Corectitudine vs planeitate: diferențele GD&T care contează la atelier

În fiecare săptămână sau cam așa ceva, un desen aterizează pe biroul nostru cu două indicații care par aproape interschimbabile: o linie dreaptă scurtă trasată deasupra unui arbore și un mic paralelogram desenat deasupra unei fețe. Rectitudinea și planeitatea sunt ambele toleranțe de formă. Nici unul nu are nevoie de o referință de referință. Ambele sunt de obicei verificate cu un indicator cadran și o placă de suprafață. Și totuși ei pun întrebări complet diferite despre o parte.

Inginerii care sunt noi în GD&T ne întreabă adesea pe care să folosim. Răspunsul scurt este că dreptatea controlează o linie sau o axă, în timp ce planeitatea controlează o întreagă suprafață. Răspunsul mai lung este despre ce este vorba în restul acestui articol.

Iată cum le explicăm clienților cele două înștiințări și cum se manifestă diferența pe părți reale.

Ceea ce controlează de fapt dreptatea

Dreptatea este un control bidimensional. Aplicat pe o suprafață plană, spune că fiecare element de linie individual de pe acea suprafață trebuie să se afle între două linii paralele separate de valoarea toleranței. Aplicat unei caracteristici de dimensiune, cum ar fi tija unui șurub, un știft sau un arbore optic, controlează linia mediană derivată, iar zona de toleranță devine un cilindru al cărui diametru este egal cu valoarea toleranței.

Două proprietăți fac dreptatea neobișnuită:

• Nu este necesară nicio dată. Zona de toleranță este liberă să se translate și să se rotească până când surprinde caracteristica reală cât mai strâns posibil, astfel încât inspectorul măsoară doar forma, nu orientarea sau locația.
• Funcționează într-o direcție la un moment dat. O suprafață care măsoară bine de-a lungul lungimii ei poate fi totuși înclinată, înclinată sau răsucită pe lățimea sa, iar o indicație de dreptate luată într-o singură direcție nu va prinde asta.

O indicație de dreptate de 0,02 mm pe tija arborelui înseamnă că linia mediană derivată trebuie să se potrivească în interiorul unui cilindru cu diametrul de 0,02 mm pe toată lungimea caracteristicii. Dacă desenul adaugă modificatorul de condiție maximă a materialului lângă toleranță, eroarea admisă crește pe măsură ce diametrul real se îndepărtează de starea maximă a materialului. Această toleranță bonus este ceea ce permite unui arbore ușor subdimensionat să se îndoaie puțin mai mult și să treacă în continuare inspecția.

Acolo unde dreptatea își câștigă cu adevărat locul este pe caracteristicile lungi și subțiri care alunecă, rotesc sau aliniază altceva: tije de ghidare, axuri, știfturi de evacuare, tije de supapă și miezuri de arbore în interiorul cutiilor de viteze mici și mecanismelor rotative.

Ce înseamnă cu adevărat planeitatea

Planeitatea preia aceeași idee și o întinde pe o întreagă suprafață. Zona de toleranță este două plane paralele separate de valoarea toleranței și fiecare punct de pe suprafața controlată trebuie să se așeze între ele. La fel ca dreptatea, planeitatea nu are nevoie de date, iar cele două planuri sunt libere să se încline până când captează suprafața cât mai strâns posibil.

Acea libertate este partea importantă. O indicație de planeitate nu îi pasă de modul în care este orientată suprafața în spațiu. Îi pasă doar ca suprafața în sine să nu fie înclinată, înclinată sau ondulată. O față perfect plată așezată la trei grade față de partea de jos a părții este încă plată.

Corectitudinea și planeitatea au legătură una cu cealaltă. O suprafață plană este automat dreaptă în toate direcțiile în care ați putea trasa o linie peste ea. Reversul nu este adevărat. Imaginează-ți o foaie de hârtie rulată ușor în jurul unui cilindru mare. Fiecare linie care trece de-a lungul ruloului este perfect dreaptă, dar foaia în ansamblu este curbată. O mențiune de dreptate ar accepta foaia respectivă. O înștiințare de plată l-ar respinge.

Planeitatea este, de asemenea, descrierea mai precisă atunci când o față trebuie să se etanșeze, să alunece sau să se așeze la nivel de altă față sub sarcină. O șaibă care se balansează pe o carcasă sau un scaun de supapă care nu se închide uniform este o problemă de planeitate, nu o problemă de dreptate.

Corectitudine vs planeitate: diferența într-un tabel

Distincția linie versus suprafață produce câteva consecințe practice care îi atrag pe oameni:

1. Planeitatea implică dreptate în toate direcțiile. Dacă o față este plată în limita a 0,05 mm, orice linie trasată pe ea este, de asemenea, dreaptă în 0,05 mm.
2. Rectitudinea într-o direcție nu spune nimic despre direcția perpendiculară. O piesă poate trece de o verificare unidirecțională a dreptății și totuși se poate balansa pe o placă de suprafață.
3. Rectitudinea axei și rectitudinea suprafeței se comportă diferit, chiar dacă sunt numite cu același nume și tipărite cu același tip de înștiințare.
4. Niciunul nu controlează textura suprafeței, ondulația la o altă scară sau orientarea caracteristicii față de un datum. Acestea au nevoie de note de finisare a suprafeței, profil, paralelism sau perpendicularitate.

Unde aparține fiecare înștiințare într-un desen real

În practică, cele două înștiințări tind să locuiască în colțuri diferite ale unui imprimeu.

Corectitudinea apare de obicei pe

• Tijele de ghidare, fusurile și pistonii care trebuie să ruleze corect pe lungimea lor.
• Dibluri, știfturi conice și știfturi de localizare care stabilesc poziția unui dispozitiv de fixare sau a unei plăci.
• Miezuri de arbori, arbori trepți și arbori optici în ansambluri rotative mici.
• Știfturi lungi și tije filetate unde îndoirea ar alinia greșit îmbinarea.

Planeitatea apare de obicei pe

• Fețe de etanșare pe corpurile supapelor, fitingurile și componentele hidraulice.
• Fețele șaibelor, fețele lagărelor piulițelor și fețele lagărului capului șuruburilor care distribuie uniform sarcina de prindere.
• Fețele flanșelor, fețele de la capătul angrenajului, plăcuțele de montare și plăcile de acoperire care se înșurubează și nu trebuie să curgă.
• Orice față care alunecă pe o altă față, cum ar fi o placă de uzură sau un capac glisant.

Un șurub cu cap cu cap hexagonal este un exemplu bun al ambelor indicații care trăiesc în aceeași parte. Tija poate avea o indicație de planeitate a axei, astfel încât să nu se lege într-o gaură de degajare, în timp ce partea inferioară a capului poate avea o indicație de planeitate, astfel încât sarcina de prindere să se răspândească uniform în loc să se concentreze pe o margine.

Cum le măsurăm pe ambele la magazin

Nici una dintre tolerante nu este greu de verificat, dar ambele sunt ușor de verificat prost.

Măsurarea dreptății

Pentru o linie pe o suprafață, piesa se așează pe o placă de suprafață și un indicator cadran mătură de-a lungul caracteristicii. Distribuția dintre citirile cele mai înalte și cele mai scăzute, luate de-a lungul acelei linii unice, este eroarea de dreptate. Pentru o axă, piesa este susținută în blocuri V sau între centre, rotită și măturată pe lungimea sa. Direcția punctelor înalte contează la fel de mult ca și dimensiunea lor, pentru că ceea ce se referă cu adevărat înștiințarea este linia mediană derivată și nu suprafața pe care o poți atinge.

Măsurarea planeității

Pe o placă de suprafață, un indicator de înălțime sau un indicator mătură o grilă peste față, iar diferența dintre citirile cele mai înalte și cele mai mici este eroarea de planeitate. Pentru suprafețele suprafețe cu pământ fin, un plat optic și o sursă de lumină monocromatică arată benzi de interferență care mapează forma suprafeței în câteva secunde. Pentru fețele complexe sau întrerupte, o scanare a grilei CMM este de obicei calea practică.

Indiferent de metoda folosită, trei lucruri decid dacă numărul înseamnă ceva. Susține piesa așa cum se așează în ansamblu, deoarece suportul în trei puncte previne balansul care umflă fiecare citire. Lăsați piesa și gabaritul să atingă aceeași temperatură, deoarece o față de oțel de 100 mm crește cu aproximativ 0,0012 mm pentru fiecare grad Celsius. Și curățați suprafața, deoarece un singur cip de pe o placă de suprafață are cu ușurință câțiva micrometri înălțime. Menținerea acelor variabile sub control este cea mai mare parte a ceea ce înseamnă munca de precizie dimensională și am tratat-o mai detaliat în nota noastră despre cum ținem sub control acuratețea dimensională .

Supra-toleranța costă mai mult decât sub-toleranța

Dacă există un obicei pe care îl respingem, acesta este o mențiune de planeitate sau dreptate copiată dintr-un desen anterior pe o parte care nu a avut nevoie niciodată de el.

Strângerea planeității de la 0,05 mm la 0,01 mm pe fața unei șaibe nu schimbă doar un număr de pe o foaie de calcul. Schimbă procesul. Înseamnă șlefuire sau șlefuire fină, îmbrăcare mai frecventă a roților, stații suplimentare de inspecție, sortare și o rată mai mare de deșeuri. Același lucru este valabil și pentru rectitudinea pe un arbore: o indicație a axei de 0,01 mm pe o tijă de 200 mm transformă de obicei o operație de strunjire într-o operație de șlefuire.

Câteva reguli de bază pe care le folosim atunci când revizuim o imprimare cu un client:

• Întrebați ce face de fapt funcția. Sigilarea, alunecarea și localizarea fețelor câștigă o mențiune de planeitate. Fețele cosmetice o fac rar.
• Păstrați toleranța la fel de generoasă pe cât permite funcția. Dacă ansamblul tolerează o variație de 0,1 mm, o indicație de planeitate de 0,05 mm este deja de două ori mai strictă decât este necesar.
• Utilizați dreptatea pentru axe și linii, planeitatea pentru zone. Amestecarea lor este cel mai frecvent motiv pentru care o parte este respinsă pentru ceva care nu a contat niciodată.
• Amintiți-vă că planeitatea implică dreptate. Punerea ambelor pe aceeași față este de obicei redundantă.

Lucrul personalizat este locul în care această conversație contează cel mai mult, pentru că fiecare element de fixare nestandard sau piesă prelucrată începe cu un desen și o decizie cu privire la ceea ce trebuie cu adevărat controlat.

Dreptatea și planeitatea nu sunt înștiințări concurente. Ei descriu două forme diferite de eroare: o linie care a rătăcit și o suprafață care și-a părăsit planul. Odată ce această distincție este clară, deciziile de tragere devin mai ușoare, iar inspecția se scurtează, pentru că nimeni nu trebuie să discute despre ce zonă de toleranță se aplică.

Dacă o imprimare pe birou pare ambiguă sau o toleranță pare mai strictă decât are nevoie, trimiteți-o. Preferăm să discutăm înainte ca jetoanele să zboare decât să sortăm piesele după aceea.