כל מידה בשרטוט הנדסי היא למעשה טווח ולא מספר יחיד. סיבולות וטולרנסים בייצור הם השפה שבה המהנדס מודיע ליצרן כמה סטייה מותרת מהמידה הרשומה לפני שהחלק נפסל. מי שלא מגדיר טווחים כלל מקבל חלקים שאינם מתחברים זה לזה, ומי שמגדיר טווחים צרים מדי משלם פי כמה על אותו חלק בדיוק. במאמר הזה נסביר מה קובעת הסיבולת בפועל, למה דיוק עולה כסף, ואיך בוחרים את רמת הדיוק הנכונה לכל מידה במוצר.

מה בעצם אומרת סיבולת בשרטוט

סיבולת היא הסטייה המותרת מהמידה הנומינלית. חלק שסומן 20.0 מ"מ עם סיבולת של 0.1 מ"מ לכל כיוון יתקבל בכל מידה שבין 19.9 ל-20.1. יש כמה דרכים מקובלות לציין זאת:

  • סיבולת דו כיוונית: סטייה שווה לשני הכיוונים. זו השיטה הנפוצה והפשוטה ביותר לקריאה.
  • סיבולת חד כיוונית: למשל אפס עד פלוס 0.2 מ"מ, כאשר קריטי שהחלק לא ירד מתחת למידה מסוימת, כמו בחור שחייב לקלוט ציר.
  • סיבולות גיאומטריות: הגדרה של מקביליות, מרכזיות, מישוריות או ניצבות ולא רק של אורך. הרחבנו על השפה הזו במאמר על סימון גיאומטרי בשרטוט.
  • סיבולת כללית: שורה אחת בפינת השרטוט שחלה על כל מידה שלא סומנה במפורש. זו לרוב השורה שקובעת את רוב עלות החלק, ורוב היזמים אפילו לא שמים לב אליה.

למה טולרנס הדוק מייקר את החלק

העלות אינה עולה באופן ליניארי. צמצום הטווח בחצי מייקר בדרך כלל הרבה יותר מפי שניים, ומכמה סיבות שמצטברות זו לזו:

  • זמן מכונה: מעברי גימור נוספים, מהירויות הזנה נמוכות יותר, ולעיתים פעולת השחזה או ליטוש אחרי העיבוד עצמו.
  • אחוזי פסילה: ככל שהטווח צר יותר, כך יותר חלקים נופלים מחוץ לו. מחיר החלקים התקינים סופג את עלות הפסולת.
  • מדידה ובקרה: טווחים צרים דורשים מכשור מתאים, ולעיתים בדיקה במכונת מדידה ותיעוד לכל פריט. הנושא מפורט במאמר על מדידות ומטרולוגיה בבקרת איכות.
  • יציבות תהליך: התפשטות תרמית של החלק והמכונה, בלאי כלי חיתוך ותנאי סביבה הופכים למשמעותיים ברמות דיוק גבוהות.

גם שיטת הייצור מגבילה. עיבוד שבבי מגיע יחסית בקלות לעשיריות ואף למאיות המילימטר, ואילו בהזרקת פלסטיק ההתכווצות של החומר, זמן הקירור ולחץ ההזרקה מכתיבים טווחים רחבים יותר. דרישת דיוק שאינה תואמת את התהליך פשוט לא תתממש, גם אם היא רשומה בשרטוט.

איך מחליטים אילו מידות להדק

הכלל הפשוט הוא להדק רק מידות שיש להן תפקיד. בפרויקטים שאנחנו בפרוג'קטס האוס מלווים, בדרך כלל פחות מעשירית מהמידות בשרטוט באמת דורשות טווח צר. אלה בדרך כלל:

  • ממשקים בין חלקים נעים, מושבי מיסבים, תעלות אטמים וחיבורי לחיצה.
  • מידות שנפגשות עם רכיב מדף שהמידות שלו נתונות ולא ניתנות לשינוי.
  • מרווחים חשמליים או אופטיים שמשפיעים ישירות על ביצועי המוצר.
  • מידות שנצברות לאורך שרשרת הרכבה ארוכה, נושא שהרחבנו עליו במאמר על ניתוח שרשרת מידות.

לכל שאר המידות מספיקה סיבולת כללית נדיבה. גישה נוספת שחוסכת הרבה כסף היא לתכנן את המנגנון כך שיסבול סטיות: חריץ במקום חור עגול, אלמנט גמיש שסופג פער, או כוונון בהרכבה במקום דיוק בייצור. הנחיות מעשיות נוספות תמצאו במאמר על קביעת טולרנסים בלי לייקר את הייצור.

טעויות נפוצות שחוזרות בשטח

הטעות הראשונה היא העתקת שרטוט קודם עם הסיבולת הכללית שלו, גם כשמדובר בחלק אחר לגמרי. השנייה היא הידוק גורף של כל המידות מתוך מחשבה שדיוק גבוה תמיד עדיף, מה שמקפיץ את הצעת המחיר של היצרן ולעיתים גם מאריך את זמן האספקה. השלישית היא שרטוט בלי בסיסי ייחוס ברורים, שגורם לכך שהיצרן והלקוח מודדים את אותו חלק משתי נקודות שונות ומגיעים לשתי תוצאות שונות. הבנה נכונה של סיבולות וטולרנסים בייצור חוסכת את מרבית הוויכוחים האלה עוד לפני שהחלק הראשון נחתך. מומלץ גם לסכם מראש מה נבדק בקבלה, באיזו שיטה, ומה קורה כשחלק נמצא מחוץ לטווח.

סיכום מעשי

סיבולת היא החלטה הנדסית וכלכלית כאחת. הגדירו את הפונקציה של כל מידה, הדקו רק את מה שצריך, התאימו את הדרישה ליכולת התהליך, וסכמו עם היצרן את שיטת המדידה. כך מקבלים חלקים שמתחברים בלי לשלם על דיוק מיותר. מידע נוסף על שיטות ותהליכי ייצור תמצאו בעמוד טכנולוגיות ושיטות ייצור.

רוצים שנעבור על השרטוטים שלכם ונגדיר סיבולות וטולרנסים בייצור שמתאימים למוצר ולתקציב? בקשו מאיתנו הצעת מחיר ונחזור אליכם עם המלצה מעשית.

רוצים להפוך רעיון למוצר? צרו קשר עם צוות פרוג'קטס האוס בע"מ – טלפון: 054-8936922 | דוא"ל: info@projects-house.com – ונשמח ללוות אתכם משלב הרעיון ועד המדף.