Hver uke eller så lander en tegning på skrivebordet vårt med to forklaringer som ser nesten utskiftbare ut: en kort rett linje tegnet over et skaft, og et lite parallellogram tegnet over et ansikt. Retthet og flathet er begge formtoleranser. Ingen av dem trenger en datumreferanse. Begge kontrolleres vanligvis med en måleklokke og en overflateplate. Og likevel stiller de helt andre spørsmål om en del.
Ingeniører som er nye innen GD&T spør oss ofte hvilken vi skal bruke. Det korte svaret er at retthet styrer en linje eller en akse, mens flathet styrer en hel flate. Det lengre svaret er hva resten av denne artikkelen handler om.
Her er hvordan vi forklarer de to meldingene til kunder, og hvordan forskjellen spiller ut på virkelige deler.
Hva retthet faktisk kontrollerer
Retthet er en todimensjonal kontroll. Påført en flat overflate står det at hvert enkelt linjeelement på den flaten skal ligge mellom to parallelle linjer adskilt av toleranseverdien. Brukt på en egenskap av størrelse, for eksempel skaftet til en bolt, en pluggpinne eller en optisk aksel, kontrollerer den den avledede medianlinjen, og toleransesonen blir en sylinder hvis diameter er lik toleranseverdien.
To egenskaper gjør retthet uvanlig:
- Ingen datum er nødvendig. Toleransesonen er fri til å oversette og rotere til den fanger opp selve trekk så tett som mulig, slik at inspektøren kun måler form, ikke orientering eller plassering.
- Det fungerer i én retning om gangen. En overflate som måler godt langs lengden kan fortsatt bøyes, kuttes eller vrides på tvers av bredden, og en retthetsforklaring tatt i en enkelt retning vil ikke fange det.
En 0,02 mm retthet på et skaftskaft betyr at den avledede medianlinjen må passe inn i en sylinder med en diameter på 0,02 mm over hele lengden av funksjonen. Hvis tegningen legger til den maksimale materialtilstandsmodifikatoren ved siden av toleransen, vil den tillatte feilen vokse etter hvert som den faktiske diameteren avviker fra maksimal materialtilstand. Den bonustoleransen er det som lar en litt underdimensjonert aksel bøye seg litt mer og fortsatt bestå inspeksjon.
Der rettheten virkelig får sin plass er på lange, slanke trekk som glir, roterer eller justerer noe annet: styrestenger, spindler, ejektorpinner, ventilstammer og akselkjerner inne i små girkasser og roterende mekanismer.
Hva flathet egentlig betyr
Flathet tar den samme ideen og strekker den over en hel overflate. Toleransesonen er to parallelle plan atskilt av toleranseverdien, og hvert punkt på den kontrollerte overflaten må sitte mellom dem. Som retthet trenger ikke flathet noe datum, og de to planene kan vippes fritt til de fanger overflaten så tett som mulig.
Den friheten er den viktige delen. En flathetsforklaring bryr seg ikke om hvordan overflaten er orientert i rommet. Den bryr seg bare om at selve overflaten ikke er bøyd, disket eller bølget. Et perfekt flatt ansikt som sitter tre grader til bunnen av delen er fortsatt flatt.
Retthet og flathet har sammenheng med hverandre. En flate som er flat er automatisk rett i alle retninger du kan tegne en linje over den. Det motsatte er ikke sant. Se for deg et papirark rullet forsiktig rundt en stor sylinder. Hver linje som går langs rullen er helt rett, men arket som helhet er buet. En retthetsforklaring vil godta det arket. En flathetsforklaring vil avvise den.
Flathet er også den mer nøyaktige beskrivelsen når et ansikt må forsegle, gli eller sitte i flukt mot et annet ansikt under belastning. En skive som gynger på et hus, eller et ventilsete som ikke lukker jevnt, er et flathetsproblem, ikke et retthetsproblem.
Retthet vs flathet: Forskjellen i en tabell
Begge forklaringene er formtoleranser som ikke trenger noe datum, men de kontrollerer forskjellig geometri og verifiseres på forskjellige måter. | Aspekt | Retthet | Flathet |
| Toleransesone | To parallelle linjer på en overflate, eller en sylinder på en akse | To parallelle plan |
| Geometri kontrollert | Ett linjeelement, eller den avledede medianlinjen | Hele overflaten på en gang |
| Dato kreves | Nei | Nei |
| Dimensjonal natur | Todimensjonal, en linje | Tredimensjonal, en overflate |
| Forholdet til den andre | Antyder ikke flathet | Innebærer retthet i alle retninger |
| Typiske trekk | Aksler, pinner, stenger, spindler, pigger | Tetningsflater, skive- og mutterflater, flenser, monteringsputer |
| Felles sjekk | Indikatorsveip langs linjen, V-blokker for en akse, CMM linjeskanning | Indikatorsveip på en overflateplate, optisk flat, CMM rutenettskanning |
Skillet mellom linje og overflate gir noen få praktiske konsekvenser som fanger folk ut:
- Flathet innebærer retthet i alle retninger. Hvis en flate er flat innenfor 0,05 mm, er en hvilken som helst linje tegnet på den rett innenfor 0,05 mm også.
- Retthet i én retning sier ingenting om den vinkelrette retningen. En del kan bestå en ensrettet retthetskontroll og fortsatt gynge på en overflateplate.
- Akseretthet og overflateretthet oppfører seg forskjellig, selv om de kalles med samme navn og trykkes med samme type forklaring.
- Verken bildetekst kontrollerer overflatetekstur, bølger i en annen skala eller orienteringen av objektet til et datum. De trenger overflatefinishnotater, profil, parallellitet eller vinkelrett i stedet.
Hvor hver bildetekst hører hjemme på en ekte tegning
I praksis har de to bildetekstene en tendens til å leve i forskjellige hjørner av en utskrift.
Retthet vises vanligvis på
- Føringsstenger, spindler og stempler som må løpe rett på langs.
- Dybler, koniske pinner og lokaliseringspinner som setter posisjonen til en armatur eller en plate.
- Akselkjerner, avtrappede aksler og optiske aksler i små roterende sammenstillinger.
- Lange stendere og gjengede stenger der bøying ville feiljustere skjøten.
Flathet vises vanligvis på
- Tetningsflater på ventilhus, beslag og hydrauliske komponenter.
- Skiveflater, mutterlagerflater og bolthodelagerflater som fordeler klembelastningen jevnt.
- Flensflater, girendeflater, monteringsputer og dekkplater som boltes fast og ikke skal lekke.
- Ethvert ansikt som glir mot et annet ansikt, for eksempel en sliteplate eller et skyvedeksel.
En hodeskrue med sekskant er et godt eksempel på at begge bildetekstene bor på samme del. Skaftet kan ha en akseretthetsuttrykk slik at det ikke binder seg i et klaringshull, mens undersiden av hodet kan ha en flathetsuttrykk slik at klembelastningen sprer seg jevnt i stedet for å konsentrere seg om en kant.
Hvordan vi måler begge deler på butikkgulvet
Ingen av toleransene er vanskelige å sjekke, men begge er lette å sjekke dårlig.
Måling av retthet
For en linje på en overflate, sitter delen på en overflateplate og en måleklokke sveiper langs funksjonen. Spredningen mellom de høyeste og laveste avlesningene, tatt langs den enkelt linjen, er retthetsfeilen. For en akse er delen støttet i V-blokker eller mellom sentre, rotert og sveipet langs sin lengde. Retningen til de høye flekkene har like mye betydning som størrelsen deres, fordi det utropet egentlig refererer til er den avledede medianlinjen og ikke overflaten du kan berøre.
Måling av flathet
På en overflateplate sveiper en høydemåler eller indikator et rutenett over overflaten, og spredningen mellom høyeste og laveste avlesning er flathetsfeilen. For overlappede eller finslipte flater viser en optisk flat og en monokromatisk lyskilde interferensbånd som kartlegger overflatens form på sekunder. For komplekse eller avbrutte ansikter er en CMM-rutenettskanning vanligvis den praktiske ruten.
Uansett hvilken metode som brukes, er det tre ting som avgjør om tallet betyr noe. Støtt delen slik den sitter i monteringen, fordi trepunktsstøtte forhindrer gynging som blåser opp hver avlesning. La delen og måleren nå samme temperatur, siden en 100 mm stålflate vokser omtrent 0,0012 mm for hver grad Celsius. Og rengjør overflaten, for en enkelt brikke på en overflateplate er lett flere mikrometer høy. Å holde disse variablene under kontroll er det meste av dimensjonsnøyaktighetsarbeid handler om, og vi dekket det mer detaljert i notatet vårt om hvordan vi holder dimensjonsnøyaktigheten under kontroll .
Overtoleranse koster mer enn undertoleranse
Hvis det er en vane vi trekker tilbake på, er det en flathet eller retthet kopiert fra en tidligere tegning til en del som aldri trengte det.
Å stramme flathet fra 0,05 mm til 0,01 mm på en skiveflate endrer ikke bare et tall på et regneark. Det endrer prosessen. Det betyr lapping eller finsliping, hyppigere påkledning av hjul, ekstra inspeksjonsstasjoner, sortering og høyere skraprate. Det samme gjelder for retthet på en aksel: en 0,01 mm akseforklaring på en 200 mm skaft gjør vanligvis en snuoperasjon til en slipeoperasjon.
Noen få tommelfingerregler vi bruker når vi vurderer en utskrift med en kunde:
- Spør hva funksjonen faktisk gjør. Forsegling, skyve og lokalisering av ansikter gir en flathet. Kosmetiske ansikter gjør det sjelden.
- Hold toleransen så sjenerøs som funksjonen tillater. Hvis sammenstillingen tolererer 0,1 mm variasjon, er en 0,05 mm flathet allerede dobbelt så streng som nødvendig.
- Bruk retthet for akser og linjer, flathet for områder. Å blande dem er den vanligste årsaken til at en del blir avvist for noe som aldri har betydd noe.
- Husk at flathet innebærer retthet. Å sette begge på samme ansikt er vanligvis overflødig.
Tilpasset arbeid er der denne samtalen betyr mest, fordi hver ikke-standard feste eller maskinert del starter med en tegning og en beslutning om hva som egentlig skal kontrolleres.
Retthet og flathet er ikke konkurrerende callouts. De beskriver to forskjellige feilformer: en linje som vandret, og en overflate som forlot planet. Når det skillet er klart, blir det lettere å trekke beslutninger, og inspeksjonen blir kortere, fordi ingen trenger å krangle om hvilken toleransesone som gjelder.
Hvis en utskrift på skrivebordet ditt ser tvetydig ut, eller en toleranse virker strengere enn jobben trenger, send den over. Vi vil heller snakke gjennom det før chipsen flyr enn å sortere deler etterpå.
