Hver uge eller deromkring lander en tegning på vores skrivebord med to billedtekster, der ser næsten udskiftelige ud: en kort lige linje tegnet over et skaft og et lille parallelogram tegnet over et ansigt. Rethed og fladhed er begge formtolerancer. Ingen af dem har brug for en datumreference. Begge kontrolleres normalt med en måleur og en overfladeplade. Og alligevel stiller de helt andre spørgsmål om en del.
Ingeniører, der er nye til GD&T, spørger os ofte, hvilken vi skal bruge. Det korte svar er, at rethed styrer en linje eller en akse, mens planhed styrer en hel overflade. Det længere svar er, hvad resten af denne artikel handler om.
Her er, hvordan vi forklarer de to callouts til kunderne, og hvordan forskellen udspiller sig på rigtige dele.
Hvad straightness faktisk kontrollerer
Ligehed er en todimensionel kontrol. Påført på en flad flade står der, at hvert enkelt linjeelement på den flade skal ligge mellem to parallelle linjer adskilt af toleranceværdien. Anvendt på en egenskab af størrelse, såsom skaftet på en bolt, en dyvelstift eller en optisk aksel, styrer den den afledte medianlinje, og tolerancezonen bliver en cylinder, hvis diameter er lig med toleranceværdien.
To egenskaber gør rethed usædvanlig:
- Intet datum er påkrævet. Tolerancezonen er fri til at oversætte og rotere, indtil den fanger den faktiske funktion så stramt som muligt, så inspektøren måler kun form, ikke orientering eller placering.
- Det virker i én retning ad gangen. En overflade, der måler godt langs dens længde, kan stadig bøjes, cuppes eller snoes på tværs af dens bredde, og en rethedsforklaring taget i en enkelt retning vil ikke fange det.
En 0,02 mm rethed callout på et skaft skaft betyder, at den afledte median linje skal passe ind i en 0,02 mm diameter cylinder over hele længden af featuren. Hvis tegningen tilføjer den maksimale materialetilstandsmodifikator ud for tolerancen, vokser den tilladte fejl, når den faktiske diameter afviger fra den maksimale materialetilstand. Den bonustolerance er det, der lader en lidt underdimensioneret aksel bøje lidt mere og stadig bestå inspektion.
Der, hvor retfærdighed virkelig tjener sin plads, er på lange, slanke træk, der glider, roterer eller justerer noget andet: styrestænger, spindler, ejektorstifter, ventilstammer og akselkerner inde i små gearkasser og roterende mekanismer.
Hvad fladhed virkelig betyder
Fladhed tager den samme idé og strækker den over en hel overflade. Tolerancezonen er to parallelle planer adskilt af toleranceværdien, og hvert punkt på den kontrollerede overflade skal sidde imellem dem. Ligesom rethed behøver fladhed intet datum, og de to planer er frie til at vippe, indtil de fanger overfladen så tæt som muligt.
Den frihed er den vigtige del. En fladhedsforklaring er ligeglad med, hvordan overfladen er orienteret i rummet. Den bekymrer sig kun om, at selve overfladen ikke er bøjet, disket eller bølget. Et perfekt fladt ansigt, der sidder tre grader til bunden af delen, er stadig fladt.
Rethed og fladhed relaterer til hinanden. En overflade, der er flad, er automatisk lige i alle retninger, du kan tegne en linje på tværs af den. Det omvendte er ikke sandt. Forestil dig et ark papir rullet forsigtigt rundt om en stor cylinder. Hver linje, der løber langs rullen, er helt lige, men arket som helhed er buet. En straightness callout ville acceptere det ark. En fladhedsforklaring ville afvise den.
Fladhed er også den mere præcise beskrivelse, når et ansigt skal forsegle, glide eller sidde flugter med et andet ansigt under belastning. En skive, der vipper på et hus, eller et ventilsæde, der ikke lukker jævnt, er et fladhedsproblem, ikke et rethedsproblem.
Rethed vs fladhed: Forskellen i en tabel
Begge billedforklaringer er formtolerancer, der ikke behøver noget datum, men de kontrollerer forskellig geometri og verificeres på forskellige måder. | Aspekt | Ligehed | Fladhed |
| Tolerance zone | To parallelle linjer på en overflade eller en cylinder på en akse | To parallelle planer |
| Geometri styret | Et linjeelement eller den afledte medianlinje | Hele overfladen på én gang |
| Dato påkrævet | Nej | Nej |
| Dimensionel natur | Todimensional, en linje | Tredimensionel, en overflade |
| Forholdet til den anden | Indebærer ikke fladhed | Indebærer ligehed i alle retninger |
| Typiske træk | Aksler, stifter, stænger, spindler, tappe | Tætningsflader, skive- og møtrikflader, flanger, monteringspuder |
| Fælles check | Indikator-sweep langs linjen, V-blokke for en akse, CMM-linjescanning | Indikator-sweep på en overfladeplade, optisk flad, CMM-gitterscanning |
Sondringen mellem linje og overflade giver nogle få praktiske konsekvenser, der fanger folk:
- Fladhed betyder ligehed i alle retninger. Hvis en flade er flad inden for 0,05 mm, er enhver linje tegnet på den også lige inden for 0,05 mm.
- Rethed i én retning siger intet om den vinkelrette retning. En del kan bestå en ensrettet rethedskontrol og stadig vugge på en overfladeplade.
- Akselethed og overfladerethed opfører sig forskelligt, selvom de kaldes med samme navn og udskrives med samme slags forklaring.
- Ingen af billedforklaringerne styrer overfladetekstur, bølger i en anden skala eller trækets orientering i forhold til et datum. Disse har brug for overfladefinishnoter, profil, parallelitet eller vinkelrethed i stedet.
Hvor hver billedforklaring hører hjemme på en rigtig tegning
I praksis har de to callouts en tendens til at leve i forskellige hjørner af et print.
Ligehed vises normalt på
- Styrestænger, spindler og stempler, der skal løbe rigtigt på langs.
- Dyvler, koniske stifter og lokaliseringsstifter, der indstiller positionen af et armatur eller en plade.
- Akselkerner, trindelte aksler og optiske aksler i små roterende samlinger.
- Lange tappe og gevindstænger, hvor bøjning ville fejljustere samlingen.
Fladhed vises normalt på
- Tætningsflader på ventilhuse, fittings og hydrauliske komponenter.
- Skiveflader, møtriklejeflader og bolthovedlejeflader, der fordeler spændebelastningen jævnt.
- Flangeflader, gearendeflader, monteringspuder og dækplader, der boltes fast og ikke må lække.
- Ethvert ansigt, der glider mod et andet ansigt, f.eks. en slidplade eller et glidebetræk.
En hætteskrue med sekskantet hoved er et godt eksempel på, at begge billedforklaringer bor på den samme del. Skaftet kan bære en akse-rethed-calout, så det ikke binder sig i et frigangshul, mens undersiden af hovedet kan bære en fladhed-calout, så spændebelastningen spredes jævnt i stedet for at koncentrere sig om den ene kant.
Sådan måler vi begge på butiksgulvet
Ingen af tolerancerne er svære at kontrollere, men begge er lette at kontrollere dårligt.
Måling af ligehed
For en streg på en overflade, sidder delen på en overfladeplade, og en måleur indikator fejer langs funktionen. Spredningen mellem de højeste og laveste aflæsninger, taget langs den enkelte linje, er rethedsfejlen. For en akse er delen understøttet i V-blokke eller mellem centre, roteret og fejet langs dens længde. Retningen af de høje pletter har lige så stor betydning som deres størrelse, fordi det, forklaringen egentlig refererer til, er den afledte medianlinje og ikke den overflade, du kan røre ved.
Måling af fladhed
På en overfladeplade fejer en højdemåler eller indikator et gitter hen over forsiden, og spredningen mellem den højeste og laveste aflæsning er planhedsfejlen. For overlappede eller fine slebne flader viser en optisk flad og en monokromatisk lyskilde interferensbånd, der kortlægger overfladens form på få sekunder. For komplekse eller afbrudte ansigter er en CMM-gitterscanning normalt den praktiske rute.
Uanset hvilken metode der bruges, afgør tre ting, om tallet betyder noget. Støt delen, som den sidder i samlingen, fordi trepunktsstøtte forhindrer den gyngning, der puster hver læsning op. Lad delen og måleren nå samme temperatur, da en 100 mm stålflade vokser omkring 0,0012 mm for hver grad Celsius. Og rengør overfladen, for en enkelt chip på en overfladeplade er nemt flere mikrometer høj. At holde disse variabler under kontrol er det meste af, hvad dimensionsnøjagtighedsarbejde handler om, og vi dækkede det mere detaljeret i vores note om hvordan vi holder målnøjagtigheden under kontrol .
Over-tolerance koster mere end under-tolerance
Hvis der er en vane, vi trækker tilbage på, er det en fladhed eller ligehed, kopieret fra en tidligere tegning til en del, der aldrig havde brug for det.
Stramning af fladhed fra 0,05 mm til 0,01 mm på en skiveflade ændrer ikke bare et tal på et regneark. Det ændrer processen. Det betyder slibning eller finslibning, hyppigere hjulbeklædning, ekstra inspektionsstationer, sortering og en højere skrotmængde. Det samme gælder for rethed på en aksel: en 0,01 mm akseforklaring på et 200 mm skaft gør normalt en drejning til en slibeoperation.
Et par tommelfingerregler, vi bruger, når vi gennemgår et print med en kunde:
- Spørg, hvad funktionen rent faktisk gør. Forsegling, glidende og lokalisering af ansigter giver en fladhedsforklaring. Kosmetiske ansigter gør det sjældent.
- Hold tolerancen så generøs, som funktionen tillader. Hvis samlingen tåler 0,1 mm variation, er en 0,05 mm fladhed allerede dobbelt så streng som nødvendigt.
- Brug rethed for akser og linjer, fladhed for områder. At blande dem er den mest almindelige årsag til, at en del bliver afvist for noget, der aldrig har betydet noget.
- Husk, at fladhed indebærer rethed. At sætte begge på samme ansigt er normalt overflødigt.
Skræddersyet arbejde er, hvor denne samtale betyder mest, fordi hver ikke-standard fastgørelseselement eller bearbejdet del starter med en tegning og en beslutning om, hvad der egentlig skal kontrolleres.
Rethed og fladhed er ikke konkurrerende callouts. De beskriver to forskellige former for fejl: en linje, der vandrede, og en overflade, der forlod sit plan. Når den skelnen er klar, bliver det nemmere at træffe beslutninger, og inspektionen bliver kortere, fordi ingen skal skændes om, hvilken tolerancezone der gælder.
Hvis et print på dit skrivebord ser tvetydigt ud, eller en tolerance virker strengere end jobbet har brug for, så send det. Vi vil hellere tale det igennem, før chipsene flyver, end at sortere dele bagefter.
