Straightness vs Flatness: Mga Pagkakaiba ng GD&T na Mahalaga sa Shop Floor

Bawat linggo o higit pa, may dumarating na drawing sa aming desk na may dalawang callout na halos mapapalitan: isang maikling tuwid na linya na iginuhit sa itaas ng shaft, at isang maliit na parallelogram na iginuhit sa itaas ng mukha. Ang straightness at flatness ay parehong form tolerances. Wala sa alinman ang nangangailangan ng sanggunian ng datum. Parehong karaniwang sinusuri gamit ang isang dial indicator at isang surface plate. Gayunpaman, nagtatanong sila ng ganap na magkakaibang mga katanungan tungkol sa isang bahagi.

Madalas itanong sa amin ng mga inhinyero na bago sa GD&T kung alin ang gagamitin. Ang maikling sagot ay kinokontrol ng straightness ang isang linya o axis, habang kinokontrol ng flatness ang isang buong ibabaw. Ang mas mahabang sagot ay tungkol sa kung ano ang natitira sa artikulong ito.

Narito kung paano namin ipaliwanag ang dalawang callout sa mga customer, at kung paano gumaganap ang pagkakaiba sa mga tunay na bahagi.

Ano ba talaga ang Kinokontrol ng Pagkatuwid

Ang straightness ay isang two-dimensional na kontrol. Inilapat sa isang patag na ibabaw, sinasabi nito na ang bawat indibidwal na elemento ng linya sa ibabaw na iyon ay dapat na nasa pagitan ng dalawang magkatulad na linya na pinaghihiwalay ng halaga ng pagpapaubaya. Inilapat sa isang katangian ng laki, tulad ng shank ng bolt, dowel pin o optical shaft, kinokontrol nito ang nagmula na median line, at ang tolerance zone ay nagiging cylinder na ang diameter ay katumbas ng tolerance value.

Dalawang pag-aari ang gumagawa ng pagiging tuwid:

• Walang kinakailangang datum. Ang tolerance zone ay libre upang isalin at i-rotate hanggang sa makuha nito ang aktwal na feature nang mahigpit hangga't maaari, kaya ang inspektor ay sumusukat ng form lamang, hindi oryentasyon o lokasyon.
• Gumagana ito sa isang direksyon sa isang pagkakataon. Ang isang ibabaw na mahusay na sumusukat sa haba nito ay maaari pa ring yumuko, i-cupped o i-twist sa lapad nito, at ang isang tuwid na callout na kinuha sa iisang direksyon ay hindi makakaunawa nito.

Ang 0.02 mm straightness callout sa shaft shank ay nangangahulugan na ang nagmula na median line ay kailangang magkasya sa loob ng 0.02 mm diameter cylinder sa buong haba ng feature. Kung idinagdag ng drawing ang maximum material condition modifier sa tabi ng tolerance, ang pinahihintulutang error ay lumalaki habang ang aktwal na diameter ay umaalis mula sa maximum na kondisyon ng materyal. Ang bonus tolerance na iyon ay kung ano ang nagbibigay-daan sa isang bahagyang maliit na laki ng baras na yumuko pa at pumasa pa rin sa inspeksyon.

Kung saan ang pagiging straight ay talagang nakakakuha ng lugar nito ay sa mahaba, payat na mga tampok na dumudulas, umiikot o nakahanay sa ibang bagay: guide rods, spindles, ejector pins, valve stems, at shaft cores sa loob ng maliliit na gearbox at rotary mechanism.

Ano Talaga ang Ibig Sabihin ng pagiging patag

Ang flatness ay tumatagal ng parehong ideya at iniuunat ito sa buong ibabaw. Ang tolerance zone ay dalawang magkatulad na eroplano na pinaghihiwalay ng halaga ng tolerance, at ang bawat punto sa kinokontrol na ibabaw ay kailangang maupo sa pagitan ng mga ito. Tulad ng tuwid, ang flatness ay hindi nangangailangan ng datum, at ang dalawang eroplano ay malayang tumagilid hanggang sa makuha nila ang ibabaw nang mahigpit hangga't maaari.

Ang kalayaan ay ang mahalagang bahagi. Walang pakialam ang flatness callout kung paano naka-orient ang surface sa espasyo. Ito ay nagmamalasakit lamang na ang ibabaw mismo ay hindi yumuko, ulam o kulot. Ang isang perpektong patag na mukha na nakaupo sa tatlong digri hanggang sa ibaba ng bahagi ay patag pa rin.

Ang straightness at flatness ay may kaugnayan sa isa't isa. Ang ibabaw na patag ay awtomatikong tuwid sa bawat direksyon na maaari mong guhitan ng linya sa kabuuan nito. Ang kabaligtaran ay hindi totoo. Larawan ng isang piraso ng papel na malumanay na pinagsama sa paligid ng isang malaking silindro. Ang bawat linya na tumatakbo sa kahabaan ng roll ay perpektong tuwid, ngunit ang sheet sa kabuuan ay hubog. Tatanggapin ng diretsong callout ang sheet na iyon. Tatanggihan ito ng isang flatness callout.

Ang flatness din ang mas tumpak na paglalarawan kapag ang isang mukha ay kailangang i-seal, i-slide o maupo na naka-flush laban sa isa pang mukha sa ilalim ng load. Ang washer na bumabagabag sa isang housing, o isang valve seat na hindi nagsasara nang pantay, ay isang problema sa flatness, hindi isang problema sa straightness.

Straightness vs Flatness: Ang Pagkakaiba sa isang Table

Ang line-versus-surface distinction ay nagbubunga ng ilang praktikal na kahihinatnan na nakakaakit ng mga tao:

1. Ang flatness ay nagpapahiwatig ng tuwid sa lahat ng direksyon. Kung ang isang mukha ay patag sa loob ng 0.05 mm, anumang linya na iginuhit dito ay tuwid din sa loob ng 0.05 mm.
2. Walang sinasabi ang straightness sa isang direksyon tungkol sa perpendikular na direksyon. Ang isang bahagi ay maaaring pumasa sa isang unidirectional straightness check at pa rin rock sa isang surface plate.
3. Magkaiba ang pagkilos ng axis straightness at surface straightness, kahit na tinatawag ang mga ito sa parehong pangalan at naka-print na may parehong uri ng callout.
4. Wala alinman sa callout ang kumokontrol sa texture sa ibabaw, waviness sa ibang sukat, o ang oryentasyon ng feature sa isang datum. Ang mga iyon ay nangangailangan ng surface finish notes, profile, parallelism o perpendicularity sa halip.

Kung saan ang bawat callout ay kabilang sa isang tunay na drawing

Sa pagsasagawa, ang dalawang callout ay madalas na nakatira sa magkaibang sulok ng isang print.

Karaniwang lumalabas ang straightness sa

• Gabay sa mga rod, spindle at plunger na dapat tumakbo nang totoo sa haba ng mga ito.
• Mga dowel, taper pin at locating pin na nagtatakda ng posisyon ng isang kabit o isang plato.
• Mga shaft core, stepped shaft at optical shaft sa maliliit na rotary assemblies.
• Mahabang studs at sinulid na pamalo kung saan mali ang pagkakapantay-pantay ng baluktot.

Karaniwang lumilitaw ang flatness sa

• Nagse-sealing ng mga mukha sa valve body, fittings at hydraulic components.
• Mga mukha ng washer, nut bearing faces at bolt head bearing faces na nagkakalat ng pantay na load ng clamping.
• Mga flange face, gear end face, mounting pad at cover plates na bumababa at hindi dapat tumagas.
• Anumang mukha na dumudulas sa ibang mukha, gaya ng wear plate o slide cover.

Ang hexagon socket head cap screw ay isang magandang halimbawa ng parehong callout na naninirahan sa parehong bahagi. Ang shank ay maaaring magdala ng isang axis straightness callout kaya hindi ito nakatali sa isang clearance hole, habang ang underside ng ulo ay maaaring may flatness callout upang ang clamping load ay kumakalat nang pantay-pantay sa halip na tumutok sa isang gilid.

Paano Namin Sinusukat Pareho sa Lapag ng Tindahan

Wala alinman sa pagpapaubaya ay mahirap suriin, ngunit pareho ay madaling suriin nang masama.

Pagsukat ng tuwid

Para sa isang linya sa isang ibabaw, ang bahagi ay nakaupo sa isang surface plate at isang dial indicator ay nagwawalis sa kahabaan ng feature. Ang pagkalat sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang pagbabasa, na kinuha sa isang linyang iyon, ay ang straightness error. Para sa isang axis, ang bahagi ay sinusuportahan sa mga V-block o sa pagitan ng mga sentro, pinaikot, at winalis sa haba nito. Ang direksyon ng matataas na lugar ay mahalaga gaya ng kanilang laki, dahil ang talagang tinutukoy ng callout ay ang hinango na linyang panggitna at hindi ang ibabaw na maaari mong hawakan.

Pagsukat ng flatness

Sa isang surface plate, ang isang gauge ng taas o indicator ay nagwawalis ng grid sa buong mukha, at ang spread sa pagitan ng pinakamataas at pinakamababang pagbabasa ay ang flatness error. Para sa lapped o fine ground faces, ang optical flat at isang monochromatic light source ay nagpapakita ng mga interference band na nagmamapa sa hugis ng surface sa ilang segundo. Para sa mga kumplikado o nagambala na mga mukha, ang isang CMM grid scan ay karaniwang ang praktikal na ruta.

Alinmang paraan ang ginamit, tatlong bagay ang magpapasya kung may ibig sabihin ang numero. Suportahan ang bahagi sa paraan ng pag-upo nito sa pagpupulong, dahil pinipigilan ng tatlong-puntong suporta ang tumba na nagpapalaki sa bawat pagbasa. Hayaang maabot ng bahagi at ng gauge ang parehong temperatura, dahil ang isang 100 mm steel face ay lumalaki nang humigit-kumulang 0.0012 mm para sa bawat degree Celsius. At linisin ang ibabaw, dahil ang isang solong chip sa isang surface plate ay madaling ilang micrometres ang taas. Ang pagpapanatiling nasa ilalim ng kontrol ng mga variable na iyon ay higit sa kung tungkol saan ang gawaing katumpakan ng dimensional, at tinalakay namin ito nang mas detalyado sa aming tala sa kung paano namin pinapanatiling kontrolado ang katumpakan ng dimensyon .

Mga Gastos sa Sobrang Pagpaparaya kaysa Hindi Pagpaparaya

Kung mayroong isang ugali na itinutulak natin pabalik, ito ay isang flatness o straightness na callout na kinopya mula sa isang nakaraang drawing papunta sa isang bahagi na hindi na kailangan nito.

Ang paghigpit ng flatness mula 0.05 mm hanggang 0.01 mm sa isang washer face ay hindi lang nagpapalit ng numero sa isang spreadsheet. Binabago nito ang proseso. Nangangahulugan ito ng lapping o fine grinding, mas madalas na pagbibihis ng gulong, mga karagdagang istasyon ng inspeksyon, pag-uuri, at mas mataas na rate ng scrap. Ang parehong ay totoo para sa straightness sa isang shaft: isang 0.01 mm axis callout sa isang 200 mm shank ay karaniwang ginagawang isang pagpapaandar sa paggiling.

Ilang panuntunan ng thumb na ginagamit namin kapag nag-review kami ng print sa isang customer:

• Itanong kung ano talaga ang ginagawa ng feature. Ang pagse-sealing, pag-slide at paghahanap ng mga mukha ay nakakakuha ng flatness callout. Ang mga cosmetic na mukha ay bihirang gawin.
• Panatilihin ang tolerance bilang mapagbigay hangga't pinapayagan ng function. Kung pinahihintulutan ng assembly ang 0.1 mm ng variation, ang 0.05 mm na flatness na callout ay dalawang beses nang mas mahigpit kung kinakailangan.
• Gumamit ng tuwid para sa mga palakol at linya, patag para sa mga lugar. Ang paghahalo sa kanila ay ang pinakakaraniwang dahilan kung bakit tinatanggihan ang isang bahagi para sa isang bagay na hindi mahalaga.
• Tandaan na ang flatness ay nagpapahiwatig ng straightness. Ang paglalagay ng pareho sa parehong mukha ay kadalasang kalabisan.

Ang custom na trabaho ay kung saan ang pag-uusap na ito ay pinakamahalaga, dahil bawat nonstandard fastener o machined na bahagi nagsisimula sa isang pagguhit at isang desisyon tungkol sa kung ano talaga ang dapat kontrolin.

Ang straightness at flatness ay hindi nakikipagkumpitensya na mga callout. Inilalarawan nila ang dalawang magkaibang hugis ng error: isang linyang gumagala, at isang ibabaw na umalis sa eroplano nito. Kapag malinaw na ang pagkakaibang iyon, nagiging mas madali ang pagguhit ng mga desisyon, at nagiging mas maikli ang inspeksyon, dahil walang sinuman ang kailangang makipagtalo tungkol sa kung aling tolerance zone ang nalalapat.

Kung ang isang naka-print sa iyong desk ay mukhang malabo, o ang isang pagpapaubaya ay tila mas mahigpit kaysa sa kailangan ng trabaho, ipadala ito. Mas gugustuhin naming pag-usapan ito bago lumipad ang mga chips kaysa pag-uri-uriin ang mga bahagi pagkatapos.