ตารางค่าพิกัดความเผื่อ JIS B 0405 เทียบ ISO 2768 และ ASME

เปิดแบบจากลูกค้าหรือสำนักงานใหญ่ในญี่ปุ่น แล้วดูบริเวณช่องรายละเอียดแบบ (title block / hyodai-ran) คุณมักเจอบันทึกสั้น ๆ เช่น JIS B 0405-m หรือ JIS B 0419-mK ในแบบญี่ปุ่นบันทึกนี้เรียกว่า futsu kosa (ค่าพิกัดความเผื่อทั่วไป / general tolerance)
ตัวอักษรไม่กี่ตัวนี้กำหนดค่าพิกัดความเผื่อให้ทุกขนาดและทุกลักษณะที่ไม่มีค่าพิกัดของตัวเองกำกับอยู่
ข่าวดีคือ JIS กลุ่มนี้แปลมาจาก ISO โดย JIS B 0405 จัดทำจาก ISO 2768-1 โดยไม่เปลี่ยนเนื้อหาทางเทคนิค ดังนั้น "JIS B 0405-m" ให้ค่าเดียวกับ "ISO 2768-m" สำหรับขนาดความยาวและมุม
ส่วนที่ต้องระวังคือวิธีอ่านแบบ แบบญี่ปุ่นใช้ หลักความเป็นอิสระ (Independency Principle) ของ ISO ไม่ใช่ Rule #1 (Envelope Principle) ของ ASME Y14.5 ที่วิศวกรที่ทำงานกับลูกค้าอเมริกันคุ้นเคย ขนาด "Ø20±0.1" เหมือนกัน แต่ความหมายต่างกันได้
บทความนี้มีตารางค่าพิกัดความเผื่อทั่วไปของ JIS อธิบายวิธีอ่านค่าพิกัดขนาดและค่าพิกัดทางเรขาคณิตบนแบบญี่ปุ่น เปรียบเทียบ JIS กับ ASME Y14.5 และปิดท้ายด้วยเช็กลิสต์สิ่งที่ควรยืนยันกับฝั่งญี่ปุ่น
สารบัญ
- "JIS B 0405-m" บนแบบญี่ปุ่นหมายความว่าอะไร
- ตารางค่าพิกัดความเผื่อทั่วไปของ JIS (JIS B 0405 / ISO 2768-1)
- ค่าพิกัดความเผื่อขนาด vs ค่าพิกัดความเผื่อทางเรขาคณิต
- ค่าพิกัดทางเรขาคณิตใน JIS: B 0021, B 0022 และ ISO 1101
- JIS vs ASME Y14.5: หลักความเป็นอิสระ vs Rule #1
- เลือกค่าพิกัดตามหน้าที่ของชิ้นส่วน
- การกำหนดค่าพิกัด: หน้าที่ ความสามารถกระบวนการ และการตรวจสอบ
- นำไปใช้ได้ทันที: เช็กลิสต์สิ่งที่ต้องยืนยันกับฝั่งญี่ปุ่น
- ข้อจำกัดของบทความนี้
- สรุป
- คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
- แหล่งอ้างอิง
"JIS B 0405-m" บนแบบญี่ปุ่นหมายความว่าอะไร
ถ้าเขียนค่าพิกัดไว้ข้างทุกขนาด แบบจะเต็มไปด้วยตัวเลขจนอ่านยาก ผู้ออกแบบจึงใส่ค่าพิกัดเฉพาะจุดที่หน้าที่การใช้งานต้องการ แล้วใช้บันทึกค่าพิกัดทั่วไปบรรทัดเดียวครอบส่วนที่เหลือ
JIS B 0405 กำหนดค่าพิกัดทั่วไปสำหรับขนาดความยาวและมุม แบ่งเป็น 4 เกรด:
- f: ละเอียด (fine / seikyu)
- m: ปานกลาง (medium / chukyu)
- c: หยาบ (coarse / sokyu)
- v: หยาบมาก (very coarse / gokusokyu)
เมื่อมีเลขมาตรฐานและเกรด เช่น "JIS B 0405-m" อยู่ใน title block หรือใกล้ ๆ เกรดนั้นจะใช้กับทุกขนาดที่ไม่มีค่าพิกัดกำกับ
มาตรฐานนี้ครอบคลุมชิ้นงานที่ได้จากการตัดเฉือน (machining) หรือการขึ้นรูปแผ่นโลหะ ส่วนงานหล่อและงานพลาสติกขึ้นรูปมีมาตรฐานค่าพิกัดทั่วไปของตัวเอง ต้องเลือกมาตรฐานให้ตรงกับกระบวนการผลิต
สำหรับลักษณะทางเรขาคณิต เช่น ความเรียบและความตั้งฉาก มีมาตรฐานแยกคือ JIS B 0419 แบ่งเป็น 3 เกรด H, K และ L
บันทึก "JIS B 0419-mK" รวมทั้งสองอย่างไว้ด้วยกัน คือเกรด m ของ JIS B 0405 สำหรับขนาด และเกรด K ของ JIS B 0419 สำหรับรูปทรงเรขาคณิต
ตารางค่าพิกัดความเผื่อทั่วไปของ JIS (JIS B 0405 / ISO 2768-1)
ตารางด้านล่างแสดงค่าเบี่ยงเบนที่ยอมให้ใน JIS B 0405 เนื่องจาก JIS B 0405 แปลมาจาก ISO 2768-1:1989 ค่าจึงตรงกับตารางของ ISO 2768-1 ขนาดยิ่งใหญ่และเกรดยิ่งหยาบ ช่วงที่ยอมให้ก็ยิ่งกว้าง
ค่าเบี่ยงเบนที่ยอมให้สำหรับขนาดที่ไม่มีค่าพิกัดกำกับ หาช่วงขนาดในคอลัมน์ซ้าย แล้วอ่านตามแนวนอนไปยังเกรดที่ระบุในแบบ
| ช่วงขนาด | f (ละเอียด) | m (ปานกลาง) | c (หยาบ) | v (หยาบมาก) |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 ถึง 3 | ±0.05 | ±0.1 | ±0.2 | – |
| เกิน 3 ถึง 6 | ±0.05 | ±0.1 | ±0.3 | ±0.5 |
| เกิน 6 ถึง 30 | ±0.1 | ±0.2 | ±0.5 | ±1 |
| เกิน 30 ถึง 120 | ±0.15 | ±0.3 | ±0.8 | ±1.5 |
| เกิน 120 ถึง 400 | ±0.2 | ±0.5 | ±1.2 | ±2.5 |
| เกิน 400 ถึง 1000 | ±0.3 | ±0.8 | ±2 | ±4 |
| เกิน 1000 ถึง 2000 | ±0.5 | ±1.2 | ±3 | ±6 |
| เกิน 2000 ถึง 4000 | – | ±2 | ±4 | ±8 |
| ช่วงขนาด | f, m | c, v |
|---|---|---|
| 0.5 ถึง 3 | ±0.2 | ±0.4 |
| เกิน 3 ถึง 6 | ±0.5 | ±1 |
| เกิน 6 | ±1 | ±2 |
| ด้านที่สั้นกว่า | f, m | c | v |
|---|---|---|---|
| ไม่เกิน 10 | ±1° | ±1°30′ | ±3° |
| เกิน 10 ถึง 50 | ±0°30′ | ±1° | ±2° |
| เกิน 50 ถึง 120 | ±0°20′ | ±0°30′ | ±1° |
| เกิน 120 ถึง 400 | ±0°10′ | ±0°15′ | ±0°30′ |
| เกิน 400 | ±0°5′ | ±0°10′ | ±0°20′ |
"–" หมายถึงเกรดนั้นไม่กำหนดค่าในช่วงดังกล่าว สำหรับขนาดต่ำกว่า 0.5 mm ต้องเขียนค่าพิกัดไว้ข้างขนาดนั้นโดยตรง ค่าพิกัดของมุมควบคุมเฉพาะทิศทางโดยรวมของเส้น ไม่ได้ควบคุมรูปทรงของเส้น ตารางนี้รวบรวมจาก JIS B 0405:1991 เอกสารสรุป JIS B 0405 ของ Miki Pulley และตาราง ISO 2768-1 ที่เผยแพร่ ควรตรวจกับมาตรฐานฉบับจริงก่อนนำค่าเหล่านี้ไปใช้ตัดสินรับงาน
ตัวอย่างการอ่าน (สมมุติ): แบบชิ้นงานขายึด (bracket) ที่กลึงหรือกัดมา เขียนว่า "JIS B 0405-m" และมีขนาดความยาว 50 ที่ไม่มีค่าพิกัดกำกับ ขนาด 50 อยู่ในช่วง "เกิน 30 ถึง 120" เกรด m ให้ ±0.3 ความยาว 49.7 ถึง 50.3 จึงผ่าน ถ้าแบบเดียวกันเขียน "JIS B 0405-f" ช่วงจะแคบลงเป็น 49.85 ถึง 50.15
ค่าพิกัดความเผื่อทางเรขาคณิตทั่วไป (JIS B 0419)
JIS B 0419 คือฉบับแปลของ ISO 2768-2:1989 กำหนดค่าพิกัดทั่วไปของลักษณะทางเรขาคณิต 3 เกรด คือ H, K และ L ความตรง ความเรียบ ความตั้งฉาก ความสมมาตร และ circular runout มีค่าในตาราง ส่วนลักษณะอื่น เช่น ความกลมและความขนาน ใช้ค่าที่คำนวณจากค่าพิกัดขนาดและค่าที่เกี่ยวข้องแทน
ค่าพิกัดสำหรับลักษณะที่ไม่มีการระบุค่าเรขาคณิตเฉพาะ แบ่งตามเกรด H, K หรือ L
| ความยาวที่กำหนด | H | K | L |
|---|---|---|---|
| ไม่เกิน 10 | 0.02 | 0.05 | 0.1 |
| เกิน 10 ถึง 30 | 0.05 | 0.1 | 0.2 |
| เกิน 30 ถึง 100 | 0.1 | 0.2 | 0.4 |
| เกิน 100 ถึง 300 | 0.2 | 0.4 | 0.8 |
| เกิน 300 ถึง 1000 | 0.3 | 0.6 | 1.2 |
| เกิน 1000 ถึง 3000 | 0.4 | 0.8 | 1.6 |
| ด้านที่สั้นกว่า | H | K | L |
|---|---|---|---|
| ไม่เกิน 100 | 0.2 | 0.4 | 0.6 |
| เกิน 100 ถึง 300 | 0.3 | 0.6 | 1 |
| เกิน 300 ถึง 1000 | 0.4 | 0.8 | 1.5 |
| เกิน 1000 ถึง 3000 | 0.5 | 1 | 2 |
| ลักษณะ | H | K | L |
|---|---|---|---|
| Circular runout | 0.1 | 0.2 | 0.5 |
สำหรับความเรียบ ให้ใช้ด้านที่ยาวกว่าของพื้นผิวสี่เหลี่ยม หรือเส้นผ่านศูนย์กลางของพื้นผิวกลม สำหรับความตรง ให้ใช้ความยาวของเส้น ความสมมาตรไม่ได้ใส่ไว้ในตารางนี้ รวบรวมจากเอกสารสรุป JIS B 0419 ของ Miki Pulley ควรตรวจกับมาตรฐานฉบับจริงก่อนนำค่าเหล่านี้ไปใช้ตัดสินรับงาน
ข้อควรทราบ: ISO ยกเลิก ISO 2768-2 ในปี 2021 และแทนด้วย ISO 22081:2021 ซึ่งไม่ใช้เกรด H, K, L แล้ว แต่แบบญี่ปุ่นที่อ้าง JIS B 0419 ยังหมายถึงตาราง H/K/L
ถ้าระบบแบบของบริษัทคุณเปลี่ยนไปใช้ ISO 22081 แล้ว ให้ตกลงกับฝั่งญี่ปุ่นก่อนว่าจะใช้กฎชุดไหน ก่อนเขียนแบบชิ้นงานใหม่
วิธีอ่านบันทึกใน title block
ตารางนี้สรุปบันทึกที่พบบ่อยและความหมาย
| บันทึกบนแบบ | ความหมาย |
|---|---|
| JIS B 0405-m | ค่าพิกัดทั่วไปของขนาดความยาวและมุม เกรด m (ปานกลาง) |
| JIS B 0419-mK | เกรด m ของ JIS B 0405 สำหรับขนาด รวมกับเกรด K ของ JIS B 0419 สำหรับลักษณะทางเรขาคณิต |
| JIS B 0419-K | ค่าพิกัดเรขาคณิตทั่วไปเกรด K อย่างเดียว ไม่ได้ระบุเกรดของ JIS B 0405 |
| JIS B 0419-mK-E | เหมือน mK และเพิ่มเงื่อนไขซองหุ้ม (Envelope Requirement, Ⓔ) ให้กับทุก feature of size (พื้นผิวทรงกระบอกหนึ่งผิว หรือระนาบขนานสองระนาบ) ไม่เหมาะกับวัตถุดิบ (stock material) |
| ISO 2768-mK | บันทึกแบบเดียวกันในรูปแบบของ ISO |
ค่าพิกัดความเผื่อขนาด vs ค่าพิกัดความเผื่อทางเรขาคณิต
ค่าพิกัดขนาด เช่น "50±0.1" ยอมให้ขนาดอยู่ระหว่าง 49.9 ถึง 50.1 ช่วงของค่าพิกัดคือผลต่างของขีดจำกัดสองด้าน ในที่นี้คือ 0.2
แต่ค่านี้ควบคุมเพียงระยะระหว่างสองจุด ไม่ได้บอกว่าพื้นผิวเรียบแค่ไหน รูอยู่ตรงตำแหน่งหรือไม่ หรือเพลาโก่งหรือเปล่า ค่าพิกัดทางเรขาคณิตมาเติมช่องว่างนี้ โดยควบคุมรูปทรง ทิศทาง ตำแหน่ง และ runout (การส่ายเมื่อชิ้นงานหมุน)
สรุปสั้น ๆ คือ ค่าพิกัดขนาดควบคุมว่าชิ้นงานใหญ่เท่าไร ค่าพิกัดเรขาคณิตควบคุมรูปทรงและตำแหน่ง แบบสมัยใหม่ต้องใช้ทั้งสองอย่าง เพราะแต่ละอย่างทำหน้าที่ต่างกัน และเมื่อใช้ร่วมกันเท่านั้นจึงสื่อสิ่งที่ผู้ออกแบบต้องการจากชิ้นงานได้ครบ
เส้นแบ่งคือ ขนาดอยู่ฝั่งหนึ่ง ส่วนรูปทรง ทิศทาง และตำแหน่งอยู่อีกฝั่ง
ตั้งแต่ JIS B 0401-1:2016 และ JIS B 0420-1:2016 JIS ใช้คำว่า "ค่าพิกัดความเผื่อขนาด" (size tolerance / saizu kosa) แทน "ค่าพิกัดความเผื่อมิติ" (dimensional tolerance / sunpo kosa) แต่หน้างานในญี่ปุ่นยังนิยมเรียก sunpo kosa อยู่
ฉบับปรับปรุงปี 2016 ยังเปลี่ยนชื่อ basic size ด้วย ในเอกสาร JIS ปัจจุบันเรียกว่า "ขนาดที่กำหนดในแบบ" (nominal size / zushi saizu)
ตามมาตรฐานเหล่านี้ ขนาดที่ไม่มีเครื่องหมายระบุเพิ่มจะตัดสินด้วย two-point size คือระยะเฉพาะที่วัดระหว่างสองจุดตรงข้ามกัน เวลาเปรียบเทียบมาตรฐานใหม่กับแบบเก่าหรือเอกสารอบรมเก่า ให้ระวังทั้งคำศัพท์และค่าตั้งต้นนี้
3 วิธีเขียนค่าพิกัดความเผื่อขนาด
แบบญี่ปุ่นเขียนค่าพิกัดขนาดได้ 3 แบบ ใช้ "±" เมื่อขนาดเบี่ยงได้เท่ากันทั้งสองทิศทาง ใช้ค่าเบี่ยงเบนบนและล่างแยกกันเมื่อต้องการให้ค่าพิกัดอยู่ด้านเดียว และใช้สัญลักษณ์งานสวมเมื่อขนาดขึ้นกับการสวมกันของรูกับเพลา ช่วงยิ่งแคบ ต้นทุนการผลิตและการตรวจสอบก็ยิ่งสูง
ทั้งสามแบบกำหนดขีดจำกัดบนและล่างของขนาด และไม่ได้ควบคุมอย่างอื่น
งานสวม (Fit) ตาม JIS B 0401
ตรงที่เพลาสวมเข้ากับรู ค่าพิกัดขนาดของทั้งสองชิ้นรวมกันเป็นตัวกำหนดว่าจะได้งานสวมหลวม (clearance fit) งานสวมอัด (interference fit) หรืองานสวมกึ่งกลาง (transition fit) ระบบงานสวม (hameai) ใช้สัญลักษณ์แทนค่าเหล่านี้ โดย JIS B 0401-1:2016 สอดคล้องกับ ISO 286-1:2010
ตัวพิมพ์ใหญ่ใช้กับรู ตัวพิมพ์เล็กใช้กับเพลา ส่วนตัวเลขคือเกรดค่าพิกัด (IT grade) ตัวอย่างงานสวม H7/g6 ที่ขนาดราว Ø20 รูคือ +0.021/0 และเพลาคือ −0.007/−0.020 จะมีช่องว่างเสมอ จึงมักใช้กับชิ้นส่วนที่หมุนหรือเลื่อน
ค่าพิกัดทางเรขาคณิตใน JIS: B 0021, B 0022 และ ISO 1101
ค่าพิกัดทางเรขาคณิตกำหนดว่า รูปทรง ทิศทาง ตำแหน่ง หรือ runout ของ feature เบี่ยงจากรูปทรงในอุดมคติได้มากแค่ไหน JIS B 0021 กำหนดวิธีเขียนบนแบบ ฉบับปี 1998 แปลจาก ISO/DIS 1101 (1996) โดยไม่เปลี่ยนเนื้อหาทางเทคนิค สัญลักษณ์และกฎจึงตรงกับ ISO 1101 ของยุคนั้น
ค่าพิกัดขนาดคือช่วงของความยาว แต่ค่าพิกัดเรขาคณิตคือโซนในที่ว่าง เช่น ความเรียบ 0.05 หมายความว่าพื้นผิวทั้งหมดต้องอยู่ระหว่างระนาบขนานสองระนาบที่ห่างกัน 0.05
14 ลักษณะใน 4 หมวด
ค่าพิกัดเรขาคณิตแบ่งเป็น 4 หมวด คือ รูปทรง ทิศทาง ตำแหน่ง และ runout เมื่อนับตามสัญลักษณ์จะมี 14 ลักษณะ แต่ละลักษณะมีสัญลักษณ์ของตัวเองบนแบบ
มีเพียงค่าพิกัดรูปทรงเท่านั้นที่ใช้ได้โดยลำพังโดยไม่ต้องมี Datum
Profile of a line และ Profile of a surface ทำหน้าที่เป็นค่าพิกัดรูปทรงเมื่อไม่มี Datum และเป็นค่าพิกัดทิศทางหรือตำแหน่งเมื่อมี Datum ความร่วมแกน (coaxiality) และความร่วมศูนย์ (concentricity) ใช้สัญลักษณ์เดียวกัน
ในแบบทั่วไป 6 ตัวนี้พบบ่อยที่สุด:
- ความเรียบ (Flatness)
- ความตั้งฉาก (Perpendicularity)
- ความขนาน (Parallelism)
- ตำแหน่ง (Position)
- ความร่วมแกน (Coaxiality)
- Circular runout
แทนที่จะท่องทั้ง 14 ตัว ให้เริ่มจากคำถามว่าพื้นผิวหรือรูนั้นต้องทำหน้าที่อะไร แล้วเลือกสัญลักษณ์ที่ควบคุมหน้าที่นั้น
กรอบควบคุมค่าพิกัด (Feature Control Frame) และ Datum
ค่าพิกัดเรขาคณิตเขียนในกรอบสี่เหลี่ยมที่แบ่งเป็นช่อง เรียกว่า Feature Control Frame (กรอบควบคุมค่าพิกัด) อ่านจากซ้ายไปขวา ช่องแรกคือสัญลักษณ์ลักษณะ ถัดมาคือค่าพิกัด แล้วตามด้วยตัวอักษร Datum และมีเส้นนำต่อจากกรอบไปยังพื้นผิวหรือรูที่ควบคุม
อ่านจากซ้ายไปขวา: สัญลักษณ์ ค่าพิกัด Datum
สำหรับ Position ตำแหน่งที่แท้จริงกำหนดด้วยขนาดทางทฤษฎีที่แน่นอน (Basic Dimension) เขียนในกรอบสี่เหลี่ยมและไม่มีค่าพิกัดกำกับ ค่าที่ยอมให้เบี่ยงมาจากค่าใน Feature Control Frame เท่านั้น
Datum คือ จุด เส้น หรือระนาบที่แม่นยำตามทฤษฎี ซึ่งใช้เป็นจุดอ้างอิงในการวัดค่าพิกัดเรขาคณิต JIS B 0022 ซึ่งมาตรฐานสากลที่เทียบเคียงคือ ISO 5459 กำหนด Datum แบบสามระนาบด้วย คือระนาบ Datum สามระนาบที่ตั้งฉากกัน เรียงตามลำดับความสำคัญ เพื่อกำหนดทิศทางของชิ้นงาน
ให้เลือก Datum จากจุดที่ชิ้นงานสัมผัสและถูกจัดตำแหน่งจริงเมื่อประกอบ เช่น ผิวติดตั้งเป็น Datum ลำดับที่ 1 และผิวที่พินกำหนดตำแหน่งสัมผัสเป็น Datum ลำดับที่ 2 หลักทั่วไปคือ ลำดับ Datum ควรตามลำดับการประกอบ
JIS vs ASME Y14.5: หลักความเป็นอิสระ vs Rule #1
วิศวกรหลายคนเข้าใจว่าถ้าขนาดถูก รูปทรงก็จะถูกตามไปด้วย ใน ASME Y14.5 Rule #1 ทำให้ขีดจำกัดของขนาดควบคุมรูปทรงด้วย แต่ใน ISO และ JIS ค่าพิกัดขนาดไม่ควบคุมรูปทรง นี่คือความต่างสำคัญข้อหนึ่งเมื่ออ่านแบบญี่ปุ่น
หลักความเป็นอิสระ (JIS B 0024 / ISO 8015)
JIS B 0024:2019 เป็นการรับ ISO 8015:2011 มาโดยดัดแปลง (MOD) กำหนดว่าทุกข้อกำหนดบนแบบต้องผ่านด้วยตัวเอง เป็นอิสระจากข้อกำหนดอื่น เว้นแต่มีการระบุพิเศษ ขนาดตัดสินที่ขนาด รูปทรงตัดสินที่รูปทรง แยกกัน
ขนาดยังตัดสินด้วยการวัดสองจุดเป็นค่าตั้งต้น ดังนั้นเพลาที่วัดได้อยู่ใน Ø20±0.1 ทุกหน้าตัด อาจผ่านเรื่องขนาดได้ แม้ทั้งเส้นจะโก่ง
แม้เส้นผ่านศูนย์กลางสองจุดทุกค่าอยู่ในพิกัด ค่าพิกัดขนาดอย่างเดียวก็ไม่ได้กันไม่ให้เพลาโก่ง
ถ้าต้องการกันไม่ให้โก่ง ให้เพิ่มค่าพิกัดเรขาคณิต เช่น ความตรง หรือเพิ่ม Ⓔ (เงื่อนไขซองหุ้ม) ต่อท้ายขนาด ตัวเลขในรูปเป็นตัวอย่างสมมุติ
ชิ้นงานแผ่นโลหะก็เป็นแบบเดียวกัน แผ่นหนา 5±0.1 อาจบิดงอ แต่ถ้าวัดด้วยเวอร์เนียตรงไหนก็ได้ราว 5.0 ก็ยังผ่านเรื่องขนาด ถ้าผิวต้องเรียบ ความเรียบจะเป็นข้อกำหนดก็ต่อเมื่อแบบระบุไว้ นี่คือความหมายในทางปฏิบัติของหลักความเป็นอิสระ
เงื่อนไขซองหุ้ม (Envelope Requirement) Ⓔ
ถ้าต้องการควบคุมขนาดและรูปทรงพร้อมกันบนแบบ ISO หรือ JIS ผู้ออกแบบจะใส่เงื่อนไขซองหุ้ม คือตัว E ในวงกลมต่อท้ายค่าพิกัดขนาด feature นั้นต้องไม่ล้ำซองหุ้มที่มีรูปทรงสมบูรณ์ที่ขนาดมีเนื้อวัสดุมากสุด (maximum material size) สำหรับเพลา ซองหุ้มคือทรงกระบอกสมบูรณ์ที่เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่สุดที่ยอมให้
ถ้าใส่ Ⓔ ให้เพลาในรูปที่ 7 ส่วนที่โก่งจนพ้นทรงกระบอกสมบูรณ์ Ø20.1 จะถูกปฏิเสธ วิธีที่ใช้กันบ่อยคือใส่ Ⓔ กับรูและเพลาที่สวมกัน เพื่อรับประกันว่าประกอบเข้ากันได้ ถ้าต้องการให้ใช้กับทั้งแบบ บันทึกใน title block เขียนเป็น "JIS B 0419-mK-E" ได้
ASME Y14.5 ต่างอย่างไร
ASME Y14.5 ใช้หลักซองหุ้มเป็นค่าตั้งต้น เรียกว่า Rule #1 ขีดจำกัดขนาดของ feature of size ควบคุมรูปทรงด้วย ค่าพิกัดขนาดจึงทำหน้าที่ควบคุมรูปทรงไปพร้อมกัน ASME มีสัญลักษณ์ independency ของตัวเองสำหรับกรณีที่ต้องการแยกขนาดออกจากรูปทรง
ISO และ JIS ตรงข้ามกัน คือความเป็นอิสระเป็นค่าตั้งต้น และต้องใส่ Ⓔ เมื่อต้องการซองหุ้ม "Ø20±0.1" ตัวเดียวกัน ควบคุมรูปทรงต่างกัน ขึ้นกับว่าอ่านตามมาตรฐานไหน ทุกแบบจึงควรระบุให้ชัดว่าใช้ระบบใด
ตารางนี้เทียบประเด็นหลักของสองระบบ:
| ประเด็น | JIS / ISO | ASME Y14.5 |
|---|---|---|
| ความสัมพันธ์ตั้งต้นระหว่างขนาดกับรูปทรง | เป็นอิสระต่อกัน (JIS B 0024 / ISO 8015) | หลักซองหุ้ม (Rule #1) |
| ถ้าต้องการให้ขนาดควบคุมรูปทรง | ใส่ Ⓔ ต่อท้ายขนาด หรือ "-E" ในบันทึกค่าพิกัดทั่วไป | เป็นค่าตั้งต้น ไม่ต้องเพิ่มอะไร |
| ถ้าต้องการแยกขนาดออกจากรูปทรง | เป็นค่าตั้งต้น ไม่ต้องเพิ่มอะไร | ใส่สัญลักษณ์ independency ของ ASME |
| ผลของ "Ø20±0.1" ตัวเดียวกับเพลา | ควบคุมเฉพาะเส้นผ่านศูนย์กลางแบบสองจุด เพลาโก่งอาจผ่านได้ | จำกัดรูปทรงด้วย: เพลาต้องอยู่ในขอบเขตรูปทรงสมบูรณ์ที่ขนาดมีเนื้อวัสดุมากสุด |
| สัญลักษณ์ค่าพิกัดเรขาคณิต | JIS B 0021 (จาก ISO 1101) | ASME Y14.5 สัญลักษณ์ส่วนใหญ่หน้าตาคล้ายกัน แต่บางสัญลักษณ์และการตีความต่างกัน |
เลือกค่าพิกัดตามหน้าที่ของชิ้นส่วน
ค่าพิกัดที่ feature ต้องมีขึ้นกับหน้าที่ของมัน ให้ถามก่อนว่ามันสวมเข้ากับอะไร กำหนดตำแหน่งให้อะไร หรือเป็นผิวรองรับ/หมุนอยู่บนอะไร ตัวเลือกจะแคบลงเร็ว
วิธีนี้ใช้อ่านแบบญี่ปุ่นได้ด้วย เพราะบันทึกบนแบบบอกว่าผู้ออกแบบมองจุดไหนว่าสำคัญ
กำหนดก่อนว่าแต่ละ feature ทำหน้าที่อะไร แล้วจึงเลือกค่าพิกัดที่ควบคุมหน้าที่นั้น
feature ที่สวมกัน: ค่าพิกัดขนาดและงานสวม
ที่ที่ขนาดเป็นตัวกำหนดหน้าที่ เช่น รูกับเพลา หรือคีย์กับร่องคีย์ ค่าพิกัดขนาดทำหน้าที่หลัก สัญลักษณ์งานสวมเลือกตามลักษณะการใช้งาน เช่น หมุนหรือยึดแน่น
ถ้าชิ้นส่วนต้องใส่เข้าชิ้นคู่ได้เสมอ Ⓔ จะเพิ่มการรับประกันเรื่องรูปทรง สำหรับ feature ที่สวมกัน ให้ตรวจว่าแบบระบุข้อกำหนดรูปทรงไว้ด้วยหรือไม่ นอกจากขนาด การตรวจนี้ป้องกันปัญหาคลาสสิกตอนประกอบที่ว่า "ใส่ไม่เข้า"
กลุ่มรู: ค่าพิกัด Position
สำหรับ feature ที่ต้องตรงกัน เช่น รูโบลต์ของหน้าแปลน (flange) การใช้ Datum ร่วมกับ Position เหมาะกับหน้าที่มากกว่าการใส่ ± ที่ขนาดพิกัด เหตุผลข้อหนึ่งคือรูปร่างของโซนพิกัด
ถ้ากำหนดจุดศูนย์กลางรู ±0.1 ทั้งแกน X และ Y โซนจะเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส 0.2 × 0.2 แต่รูจะชนกับโบลต์หรือไม่ขึ้นกับระยะจากจุดศูนย์กลางที่แท้จริง ถ้ามุมของสี่เหลี่ยมยอมรับได้ โซนวงกลมที่ยอมให้ระยะเท่ากันทุกทิศทางจึงสมเหตุสมผลกว่า
ถ้ามุมของสี่เหลี่ยมยอมรับได้ โซนวงกลมที่ยอมให้ระยะเท่ากันทุกทิศทางจะมีพื้นที่ใหญ่กว่า
ตัวอย่างคำนวณโดยใช้วงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับเส้นทแยงมุมของสี่เหลี่ยม (0.2 × √2 ≈ 0.28) ค่าพิกัดจริงให้ดูจากระยะช่องว่างระหว่างโบลต์กับรู
ในการกำหนด Position ขนาดทางทฤษฎีที่แน่นอนในกรอบสี่เหลี่ยมกำหนดว่าแต่ละรูควรอยู่ตรงไหน และค่าที่เบี่ยงได้มาจากค่าใน Feature Control Frame เท่านั้น การเบี่ยงแนวทแยงที่โซนสี่เหลี่ยมจะปฏิเสธ อาจผ่านได้ ทำให้ yield ดีขึ้นโดยไม่เสียหน้าที่การใช้งาน
การลงขนาดพิกัดต่อกันเป็นสายยังมีจุดอ่อนอีกอย่าง คือค่าพิกัดสะสม รูสุดท้ายในสายจึงเบี่ยงมากที่สุด การกำหนดตำแหน่งทุกรูด้วย Position จาก Datum ชุดเดียวช่วยหลีกเลี่ยงปัญหานี้ และทำให้ผู้ตรวจรู้จากแบบว่าต้องวัดจากจุดอ้างอิงไหน
ผิวรองรับและชิ้นส่วนหมุน: ความเรียบ ความตั้งฉาก runout
ผิวติดตั้งและผิวซีลที่สัมผัสกับชิ้นคู่ ให้ระบุความเรียบสำหรับตัวผิว และความตั้งฉากหรือความขนานสำหรับทิศทางเทียบกับ Datum ผิวที่บิดงออาจทำให้หลวมหรือรั่วเมื่อขันยึดชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน
สำหรับที่นั่งลูกปืนและพูลเลย์บนชิ้นส่วนหมุน ให้ใช้ circular runout หรือ total runout ควบคุมการส่ายเมื่อชิ้นงานหมุนรอบแกน Datum runout ตรวจหน้างานง่าย เพียงวางไดอัลเกจที่ผิวแล้วหมุนชิ้นงาน
การกำหนดค่าพิกัด: หน้าที่ ความสามารถกระบวนการ และการตรวจสอบ
ค่าพิกัดที่แคบลงไม่ได้แปลว่าคุณภาพดีขึ้นเสมอไป ค่าที่แคบเกินจำเป็นดันต้นทุนการผลิตและการตรวจสอบให้สูงขึ้น ส่วนค่าที่หลวมเกินไปทำให้ประกอบมีปัญหาหรือสมรรถนะไม่พอ การกำหนดค่าพิกัดที่ดีต้องสมดุลระหว่าง 3 อย่าง คือ หน้าที่ ความสามารถกระบวนการ และวิธีตรวจสอบ
- หน้าที่. ระบุให้ได้ว่าทำไม feature นี้ต้องการความแม่นยำระดับนั้น เช่น ช่องว่างกับชิ้นคู่ การเยื้องที่ยอมให้ตอนประกอบ หรือการสั่นขณะหมุน แล้วจึงแบ่งค่าพิกัดขนาดและค่าพิกัดเรขาคณิตให้สอดคล้อง ถ้ามีชิ้นส่วนซ้อนกันหลายชิ้น ให้คำนวณ tolerance stack-up เพื่อยืนยันว่าผลรวมยังตอบหน้าที่ได้
- ความสามารถกระบวนการ. ตรวจว่าเครื่องจักรและกระบวนการจริงรักษาค่าพิกัดได้สม่ำเสมอหรือไม่ ดัชนี Cp และ Cpk บอกได้ว่าค่าพิกัดเหลือช่วงเผื่อเหนือความแปรปรวนของกระบวนการเท่าไร ถ้าความสามารถไม่พอ ต้องตัดสินใจก่อนผลิตจริงว่าจะแก้แบบหรือแก้กระบวนการ
- การตรวจสอบ. ค่าพิกัดขนาดตรวจด้วยเวอร์เนียคาลิเปอร์และไมโครมิเตอร์ได้ แต่ค่าพิกัดเรขาคณิตมักต้องใช้โต๊ะระดับกับไดอัลเกจ เครื่องวัดความกลม หรือ CMM ถ้ายังไม่ตกลงวิธีตั้ง Datum ตอนวัด ชิ้นงานเดียวกันอาจผ่านสำหรับคนหนึ่งและไม่ผ่านสำหรับอีกคน ควรตกลงกับ QA ก่อนปล่อยแบบว่าจะวัดอะไรและวัดอย่างไรในการตรวจรับและตรวจระหว่างกระบวนการ
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย
- ใส่ค่าพิกัดแคบกับทุกขนาด ทำให้ต้นทุนสูงขึ้นกับ feature ที่ไม่เกี่ยวกับหน้าที่
- ใส่ค่าพิกัดเรขาคณิตโดยไม่มี Datum จึงไม่มีใครรู้ว่าต้องวัดจากอะไร
- เข้าใจว่าค่าพิกัดขนาดกำหนดรูปทรงด้วย จึงไม่ใส่ความเรียบหรือความตั้งฉาก
- ไม่เขียนมาตรฐานและเกรดของค่าพิกัดทั่วไปใน title block ทำให้ขนาดที่ไม่มีค่าพิกัดไม่มีขีดจำกัดที่ชัดเจน
- แลกเปลี่ยนแบบกับคู่ค้าต่างประเทศโดยไม่ตกลงกันว่าจะอ่านตาม ASME หรือ ISO
ในงานออกแบบด้วย 3D CAD บริษัทจำนวนมากขึ้นใส่ข้อมูลค่าพิกัดและ Datum ไว้ในโมเดลโดยตรง เพื่อให้แบบกับข้อมูล 3D ระบุข้อกำหนดตรงกัน
นำไปใช้ได้ทันที: เช็กลิสต์สิ่งที่ต้องยืนยันกับฝั่งญี่ปุ่น
ก่อนเสนอราคา เขียนแบบใหม่ หรือตรวจชิ้นงานจากแบบญี่ปุ่น คำถามเหล่านี้ช่วยแก้ปัญหาเรื่องค่าพิกัดได้เกือบทั้งหมด ใช้เป็นแม่แบบสำหรับ RFQ หรือประชุมทางเทคนิคครั้งแรกได้
| # | สิ่งที่ต้องตรวจ | ทำไมสำคัญ |
|---|---|---|
| 1 | แบบระบุมาตรฐานและเกรดของค่าพิกัดทั่วไปอะไร (เช่น JIS B 0405-m หรือ JIS B 0419-mK) ถ้าไม่ระบุ ขนาดที่ไม่มีค่าพิกัดใช้ค่าอะไร | เกรดกำหนดขีดจำกัดของขนาดส่วนใหญ่บนชิ้นงาน |
| 2 | บันทึกค่าพิกัดทั่วไปมี "-E" (เงื่อนไขซองหุ้ม) หรือไม่ | เปลี่ยนวิธีรับ feature of size ทุกตัว |
| 3 | แบบอ่านตาม JIS/ISO (Independency) หรือ ASME Y14.5 (Rule #1) ฉบับ (edition) ไหน | ค่าพิกัดขนาดเดียวกันควบคุมรูปทรงต่างกันในแต่ละระบบ |
| 4 | ถ้าเขียนแบบใหม่เป็น ASME feature ไหนต้องเพิ่มการควบคุมรูปทรงหรือสัญลักษณ์ independency เพื่อรักษาเจตนาเดิม | การคัดลอกบันทึกแบบหนึ่งต่อหนึ่งไม่ได้รักษาข้อกำหนดเดิม |
| 5 | ค่าพิกัดทั่วไปสมมุติกระบวนการผลิตแบบไหน งานหล่อหรือชิ้นงานฉีดขึ้นรูปในแบบเดียวกันใช้มาตรฐานค่าพิกัดทั่วไปอีกฉบับหรือไม่ | JIS B 0405 ครอบคลุมเฉพาะงานตัดเฉือนและแผ่นโลหะ |
| 6 | ลูกค้ายังใช้ JIS B 0419 (H/K/L) หรือเปลี่ยนไปใช้ ISO 22081 แล้ว | ISO 2768-2 ถูกยกเลิกในปี 2021 |
| 7 | Datum ลำดับที่ 1, 2, 3 คือผิวไหน และจะจับยึดชิ้นงานตอนตรวจอย่างไร | ถ้าไม่ตกลงการตั้ง Datum ผลวัดจะต่างกันไปตามผู้ตรวจ |
| 8 | feature ไหนสำคัญต่อหน้าที่ (งานสวม กลุ่มรู ผิวรองรับ ที่นั่งชิ้นส่วนหมุน) | บอกว่าควรเน้นศึกษาความสามารถกระบวนการและตรวจสอบตรงไหน |
| 9 | ลูกค้าใช้วิธีและเครื่องมือตรวจรับอะไร (two-point size, CMM, ตรวจ runout) | ผลวัดของเราต้องตรงกับของลูกค้า |
| 10 | แบบใช้คำศัพท์ JIS ใหม่ (saizu kosa, zushi saizu) หรือคำเก่า (sunpo kosa, kijun sunpo) | ช่วยบอกได้ว่าแบบจัดทำตามมาตรฐานฉบับไหน |
ตัวอย่างข้อความภาษาอังกฤษที่ส่งถึงลูกค้าหรือซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นได้ทันที (ปรับชื่อและเลขแบบเอง):
- "Drawing No. XXXX states JIS B 0405-m only. Does the general geometric tolerance (JIS B 0419) also apply? And is the envelope requirement (-E) applied to the whole drawing?"
- "Please confirm that this drawing follows the independency principle (JIS B 0024 / ISO 8015), not ASME Rule #1."
ข้อจำกัดของบทความนี้
- ตารางในบทความรวบรวมจากเอกสารตัดตอนที่เผยแพร่ของมาตรฐาน สำหรับการตรวจรับตามสัญญา ให้ใช้เอกสาร JIS หรือ ISO ฉบับจริงตาม edition ที่แบบอ้างถึง
- บางบริษัทเพิ่มมาตรฐานแบบของตัวเองทับ JIS ถ้าแบบอ้างถึงมาตรฐานของบริษัท ให้ขอสำเนาเอกสารนั้น
- JIS B 0405 ครอบคลุมชิ้นงานตัดเฉือนและแผ่นโลหะ งานหล่อและพลาสติกขึ้นรูปมีมาตรฐานค่าพิกัดทั่วไปแยกต่างหาก ซึ่งบทความนี้ไม่ได้ครอบคลุม
- บทความนี้ยังไม่ได้ยืนยันว่ามาตรฐาน มอก. ฉบับใดเทียบเท่า JIS B 0405 หรือ JIS B 0419 ถ้าต้องอ้างมาตรฐานในประเทศไทย ควรยืนยันกับซัพพลายเออร์หรือฝ่าย QA
- การเปรียบเทียบกับ ASME ครอบคลุมเฉพาะกฎตั้งต้น ASME Y14.5 กับ ISO GPS ต่างกันในรายละเอียดอื่นอีกมาก และทั้งสองมีการปรับปรุงฉบับเป็นระยะ
- บทความนี้ไม่ได้ตัดสินว่าแบบใดแบบหนึ่งต้องอ่านอย่างไร สัญญากำหนดว่าใครเป็นเจ้าของการออกแบบและมีอำนาจตัดสินขั้นสุดท้าย ถ้าไม่แน่ใจ ให้ขอคำตีความเป็นลายลักษณ์อักษรก่อนผลิต
สรุป
- "JIS B 0405-m" ใน title block ให้ค่าพิกัดทั่วไปเท่ากับ "ISO 2768-m" เช่น ±0.3 สำหรับขนาดเกิน 30 ถึง 120 mm
- ค่าพิกัดขนาดควบคุมขนาด ค่าพิกัดเรขาคณิตควบคุมรูปทรง ทิศทาง ตำแหน่ง และ runout
- JIS B 0405 และ JIS B 0419 เติมส่วนที่แบบไม่ได้ระบุค่าพิกัดเฉพาะ
- JIS และ ISO ใช้หลักความเป็นอิสระ ค่าพิกัดขนาดอย่างเดียวจึงไม่กันการโก่งหรือบิดงอ ส่วน ASME Rule #1 เป็นตรงกันข้ามโดยค่าตั้งต้น
- feature ที่สวมกันใช้ค่าพิกัดขนาดพร้อม Ⓔ กลุ่มรูใช้ Position ผิวรองรับหรือชิ้นส่วนหมุนใช้ความเรียบหรือ runout
- กำหนดค่าพิกัดโดยสมดุลระหว่างหน้าที่ ความสามารถกระบวนการ และวิธีตรวจสอบ
คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
JIS B 0405 เหมือน ISO 2768-1 หรือไม่
เหมือนกันในเนื้อหาทางเทคนิค JIS B 0405:1991 จัดทำโดยแปล ISO 2768-1:1989 โดยไม่เปลี่ยนเนื้อหาทางเทคนิค ค่าพิกัดของแต่ละเกรดจึงตรงกัน ต่างกันที่ชื่อเรียก คือ "JIS B 0405-m" บนแบบ JIS และ "ISO 2768-m" บนแบบ ISO
JIS B 0405-m ให้ค่าพิกัดเท่าไรสำหรับขนาด 50 mm
±0.3 mm ขนาด 50 mm อยู่ในช่วง "เกิน 30 ถึง 120" และเกรด m ให้ ±0.3 ในช่วงนี้ ดังนั้น 49.7 ถึง 50.3 mm ผ่าน ถ้าเป็นเกรด f (ละเอียด) จะให้ ±0.15
"JIS B 0419-mK" บนแบบหมายความว่าอะไร
ใช้ค่าพิกัดทั่วไปสองชุดพร้อมกัน คือเกรด m ของ JIS B 0405 สำหรับขนาดความยาวและมุม และเกรด K ของ JIS B 0419 สำหรับลักษณะทางเรขาคณิต เช่น ความเรียบและความตั้งฉาก ถ้าเพิ่ม "-E" (JIS B 0419-mK-E) จะใช้เงื่อนไขซองหุ้มกับ feature of size ทุกตัวด้วย
Rule #1 ใช้กับแบบญี่ปุ่นหรือไม่
ไม่ใช้เป็นค่าตั้งต้น แบบญี่ปุ่นตาม JIS B 0024 ซึ่งอิง ISO 8015 ขนาดกับรูปทรงเป็นอิสระต่อกัน ถ้าต้องการพฤติกรรมซองหุ้มแบบ Rule #1 แบบต้องมี Ⓔ ที่ขนาด หรือ "-E" ในบันทึกค่าพิกัดทั่วไป ถ้าจะเขียนแบบใหม่ตาม ASME Y14.5 ควรยืนยันเรื่องนี้กับฝั่งญี่ปุ่นก่อน
มาตรฐาน ISO ข้อไหนตรงกับ JIS B 0021 สำหรับค่าพิกัดเรขาคณิต
ISO 1101 JIS B 0021:1998 แปลจาก ISO/DIS 1101 (1996) โดยไม่เปลี่ยนเนื้อหาทางเทคนิค ส่วน Datum อยู่ใน JIS B 0022 ซึ่งมาตรฐานสากลที่เทียบเคียงคือ ISO 5459
แหล่งอ้างอิง
- ค่าพิกัดทั่วไป: JIS B 0405:1991 General tolerances – Part 1; Miki Pulley, General tolerances (JIS B 0405 / JIS B 0419 excerpt, ภาษาญี่ปุ่น); Wevolver, ISO 2768 general tolerances: tables, classes, and current status
- ค่าพิกัดเรขาคณิตทั่วไป: JIS B 0419:1991 General tolerances – Part 2; SIS, SS-ISO 2768-2 (withdrawn, replaced by ISO 22081)
- ค่าพิกัดเรขาคณิต: JIS B 0021:1998 Geometrical Product Specifications (GPS) – Geometrical tolerancing
- Datum: JIS B 0022:1984 Datums and datum-systems for geometrical tolerances
- หลักความเป็นอิสระ: JIS B 0024:2019 Geometrical product specifications (GPS) – Fundamentals
- ค่าพิกัดขนาดและเงื่อนไขซองหุ้ม: JIS B 0420-1:2016 Dimensional tolerancing – Part 1: Linear sizes
- งานสวม: JIS B 0401-1:2016 Basis of tolerances, deviations and fits
- ค่าตั้งต้นของ ASME เทียบ ISO: Keyence, International industrial standards and GD&T; GD&T Basics, A Comparison of GD&T Standards: ISO GPS vs. ASME Y14.5
บทความต้นฉบับภาษาญี่ปุ่นคู่มือนี้เรียบเรียงจากบทความของ MONOSCOPE ที่เขียนสำหรับผู้อ่านในญี่ปุ่น: 寸法公差と幾何公差の違い|図面での使い分けと公差設計の基本


