Ch4 Fits and tolerances

การเลอื ก คา่ สวมอัด

บทที่ 4 ความพอดแี ละพกิ ัดความเผอื่ Fits and Tolerances สำหรบั ช้นิ งานที่ตอ้ งมีการประกอบเขา้ ด้วยกันนั้น ขนาดและรปู ร่างของชนิ้ ส่วนแต่ละช้ินมีความสำคญั ต่อการใช้ งานรว่ มกันของชนิ้ งาน แต่เน่อื งจากการผลติ ช้นิ งานจำนวนมากๆนั้น เราไม่สามารถผลติ ช้นิ งานให้ได้ตรงพอดี กนั คา่ ที่ตอ้ งการได้ ดงั น้ันจะตอ้ งมีการกำหนดความพกิ ัดความเผอ่ื ของขนาดและรปู ร่างที่ยอมรบั ได้จากการผลิต เช่นขนาดไม่ต่ำกวา่ เทา่ ใดและไม่มากกว่าเท่าใด ความแตกตา่ งระหว่างขนาดสูงสดุ และต่ำสดุ น้ีเราเรียกวา่ ค่าพิกัด ความเผอ่ื (tolerance) การให้ขนาดความเผอ่ื น้ีเมื่อใชถ้ ูกตอ้ งจะทำให้ไดผ้ ลติ ภณั ฑท์ ี่ใชง้ านไดด้ ี และสามารถเลอื ก ใช้การผลิตมีราคาตำ่ ที่ท่ีสามารถผลิตได้ตามขนาดท่ีตอ้ งการได้ ในทางปฏิบัติ เราจะให้ค่าพิกัดความเผ่อื เท่าท่ี จำเปน็ เท่านน้ั และให้ค่าความเผื่อให้มากท่สี ดุ เทา่ ที่จะไม่รบกวนการใช้งาน ท้งั น้ีเพือ่ ให้การผลิตมีต้นทุนตำ่ ทสี่ ดุ การกำหนดพกิ ดั ความเผ่อื นมี้ ีสองประเภท คือพิกัดของขนาด และ พกิ ัดของรปู รา่ ง ในบทน้ีเราจะศกึ ษาพิกดั ของขนาดก่อน คา่ พกิ ดั ความเผือ่ นนั้ ใช้กนั มากท่สี ดุ สำหรบั ช้นิ งานท่ีต้องสวมเขา้ ด้วยกนั เช่น เพลา (shaft) และ รูเพลา (hole) ค่าความเผื่อนั้นจะข้นึ กับการใช้งานของชิ้นงานที่มีเพลาและมีรู เพลานี้ เราอาจตอ้ งการใหเ้ พลาหมุนอยใู่ นรูเพลาได้โดยสะดวก ในกรณนี เี้ ราก็ต้องกำหนดให้มนั่ ใจไดว้ ่า ชนิ้ งานท่ี ได้จากการผลติ จะมีเพลาท่ีเล็กกวา่ ขนาดของรูเพลาแนๆ่ และมีชอ่ งว่างระหว่างกนั ตามการใช้งาน เช่นถา้ การหมนุ ไม่มีการส่นั สะเทอื นที่ทำให้จดุ สมั ผสั ระหว่างเพลาและรูเพลาเกิดการกระแทก ก็อาจให้มีชอ่ งว่างมาก แต่สำหรบั เครอื่ งจกั รที่มีการสะเทอื นมากก็ต้องมีช่องวา่ งน้อยเพ่อื ลดการกระแทก หรือในประกอบเราอาจต้องการให้เพลา ยึดตดิ กบั รูปเพลา เราก็ตอ้ งกำหนดให้เพลาใหญ่กว่ารูเพลา เมื่อเราสวมเพลาเขา้ กับรูเพลาโดยการสวมอัดก็จะทำ ให้เพลายึดตดิ แนน่ กบั รูเพลา การกำหนดขนาดระหวา่ งเพลาและรูเพลาน้ีมีมาตรฐานของ ISO (International Standard Organization) เราจะใช้งานตามมาตรฐานน้ี 4.1 คำศพั ท์ทเี่ ก่ยี วข้อง 4.1.1 เพลา (shaft) และ รเู พลา (hole) สำหรบั การกำหนดขนาดพิกัดความเผอ่ื เพลาหมายถงึ ช้ินสว่ นท่ีสวมเขา้ ไปในอกี ชนิ้ ส่วน และ รูเพลาหมายถงึ ชน้ึ ส่วนทร่ี บั ใหอ้ กี ชิน้ สวมเข้าไปภายใน ในการนี้เราจะต้องไมส่ ับสนกับชือ่ ของชิ้นงาน ชื่อชิน้ งานอาจมีชือ่ ว่าเพลา แต่ อาจทำหน้าที่เป็นรูเพลาก็ได้ ถ้ามีชน้ิ สว่ นอกี ชิน้ ถูกใส่เขา้ ไปภายใน ในการกำหนดตอ่ ไปน้ีเราจะสนใจเฉพาะหนา้ ที่เท่านนั้ จะไม่สนใจชิ้นงานนัน้ จะมีช่อื อะไร นอกจากน้ีชิ้นงานอาจดูไม่เหมือนเพลาหรือรูเพลากไ็ ด้ เช่นช่องว่าง ระหว่างชิ้นงานสองชน้ิ อาจทำหนา้ ท่ีเปน็ รูเพลา ถา้ เราตอ้ งใส่ชิ้นงานอีกชิน้ แทรกเข้าไป ช้นิ งานที่แทรกเขา้ ไปใน ชอ่ งว่านี้ถึอว่าทำหน้าทเ่ี ปน็ เพลา 19

20 บทท่ี 4. ความพอดีและพกิ ดั ความเผื่อ FITS AND TOLERANCES รปู ท่ี 4.1: ขนาดตา่ งๆของเพลาและรเู พลา 4.1.2 ขนาดต่างๆของเพลา และรเู พลา รปู ที่ 4.1 แสดงคำศัพท์ตา่ งๆสำหรบั ใชใ้ นการกำหนดขนาดเพลาและรูเพลา สำหรับเพลา ค่าพ้นื ฐาน (basic size) ของขนาดเพลาคือขนาดเพลาที่ใช้ในการอ้างองิ และการคำนวณคา่ ต่างๆ ขนาดใหญ่ที่สดุ สำหรับเพลา (maximum limit) หรอื ขนาดท่มี เี นอื้ งานมากทสี่ ุด (maximum material limit, MML) คือขนาดใหญ่ท่ีสุดของเพลาท่ียอมรบั ได้ ขนาดเลก็ ที่สดุ สำหรบั เพลา (minimum limit) หรอื ขนานเนื้องานน้อยที่สุดที่ยอมรับได้ (minimum material limit, LML) ในทางกลับกันขนาดท่ีมีเนื้องานมากท่สี ดุ (MML) ของรูเพลาคือขนาดเล็กท่สี ดุ และขนาดท่ีมีเนอื้ งานทนี่ อ้ ยทส่ี ุดของรเู พลา (LML) คอื เมื่อรเู พลามีขนาดใหญท่ ีส่ ุด ค่าความเบื่ยงเบน(deviation) คือคา่ ความแตกต่างระหวา่ งขนาดเพลาจรงิ (actual size) กบั คา่ พน้ื ฐาน (basic size) (ค่าบวกเมอื่ ขนาดจริงใหญ่กว่าขนาดพื้นฐาน) ค่าความเบยี่ งเบนท่ียอมรบั ได้สำหรับงานต่างๆน้นั จะต่างกัน ไป โดยเราจะเลอื กใช้ตามขอแนะนำและคา่ มาตรฐานท่ีจะกลา่ วถึงต่อๆไป สำหรบั คา่ ความแตกต่างของขนาดจริง ท่ีใหญ่ที่สดุ กบั คา่ พ้นื ฐานจะเรียกว่าคา่ ขอบบนของค่าความเบย่ี งเบน (upper deviation) และ คา่ ความแตกต่าง ระหวา่ งขนาดท่ีเล็กท่ีสดุ เรียกว่าค่า ขอบล่างของคา่ ความเบย่ี งเบน (lower deviation) ค่าขอบบนของคา่ ความ เบี่ยงเบนของเพลา และค่าขอบล่างของค่าความเบ่ียงเบนของรูเพลา เราจะเรียกวา่ ค่าพืน้ ฐานของคา่ ความเบย่ี งเบน (fundamental deviation) หรอื ค่าเบ่ียงเบนพื้นฐาน 4.1.3 คา่ พกิ ดั ความเผื่อ (tolerance) ค่าพิกดั ความเผอื่ คือค่าความแตกต่างระหวา่ งขนาดใหญ่ทส่ี ุดและเลก็ ท่สี ุดท่ียอมรบั ได้ (มีคา่ บวกเสมอ) ค่านี้เท่า กับค่าความแตกตา่ งระหว่าง คา่ ขอบบนของคา่ ความเบย่ี งเบนและค่าขอบล่างของคา่ ความเบ่ยี งเบน 4.2 ความพอดีในการสวม (fit) ความพอดีหมายถงึ ความสามารถในการเคลอื่ นท่ีสัมพธั กนั ระหว่างเพลาและรูเพลา เราแบ่งความพอดีออกได้เปน็ สามแบบคอื สวมเผอื่ (clearance fit), สวมพอดี (transition fit), สวมอัด (interference fit)

4.2. ความพอดใี นการสวม (FIT) 21 รูปท่ี 4.2: clearance fit รปู ท่ี 4.3: transition fit

22 บทที่ 4. ความพอดีและพกิ ัดความเผือ่ FITS AND TOLERANCES รปู ที่ 4.4: interference fit 4.2.1 clearance fit รปู ท่ี 4.2 แสดงการสวมเผ่ือ จากรปู จะเหน็ วา่ การสวมแบบน้ีจะทำให้เพลามีขนาดเล็กกวา่ รูเพลาเสมอ การ เคลอ่ื นที่สมั พธั กันสามารถทำได้สำหรบั ขนาดของเพลาและรูเพลาใดๆที่อยู่ในช่วงค่าพกิ ดั ความเผ่ือของทั้งสอง ช้ินงาน คา่ ขนาดเผ่ือตำ่ สดุ (minimum clearance) จะเกดิ ขึน้ เมื่อเพลามีขนาดมากทส่ี ดุ และรูเพลามีขนาดน้อย ทส่ี ุด ค่าขนาดเผื่อมากท่สี ุด (maximum clearance) จะเกดิ ข้นึ เมอ่ื เพลามีขนาดนอ้ ยท่ีสดุ และรูเพลามีขนาดมาก ทีส่ ดุ การสวมเผอ่ื สามารถเลอื กใชไ้ ด้ต้ังแต่ คา่ หยาบ, หลวมมาก ถึง หลวมนอ้ ย ตามตอ้ งการดงั แสดงในตารางที่ 4.1 ถงึ 4.4 4.2.2 transition fit รปู ท่ี 4.3 แสดงการสวมพอดี จากรูปจะเห็นว่าการสวมแบบนี้เพลาอาจมีขนาดเลก็ หรือใหญ่กว่ารูเพลาก็ได้ ทำ ให้เราสามารถสวมชิ้นงานทั้งสองเขา้ ด้วยกนั ได้โดยการกดด้วยมอื หรือตอกเบาๆดว้ ยคอ้ นยาง ค่าขนาดเผ่อื มาก ท่สี ดุ (maximum clearance) จะเกิดข้นึ เม่อื เพลามีขนาดเล็กทสี่ ุด และรูเพลามีขนาดใหญ่ท่ีสดุ คา่ maximum interferance จะเกิดขน้ึ เมือ่ เพลามีขนาดมากท่ีสุด และรูเพลามขี นาดเล็กท่สี ดุ 4.2.3 interferance fit จากรูปที่ 4.4 แสดงการสวมอัด ในกรณีนี้ขนาดเพลาจะใหญ่กว่ารูเพลาแน่นอน และจะอาจจะต้องใช้เครื่องกด (press) 10-20 ตนั จงึ จะประกอบได้ minimum interferance จะเกดิ ขน้ึ เม่ือเพลามีขนาดเลก็ ทีส่ ุด และรูเพลามี ขนาดมากทีส่ ุด maximum interferance จะเกดิ ขึน้ เมอ่ื เพลามีขนาดมากท่สี ุด และรูเพลามีขนาดเลก็ ท่สี ดุ การ สวมอัดใช้สำหรับการประกอบที่ไมต่ ้องการถอดหรอื ถอดออกนอ้ ยครั้ง 4.2.4 Allowance หลายๆคร้งั เราจะสนใจวา่ เม่อื ชนิ้ สว่ นสองชน้ิ ประกอบเขาด้วยกนั แลว้ ประกอบเขา้ ด้วยกันได้ยากงา่ ยเพยี งไร จำเปน็ จะต้องใชก้ รรมวิธีในการประกอบอย่างไร ในกรณีของ clearance fit เราจะสนใจจะมีชอ่ งว่างเหลืออย่างน้อย เทา่ ใด (minimum clearance) เราค่าระยะของชอ่ งว่างนี้ว่า allowance หรอื positive allowance และสำหรับ

4.2. ความพอดีในการสวม (FIT) 23 รปู ที่ 4.5: ตัวอย่าง Grade of Tolerance [?] transition หรอื interferance fit แลว้ เม่อื เพลานน้ั ใหญ่มากกว่ารูเพลาแล้ว เพลาจะใหญ่มากกวา่ มากทส่ี ุดเท่าใด เราเรยี กกรณีน้ีว่า negative allowance สงั เกตวา่ ไมว่ ่ากรณีใด allowance คือคา่ ความแตกต่างของรูเพลากับ เพลาเมื่อท้ังสองช้นิ มีเน้ือช้นิ งานมากทส่ี ดุ (maximum material limits, MML) 4.2.5 Grade of Tolerance มาตรฐาน ISO มีคา่ กำหนดของพิกดั ความเผือ่ (grade of tolerance) อยู่ 18 คา่ ตงั้ แต่ค่า tolerance นอ้ ยๆสำหรับ งานละเอยี ด ถงึ ค่ามากๆสำหรับงานหยาบ รูปที่ 4.5 แสดงค่าตัวอยา่ งของคา่ พกิ ัดความเผื่อ แตล่ ะคา่ จะมีความ กวา้ งของช่วงต่างกนั ประมาณ 1.6 เท่า ค่าเหล่าน้ีเขียนอา้ งอิงเป็น ITO1, ITO, IT1, IT2, up to IT16 แต่ใน การใช้งานเราจะใชแ้ ค่ตัวเลขเป็นหลัก grade of tolerance มีผลมากต่อการเลือกกรรมวธิ ีการผลิต ที่ค่าตำ่ ๆเราตอ้ งใช้การผลิตท่ีมีความแมน่ ยำสูง และทคี่ า่ มากเราสามารถใช้การผลติ ท่ัวๆไปได้ 4.2.6 Bilateral and Unilateral limits ค่าขอบเขตที่ยอมรับได้แบ่งออกได้เป็นสองประเภทคือแบบสองทาง (bilateral) และแบบทางเดียว (unilateral) แบบสองทางเกดิ ข้ึนเมอ่ื ขอบเขตล่าง และขอบเขตบนที่ยอมรับได้ (maximum and minimum limits) นน้ั มีคา่ หนึ่งมากกวา่ และอกี คา่ นอ้ ยกวา่ ค่าขนาดพ้นื ฐาน (basic size) ส่วนค่าขอบเขตแบบทางเดียวเกดิ ขนึ้ เม่อื เขตล่าง และขอบเขตบนที่ยอมรบั ได้ (maximum and minimum limits) นัน้ มากกว่า หรือ น้อยกวา่ คา่ ขนาดพน้ื ฐาน (basic size) ทงั้ สองค่า 4.2.7 คา่ ความเบย่ี งเบนพนื้ ฐานของพิกัดความเผอ่ื (Fundamental Deviation of Toler- ance) คา่ ความเบย่ี งเบนพืน้ ฐาน (fundamental deviation) เป็นคา่ ขนาดของเพลาหรือรูเพลาท่ีใกล้ขนาดพื้นฐานมาก ท่สี ุดท่ียอมรบั ได้ เราใช้ค่านี้ในการกำหนดจดุ เร่มิ ตน้ ของช่วงพกิ ัดความเผอ่ื ท่ียอมรบั ได้ (tolerance zone) เม่ือ

24 บทที่ 4. ความพอดแี ละพิกดั ความเผ่ือ FITS AND TOLERANCES รปู ท่ี 4.6: Usage of fundamental deviation [Boundy] เทียบกบั ขนาดพืน้ ฐาน การกำหนดค่าน้ี ตามมาตรฐาน ISO จะกำหนดเปน็ ตัวหนงั สือโดยใช้ตวั พมิ พ์ใหญส่ ำหรบั รเู พลา และตัวพมิ พ์เลก็ สำหรับเพลา ดงั ตอ่ ไปน้ี (จากมากไปน้อย) • Holes: A, B, C, CD, D, E, EF, F, FG, G, H, JS, J, K, M, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z, ZA, ZB, ZC • Shafts: a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, js, j, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc ในการใช้งานเราจะใช้ขนาดพื้นฐาน (basic size), คา่ ความเบีย่ งเบนพน้ื ฐาน (fundamental deviation) และคา่ พิกัดความเผ่ือ (tolerance) ในการกำหนดขนาดของเพลาหรอื รูเพลาที่ยอมรบั ได้ ค่าความเบีย่ งเบนพื้นฐานรวม กบั ค่าพิกดั ความเผอ่ื เรียกวา่ designation ตัวอย่างการใช้งาน แสดงดงั ในรูปท่ี 4.6 สำหรับการสวมเผอ่ื (clearance fit) คา่ เบีย่ งเบนพื้นฐานจะชว่ ย กำหนด ขนาดช่องว่างระหวา่ งเพลาและรูเพลานอ้ ยท่สี ุดที่ยอมรบั ได้ (minimum clearance) จากในรปู จะเหน็ ว่า คา่ ความเบ่ียงเบนพ้ืนฐาน คา่ c นัน้ จะมากกว่าค่า d ซึ่งจะมีผลให้การสวมของเพลาที่มคี วามเผื่อแบบ c11 และ รู เพลาท่ีมคี วามเผอ่ื แบบ H11 หรือ ทเ่ี รียกย่อๆว่า H11-c11 นั้นจะหลวมกวา่ แบบ H11-d11 ท้ังสองแบบสามารถ ผลิตได้ยากง่ายเท่ากันเพราะมีขนาดพิกัดความเผ่ิือ 11 เทา่ กนั คา่ ความเบีย่ งแบบพนี้ ฐานขนาดตา่ งๆนนั้ เปรียบเทยี บกนั ให้เหน็ ในรปู ท่ี 4.7 และ 4.8 4.3 การใช้งาน ในการใช้เราเราจะกำหนดขนาด พื้นฐาน (basic size), คา่ ความเบ่ียงเบนพ้นื ฐาน (fundamental deviation) และ ค่าพกิ ัดความเผอ่ื (tolerance) เราจะเรม่ิ ที่ขนาดเพลาและรูเพลากอ่ น ∅10mm คา่ นี้อาจจะมาจากการออกแบบ หรอื ขอ้ จำกดั อ่นื ๆ จากนัน้ เราจะเลือกค่าเผอื่ เชน่ H11-h11 ซงึ่ ค่านี้มักจะมาจากค่าท่ีมีผู้ศกึ ษาไว้แล้ววา่ เหมาะกับ งานประเภทใดบา้ งซึ่งเราจะกล่าวถึงต่อๆไป ในการใช้งานเราจะเหน็ ว่าการกำหนดคา่ ความเบยี่ งเบนพ้นื ฐาน (fundamental deviation) นัน้ ไม่มีความจำ เปน็ ท่ีจะต้องให้ค่าสำหรับเพลาและรูเพลาพร้อมๆกัน เราสามารถให้ค่าใดค่าหน่ึงเป็นศนู ย์ได้โดยไม่มีผลตอ่ การ ใช้งานเลย หรือบางทีเราอาจจะมีตลับลกู ปนื อยู่ ถ้าเราวดั ขนาดรูของแหวนในเพ่อื ทำเพลาในการสวมใส่ ในกรณี นี่้เราไม่จำเป็นจะต้องใช้คา่ พิกัดความเผอื่ ของรูเพลา เพราะเราทราบขนาดท่ีแนน่ อนของรูเพลาอยู่แลว้ จากการวดั และเมื่อเปิดตารางเพอื่ เลือกค่าความเผ่ือสำหรบั เพลา เราก็สามารถกำหนดใช้คา่ เบี่ยงเบนพืน้ ฐาน (fundamental deviation) ของรูเพลาเปน็ ศูนย์ได้ ดงั นัน้ ในทางปฏบิ ตั ิแล้วเราจะกำหนดให้คา่ ความเบ่ยี งเบนพืน้ ฐานของเพลา หรอื รูเพลาเปน็ ศนู ย์ ค่าต่างๆท่ีแนะนำให้เลือกใช้ก็จะ มีให้สองแบบคอื แบบท่ีให้คา่ ความเบย่ี งเบนพนื้ ฐานของ

4.3. การใชง้ าน 25 รปู ที่ 4.7: Fundamental deviation for holes [?] รปู ที่ 4.8: Fundamental deviation for shafts [?]

26 บทท่ี 4. ความพอดแี ละพกิ ัดความเผ่อื FITS AND TOLERANCES รูเพลาเป็นศนู ย์ (hole-basis system) และแบบที่ให้ค่าความเบย่ี งเบนพ้นื ฐานของเพลาเป็นศูนย์ (shaft-basis system) ในระบบ hole-basis เราใหค้ า่ ความเบ่ยี งเบนพ้ืนฐานของรเู พลาเป็นศูนย์ ตารางที่ 4.1 และ 4.2 แสดงค่าพกิ ดั ความเผ่อื สำหรับเพลาและรูเพลาขนาดต่างๆ และท่ีความพอดีแบบตา่ งๆ และในตารางท่ี 4.3 และ 4.4 แสดงคา่ ตา่ งๆในระบบ shaft-basis ปกกตแิ ลว้ เรามักจะใช้ hole-basis system เพราะการผลติ จะทำไดง้ ่ายกว่า เน่ืองจากการเจาะรูน้ันมกั จำเป็นจะ ตอ้ งมดี อกสว่าน เราจำเปน็ ตอ้ งเลือกซึ้อดอกสวา่ นมาตรฐานมาใช้ สว่ นเพลาสามารถกลงึ เอาใหไ้ ด้ขนาดทต่ี ้องการ สำหรับการใช้งานทัว้ ๆไป เราสามารถใช้ค่าพิกดั ความเผื่อที่มีผู้แนะนำไว้ได้ ในท่ีน้ีเราจะแสดงคา่ ท่ีนิยมใช้และ งานท่ีเหมาะสม 4.3.1 Coarse Tolerance (H11/c11 or C11/h11) ค่าความเผ่ือชุดน้เี ป็นแบบ clearnace fit ท่คี อ่ นขา้ งหลวม คือมีชอ่ งว่างเหลือระหวา่ งเพลาและรเู พลาค่อนข้างมาก ในกรณีนี้เราอาจใช้สาหรับตำแหน่งท่ีมีความสกปรกจากการใช้งาน เราอาจต้องการให้สามารถถอดออกเพ่ือทำ ความสะอาดได้สะดวก เชน่ งานเคร่ืองจกั รกลการเกษตร หรืองานเพลาที่มตี ลับลกู ปืนขนาดใหญ่ 4.3.2 Loose Running (H9/d10 or D10/h9) ค่าชดุ นี้เปน็ คา่ เผื่อสำหรบั งานที่ต้องการให้เพลาหมุนอยู่ในรูเพลาได้ (loose running fit) ใช้สำหรบั เกียร์ว่าง เพราะรับแรงนอ้ ย (idler gears and pulleys) หรือใช้สำหรบั งานสวมใส่ตลบั ลกู ปนื ขนาดใหญ่ในงานเช่น โรง เหลก็ , turbine ขนาดใหญ่ หรือ โรงข้นึ รูปโลหะตา่ งๆ ค่าความเผ่อื ชุดนี้ก็เหมาะสมกับงานท่ีมีความเปลีย่ นแปลง ของอณุ หภมู สิ ูง ซง่ึ จะปอ้ งกนั การติดเม่ือเพลาเกิดการขยายตวั 4.3.3 Easy Running (H9/e9 or E9/h9) ค่าชุดนี้ เหมาะสำหรบั งานท่ีตอ้ งการให้เพลาหมนุ อยู่ในรูเพลาได้โดยละดวก (easy running fit) แต่จะพอดีมาก กว่าแบบ loose running fit ค่านีเ้ หมาะสำหรับงานทไ่ี มล่ ะเอยี ดมาก หรือตอ้ งการใหม้ ชี ่องว่างเล็กนอ้ ย เชน่ main bearings, camshaft bearings, valve rocker shaft ของเครือ่ งยนตส์ ันดาปภายใน 4.3.4 Normal Running (H8/f7 or F8/h7) ค่าน้ีใช้ในตำแหนง่ ทัว่ ๆไปที่ตอ้ งการให้เพลาหมนุ หรือเล่ือนไปมาได้ ตำแหนง่ ที่มีความเปลี่ยนแปลงของอุณหภมู ิ นอ้ ย คา่ ชุดน้ีเปน็ คา่ ที่มีความละเอยี ดสงู แต่สามารถผลิตได้โดยไม่ยากเย็นและราคาไม่แพง เหมาะสำหรับ ความ พอดรี ะหวา่ งตลับลกู ปืนและเพลา, เกียรท์ ตี่ อ้ งหมุนหรือเลอ่ื นไดบ้ นเพลา และงานท่รี ับแรงนอ้ ยถงึ ปานกลาง 4.3.5 Precision Running and Sliding (H7/g6 or G7/h6) ค่านี้ใช้เม่อื ต้องการให้เพลาหมนุ หรือเลอื่ นไปมาได้ แต่ต้องการความแม่นยำ คือตอ้ งการค่าเผอื่ นอ้ ยๆ ใช้เมอ่ื จำเปน็ ต้องการความแม่นยำ เมอ่ื ช้ินงานรบั นำ้ หนักนอ้ ย และมกี ารเปล่ยี นแปลงของอุณหภูมิต่ำ 4.3.6 Average Location (H7/h6) ค่าน้ใี ชส้ ำหรบั การประกอบทว่ั ไปทเ่ี พลาไมห่ มนุ หรอื เลอื่ นไปมาในรเู พลา

27-28 ตารางท่ี 4.1-4.2: คาพกิ ดั ความเผ่อื ที่นยิ มใชใ นระบบ Hole-basis [Boundy]

29-30 ตารางท่ี 4.3-4.4: คาพกิ ดั ความเผ่อื ที่นยิ มใชใ นระบบ Shaft-basis [Boundy]

4.3. การใช้งาน 31 4.3.7 Light Push Fit (H7/k6 or K7/h6) คา่ นเี้ ปน็ คา่ ความเผอื่ ของ transition fit โดยเฉลยี่ แล้วเมื่อประกอบจะไมเ่ กิดช่องวา่ งระหวา่ งชนิ้ งาน เหมาะสำหรับ งานที่ตอ้ งให้ถอดประกอบได้ แต่ต้องการชอ่ งว่างระหวา่ งชิ้นงานให้น้อยที่สุด เช่น เมอื่ ชนิ้ งานมีการสน่ั สะเทือน มาก เราจะไมต่ ้องการใหช้ ้นิ สว่ นต่างๆมีชอ่ งว่างระหว่างกันทำใหเ้ กดิ การกระแทกระหวา่ งชิน้ งาน 4.3.8 Heavy Push Fit (H7/n6 or N7/h6) คา่ น้ีเป็น transition fit แต่โดยเฉล่ยี แลว้ เพลาจะใหญ่กวา่ รูเพลาจนต้องใช้เครอื่ งมือช่วยในการประกอบ เราใช้ สำหรับงานประกอบท่วั ๆไปที่ตอ้ งการความแนน่ แต่ถ้ามีช่องว่าง (clearance) ระหว่างชิ้นงานนิดหน่อยก็ยอมรบั ได้ 4.3.9 Press Fit (H7/p6 or P7/h6) ค่าชุดนี้เปน็ interfererence fit สำหรับช้ีนงานเหล็ก (ferrous) การถอด และการประกอบใหม่สามารถทำได้ แต่ จะเกิดความเสยี หายเลก็ น้อย 4.3.10 Heavy Press Fit (H7/s6 or S7/h6) คา่ ชุดนี้เปน็ แบบ interference fit ตอ้ งใช้เครือ่ งมอื ขนาดใหญ่ในการประกอบ เชน่ เคร่ืองกด 10 ตัน หรอื ใช้การ ให้ความรอ้ นกับรูเพลาเพ่อื ให้ขยายตัว คา่ น้ีใช้เม่ือไม่ตอ้ งการถอดประกอบ ใช้กับชิ้นงานที่ไม่ใช่เหล็ก สำหรบั ชิ้นสว่ นเชน่ bushes, sleeves, liners, seats. 4.3.11 การคำนวณขนาดจากตาราง เม่ือเขียนแบบชน้ิ งานสำหรบั การผลิค เรานยิ มเขยี นขนาดโดยการเขียนค่าตัวเลขแทนการเขียนสัญลกั ษณ์ความ พอดี เราสามารถจะแปลงค่าความพอดีให้เป็นตัวเลขได้ โดยสำหรบั คา่ ทัว่ ๆไปจะใช้รปู ท่ี 4.1 ถงึ รูปท่ี 4.4 ได้ สำหรบั ตวั เลขที่ได้เรามักเขยี นให้อยู่ในรสองรูปแบบคือ คา่ มากท่ีสดุ และคา่ นอ้ ยทสี่ ุด หรือ ให้เป็นค่าพืน้ ฐาน ประกอบกับค่าบวกลบท่ยี อมรับได้ ขั้นตอนการคำนวณขนาดต่างๆจากตา่ งมีดงั น้ี สมมุติว่าเราตอ้ งการ เพลาและรูเพลาขนาดเสน้ ผ่านศูนยก์ ลาง 8 mm designation เปน็ H7-g6 จากตารางที่ 4.1 เราจะได้วา่ สำหรบั รูเพลาคา่ เผื่อคือ 0 ถงึ +0.015 และคา่ +0.015 เผอื่ ของเพลาคอื -0.014 ถึง -0.005 จากคา่ นเ้ี ราสามารถเขียนในแบบชนิ้ งานไดค้ ือ 8 0 สำหรบั รเู พลา และ -0.005 8.015 7.995 8 -0.014 สำหรับเพลา หรอื 8.0 สำหรบั รเู พลา และ 7.986 สำหรบั เพลา 4.3.12 ตวั อย่างการใชง้ าน ในรูปท่ี 4.9 เปน็ สว่ นของเครอ่ื งจกั รอันหน่งึ เพลาในรปู นน้ั สวมเกียร์อยู่ เมื่อเกยี ร์หมนุ ก็จะพาเอาเพลาหมุนไป ด้วยกนั เพลานี้จะหมนุ อยู่บนปลอก ปลอกนี้จะถูกกำหนดตำแหน่งด้วยตวั เรือน (housing) อกี ทีหนง่ึ ทางด้าน ซ้ายมีฝาครอบ ฝาครอบนี้ถกู กำหนดตำแหน่งด้วยวงขอบ (4) และยดึ ไว้ด้วยสกรู (capscrew) ในกรณีน้ีมีการ สวมประกอบกนั อยู่อย่างนอ้ ย 6 ตำแหน่งท่ีแสดงด้วยลูกศรในรูป และแตล่ ะคู่มีขนาดดังตารางที่ 4.5 โดยขนาด ในตารางเปน็ มลิ ลิเมตร สำหรบั คู่ประกอบท่ี (1) ตวั เรือน และ ปลอก ปลอกน้ีทำหน้าที่ป้องกนั การสกึ หรอของตัวเพลา ปลอกมักจะ ทำข้นึ จากวัสดุท่ีมีความแข็งของผวิ ตำ่ กวา่ ของเพลา และอาจมีคุณสมบตั ิในการหลอ่ ล่ืน เชน่ พวกเหลก็ หล่อ เม่อื มีการใช้งานตวั ปลอกจะเกดิ การสกึ หรอเป็นหลกั แต่ตวั เพลาท่ีมีราคาสงู กวา่ จะเกดิ การสึกหรอน้อยมาก เม่อื มี การใช้งานไปนานๆก็เพยี งเปลี่ยนตัวปลอกน้ีถา้ จำเปน็ ทำใหก้ ารซอ่ มบำรงุ มีราคาต่ำ ในกรณีนี้เราไม่ตอ้ งการให้ ปลอกมีการหมนุ เทียบกับตวั เรอื น นนั้ คือเราจะไม่ใช้ค่าพกิ ดั ความเผ่อื แบบ running หรือ sliding แต่การสว่ มน้ี ก็จะไมค่ อ่ ยมีการถอดประกอบบ่อยๆด้วย ดังน้ันเราก็จะไม่ใช้ แบบ average location (H7/h6) หรอื light push

32 บทท่ี 4. ความพอดแี ละพกิ ัดความเผอื่ FITS AND TOLERANCES รูปท่ี 4.9: ตัวอย่างการใชง้ าน

4.3. การใช้งาน 33 fit ที่เหมาะสมในกรณีนี้คอื heavy push fit, press fit, หรอื heavy press fit สำหรบั heavy push fit น้ันจะ เหมาะสำหรบั งานท่ีตอ้ งการให้สวมง่าย เชน่ เวลาเราไม่มีเครือ่ งกดอดั หรืองานเครือ่ งจักรราคาถกู แต่ตอ้ งระวงั ว่า บางกรณีตัวปลอกอาจเลื่อนถอยออกมาจากตำแหน่งท่ีตอ้ งการได้ ถา้ เราไม่ตอ้ งการใช้ push fit เราอาจใช้ press fit ในกรณีทต่ี วั เรอื นเป็นเหล็ก หรอื เหล็กหลอ่ หรือถ้ายังต้องการให้ถอดปลอกออกไปได้ แต่ถา้ คาดวา่ จะไมม่ ีการ เปลย่ี นเลย, หรอื ในกรณีท่ีมีการใช้วัสดุที่นม่ิ , (หรือในกรณีอนื่ ที่อาจต้องการใช้แรงเสยี ดทานระหวา่ งปลอกกบั ตวั เรอื นในการสง่ แรง คอื ให้ส่งแรงผา่ นได้โดยไม่มีการเลอ่ื น แต่ในกรณีน้ีตอ้ งมีการคำนวณแรงสงู สุดท่ีสง่ ได้) ก็ ใหเ้ ลอื กใช้ heavy push fit สมมุตวิ า่ เราเลอื ก press fit คอื H7/p6 จะไดค้ ่าเผือ่ ดังในตาราง สำหรับคู่ประกอบท่ี (2) ปลอก และ เพลา ในกรณีนี้เราต้องการ running fit เพราะเราตอ้ งการให้เพลาหมนุ ได้ ในกรณีทัว่ ๆไปเราจะเลอื ก normal running เป็นหลกั แต่เราอาจจะเลอื กค่าพิกดั เผือ่ อื่นๆได้ดังอธิบายไว้ใน ตาราง โดยพิจารณาตามเหตผุ ลตา่ งๆ เชน่ ราคาในการผลติ , การเปลย่ี นแปลงของอณุ หภมู ,ิ การส่นั สะเทอื น และ อน่ื ๆ สำหรับคู่ประกอบที่ (3) ปลอกและตัวเรือน ในกรณีนี้เราไม่ตอ้ งการให้เกิดการสัมผัสกันเลยระหวา่ งการใช้ งาน ทง้ั นเ้ี พราะคู่ประกอบที่ (1) นัน้ ทำหนา้ ที่กำหนดตำแหน่งของปลอกไปแลว้ ดงั น้นั เราอาจเลือกใช้ coarse tolerance หรอื มากกว่าน้ัน โดยอาจต้ังขน้ึ มาเองเลยก็ได้ เชน่ ∅30 ± 0.5 สำหรบั ตัวเรือน และ ∅28 ± 0.5 สำหรบั ตัวปลอก สำหรับคู่ประกอบท่ี (4) ฝาครอบกับตวั เรอื น ในกรณีน้ีเราใช้ขอบน้ีในการกำหนดตำแหนง่ ของตวั ฝาเทยี บ กบั ตัวเรอื น ในการนีเ้ ราอาจจะเลอื กใช้หมดุ ในการกำหนดตำแหนง่ แทนกไ็ ด้ แต่การขอบของตัวเรอื นแองนา่ จะทำ ใหก้ ารประกอบน้นั รวดเรว็ ขนึ้ กว่า ให้สังเกตว่าผิวหนา้ ของตวั เรือนดา้ นในของขอบน้นั จะไม่สมั ผสั กบั ตวั ฝา มแี ต่ ส่วนขอบที่เป็นทรงกระบอกนัน้ สวมสมั ผัสกัน ทัง้ น้ีเพือ่ ให้หน้าสัมผสั ระหวา่ งตวั เรอื นกบั ฝาในสว่ นทอี่ ยู่ใกล้ๆ กับสกรูนนั้ ได้ สมั ผสั กันได้เมื่อขันสกรู ในกรณีน้ีเราไม่ต้องการใช้ running fit ทง้ั หลายแน่ๆ และก็ชัดเจน วา่ เราตอ้ งการให้การถอดประกอบทำได้ง่ายเพราะได้เลือกใช้สกรูในการจบั ยึด ดงั น้ันจะมีคา่ พิกดั ท่ีเหมาะสมคอื average location และ light push fit แต่ light push fit นั้นจะตอ้ งใชก้ ารเคาะหรือกดเล็กน้อย ซึง่ อาจทำให้การ ประกอบน้ันไม่สะดวกนกั แต่ก็อาจจะจำเปน็ ถ้าตอ้ งการให้มีการสั่นคลอนนอ้ ยในการใช้งาน สมมตุ ิว่าเราเลือก average location คือ H7/h6 จะไดข้ นาดตามในตาราง สำหรบั คู่ประกอบที่ (5) สกรูและฝา หลงั จากที่เราได้พิจารณาคู่ประกอบที่ (4) ไป เราจะเห็นว่าเราไม่ได้ใช้ คู่ประกอบนี้ในการกำหนดตำแหนง่ ของฝาเลย เราใช้สกรูในการจบั ยึดเทา่ นั้น ดงั นนั้ รูที่ฝาน้ีมักจะมีขนาดใหญ่ กวา่ ตวั สกรูมาก (0.5-1 mm หรอื มากกว่า) ค่าแนะนำน้นั จะหาได้ในบทของสลักเกลียว เราเรยี กรู แบบนี้ว่า clearance hole สำหรับตัวสกรูนนั้ เป็นชิน้ สว่ นทีห่ าซอื้ มา จงึ ไมจ่ ำเปน็ ตอ้ งกำหนดขนาดแต่อยา่ ง ใด สำหรบั คู่ประกอบที่ (6) เกยี ร์ และ เพลา ในกรณีนี้เราต้องการไม่ให้มีการเคลอื่ นท่ีสมั พทั ธ์กนั ระหวา่ งเกยี ร์ และเพลา แต่ยงั ตอ้ งการให้มีการถอดประกอบได้เพอ่ื การซอ่ มบำรงุ เกยี ร์ ดงั นน้ั เราควรเลอื กคา่ พิกดั แนะนำคือ average location, light push fit, หรอื heavy push fit แลว้ แต่งาน ถ้าใช้ average location ก็จะทำให้ถอด ประกอบง่าย แต่อาจเกิดการส่นั คลอนได้จากการสั่นสะเทอื น หรอื อาจเกิดแรงกระแทกถ้ามีการใช้เกียร์หมุนไป กลบั , แต่ถา้ เลือกไปทาง heavy press fit ก็ได้การสน่ั คลอนนอ้ ยลงแต่ถอดประกอบยากขึน้ และสน้ิ เปลอื งใน การผลติ มากขึ้น ถา้ เราเลอื กใข้ light push fit กจ็ ะได้ขนาดดงั ในตาราง 4.3.13 การกำหนดความเผ่ือบนแบบ ในส่วนน้ีเราจะแสดงการกำหนดขนาดความเผ่อื บนแบบช่้ินงาน general tolerances ถา้ เราตอ้ งการให้คา่ ความเผื่อสำหรับขนานทุกขนาดบนแบบ เราอาจใช้วิธีดงั ในตารางที่ 4.6 สำหรับคา่ ความเผอื่ สำหรับขนาดเชิงเส้นทตี่ ำแหน่งทั้วๆไป เราอาจเลือกใช้ค่าจากตารางที่ 4.7

34 บทท่ี 4. ความพอดแี ละพิกัดความเผือ่ FITS AND TOLERANCES ตารางที่ 4.5: ขนาดต่างๆสำหรับช้นิ ส่วนที่มกี ารสวมประกอบ (mm) Feature Designation upper limit lower limit (1) Housing ∅20 H7 20.021 20.000 (1) Bush ∅20 p6 20.035 20.022 (2) Bush ∅12 H8 12.027 12.000 (2) Shaft ∅12 f7 11.984 11.966 (3) Housing ∅28 - 30.5 29.5 (3) Bush ∅28 - 28.5 27.5 (4) Cover ∅60 H7 60.030 60.000 (4) Housing ∅60 h6 60.000 59.981 (5) Cover ∅8 - 8.5 9.5 (5) Screw M8 - - - (6) Gear ∅16 H7 16.018 16.000 (6) Shaft ∅16 k6 16.012 16.001 ตารางท่ี 4.6: การกำหนดค่าเผื่อโดยรวม [Boundy]

4.3. การใช้งาน 35 ตารางที่ 4.7: ค่าความเผื่อสำหรับคา่ เชิงเส้นท่วั ไป [Boundy] ตารางท่ี 4.8: ค่าเผือ่ ทั่วไปสำหรบั มุม [Boundy] การคา่ เผอื่ และการกำหนดขนาดของมมุ สำหรบั คา่ ความเผ่ือของค่ามุมทัว่ ๆไปที่ไม่สำคญั ตอ่ การใช้งานน้นั เราสามารถใช้ตามตารางท่ี 4.8 และสามารถให้ ขนาดบนแบบไดต้ ามรูปที่ 4.10 การกำหนดคา่ ความเผ่ือบนแบบ การกำหนดขนาดความเผ่ือบนแบบทำไดห้ ลากหลาย วธิ ีทน่ี ยิ มมสี ามวิธดี ังน้ี • Method 1: Limits of size ในกรณีน้ี เราจะเขียนขนาดตำ่ สุดท่ียอมรบั ได้ใต้เส้นบอกขนาด และคา่ สงู สดุ เหนือเส้นดงั แสดงในรปู ท่ี 4.11 • Method 2: Bilateral tolerances สำหรับขนาดท่ีมีค่าความเผื่อสองขา้ งท่ีเทา่ กัน เรานิยมใส่ขนาดตามใน รูปท่ี 4.12 • Method 3: Unilateral tolerances สำหรบั ขนาดท่ีมีค่าความเผอ่ื ทางเดยี ว เรานยิ มให้ขนาดตามในรูปท่ี 4.13

36 บทที่ 4. ความพอดแี ละพกิ ดั ความเผื่อ FITS AND TOLERANCES รปู ที่ 4.10: การกำหนดค่าความเผือ่ ของมุมบนแบบ [Boundy] รูปท่ี 4.11: การกำหนดขนาดโดยใชค้ ่าต่ำสุดและสูงสดุ [Boundy] รูปท่ี 4.12: การกำหนดขนาดแบบสองทาง [Boundy]

4.3. การใชง้ าน 37 รปู ท่ี 4.13: การกำหนดขนาดแบบทางเดียว [Boundy]