konfigurace (jednotlivých dílů nebo sestav).

Základní pravidla pro aplikaci ISO 22081 – stručný výběr

Norma uvádí jednoznačná pravidla pro aplikaci obecných specifikací/tolerancí – (Pravidla A až H). Norma se řídí principy z ISO 8015:2021 (nezávislost, jednoznačnost, prvku, …). Před samotným návrhem je důležité si uvědomit následující tři body:

  • Obecné specifikace/tolerance (geometrické a rozměrové) LZE POUŽÍT pouze pro integrální prvky /integral features/ včetně rozměrových prvků /features of size/.
  • Obecné specifikace/tolerance (geometrické a rozměrové) NELZE POUŽÍT pro odvozené prvky /derived features/ nebo pro integrální čáry /integral lines/.
  • ROZMĚRY JINÉ NEŽ LINEÁRNÍ NEBO ÚHLOVÉ NEJSOU V NORMĚ ISO 22081 ZAHRNUTY (VIZ ISO 14405-2:2018 ), tedy VZDÁLENOSTI .

Použitím obecné geometrické specifikace a obecné specifikace rozměrů můžeme minimalizovat počet údajů v ISO TPD (Technical Product Documentation) – což má být samozřejmě cílem konstruktéra. Z hlediska tvorby ISO TPD je potřeba nejdříve vyřešit veškeré funkční požadavky (vše zatolerovat) a pak se vrhnout na obecné tolerance a zkontrolovat, zda je vše správně definováno.

Pravidla A, B a C bychom si mohli představit jako způsob zápisu obecných specifikací/tolerancí na výkres, tedy do ISO TPD. Podle pravidla A je možné k definování obecných geometrických a rozměrových specifikací/tolerancí používat pouze specifikace zapsané dle obr. 1 až 3 (případně s odkazem na hodnoty dle konkrétní tabulky uvedené na výkrese). Na obr. 1 je uveden zápis jen obecné geometrické specifikace/tolerance, tedy je potřeba uvést „General tolerances ISO 22081“ a geometrickou toleranci profilu plochy (jiná varianta se nepřipouští) se soustavou základen odebírajícími všechny stupně volnosti. Dále je možné doplnit odkaz na CAD model nebo mít vše kompletně kótováno pomocí TED rozměrů.

Obr. 1 - Príklad aplikace všeobecných geometrických tolerancí/specifikací dle ISO 22081 - Varianta č. 1
Obr. 1 – Príklad aplikace obecných geometrických tolerancí/specifikací dle ISO 22081 – Varianta č. 1

Na obr. 2 je uvedeno navíc tolerování rozměrových specifikací/tolerancí s fixní hodnotou pro různé jmenovité rozměry. U techto tolerancí je možné doplnit libovolné symboly/modifikátory dle ISO 14405-1:2016 a ISO 14405-3:2016 . V případě použití proměnných hodnot tolerancí (obr. 3) je potřeba jednoznačně definovaná pravidla pro získání těchto hodnot z tabulky nebo z jiných dokumentů (např. ISO 2768-1 nebo např. ISO 2769).

Obr. 2 - Príklad aplikace všeobecných geometrických a rozměrových tolerancí/specifikací dle ISO 22081 - Varianta č. 2
Obr. 2 – Príklad aplikace obecných geometrických a rozměrových tolerancí/specifikací dle ISO 22081 – Varianta č. 2
Obr. 3 - Príklad aplikace všeobecných geometrických a rozměrových tolerancí/specifikací dle ISO 22081 - Varianta č. 3 (model ala DIN)
Obr. 3 – Príklad aplikace obecných geometrických a rozměrových tolerancí/specifikací dle ISO 22081 – Varianta č. 3 (model ala DIN 2769)

Pravidla D až H budou částečně ukázána v následující kapitole na konkrétním příkladu, protože jsou úzce spojená s výsledným „návrhem výkresu“. V Tab. 1 je uveden přehled pravidel a jejich oblast použití. Pro podrobnější rozbor této normy je vhodné si domluvit školení.

ZákladníOznačení v TPDObecné geometrické specifikaceSoustava základenObecná rozměrová specifikace
Pravidlo A – co je možné definovat.Pravidlo B – použití obecných geometrických / rozměrových specifikací.Pravidlo C – označení obecné geometrické specifikace.
Pravidlo D – aplikace obecné geometrické specifikace.		Pravidlo E – definice soustavy zákleden / základny.
Pravidlo F – Soustava základny s odebranými všemi stupni volnosti.		Pravidlo G – označení obecných rozměrových specifikací.
Pravidlo H – aplikace obecných rozměrových specifikací.
Tab. 1 – Přehled pravidel

Příklad aplikace pravidel A az H

Na obr. 4 je uvedena aplikace robecné geometrucké a rozměrové (úhlové) specifikace. Pravidka E a F definují soustavu základen | A | B | C | , které odebirají/uzavírají všechny stupně volnosti. Obecná geometrická specifikace se VZTAHUJE na modře naznačené prvky/plochy a NEVZTAHUJE na:

  • dvě roviny v úhlu 120°, protože jsou specifikovány všeobecnou rozměrovou specifikací (pravidlo D1);
  • dvě rovnoběžné roviny 10 mm od sebe, protože jsou specifikovány samostatnou/vlastní specifikací rozměru (pravidlo D1); 
  • dvě rovnoběžné roviny 10 mm od sebe, protože odvozený prvek (střední rovina) je specifikován/definován samostatnou/vlastní geometrickou specifikací (pravidlo D2); 
  • prvek základny „A“ (nebo „B“ nebo „C“), protože integrální prvek je specifikován/definován samostatnou/vlastní geometrickou specifikací (pravidlo D2);
  • prvek základny „A“ (nebo „B“ nebo „C“), protože základna „A“ (nebo „B“ nebo „C“) je použita v sekci základen u všeobecné geometrické specifikace (pravidlo D3); 
  • dvě roviny protilehlé prvku základny „C“, protože integrální prvky jsou specifikovány/definovány samostatnou/vlastní geometrickou specifikací (pravidlo D2); 
  • dvě roviny protilehlé prvku základny „A“, protože integrální prvky jsou specifikovány/definovány samostatnou/vlastní geometrickou specifikací (pravidlo D2);
Obr. 4 – Príklad použití obecných tolerancí/specifikací a aplikace pravidel A až H.

Príklad použití ISO 22081 na součásti z ISO 2768-2

Na obr. 5 je příklad použití ISO 22081 na součásti, která byla uvedena v ISO 2768-1 a byla zmíněna v prvním díle této sady článků (konkrétně to byl obr. 2 z článku https://www.skoleniisogps.cz/iso-220812021-vseobecne-obecne-geometricke-tolerance-dle-iso-gps-cast-1/).

Obr. 5 – Príklad použití ISO 22081 na součásti z ISO 2768-2

Závěr

Co napsat závěrem? To je asi správná otázka. Já bych si dovolil napsat následující. V rámci ISO GPS se v posledních letech odehrává velké množství změn. Tyto změny jsou z větší části z důvodu změny přístupu k výrobě a kontrole dílů.

  • Takže, podniky, které nemají technologie CMM či skenery a vyrábějí spíše na konvenčních strojích se v podstatě tímto nemusíjí moc zaobírat. A mohl bych napsat, že mohou používat dosavadní způsoby tolerovýní a kótování na principu ISO 2768-1 a 2.
  • Podniky, které mají technologie CMM či skenery a vyrábějí na obráběcích centrech by se tímto zabývat měly. Tato problematika vzniká z důvodů vysokých sériovostí výroby a z důvodů vyšší automatizace celého procesu (od návrhu, přes výrobu až po konečnou kontrolu).

Pro podrobnější diskuzi o ISO 22081 doporučuji mě kontaktovat a dohodnout se na školení nebo konzultaci.