机械工程的博客

集中性(GD&T)解释

集中性(GD&T)解释

ASME Y14.5-2009年大纲 14种不同类型的几何公差. 每一种公差都规定了对各种零件特性的一种控制. 为了便于理解,这14种类型可以分为5大类. 这些是形状,侧面,方向,位置和跳动.

位置控制可以严格控制特征相对于基准的位置. 同心, 对称 true position是location类别下的控件. 在这篇文章中, BTE365真正的网站来看看同心度, 它的各个方面, 使用和测量方法. 让BTE365真正的网站从定义同心度开始.

什么是同心?

许多机械部件需要高度精确的同心设计才能达到满意的运行效果. 承受高压的管道等部件需要采用均匀壁厚的设计,以防止任何薄弱的结构点. 同心度是一个三维GD&保证一个或多个零件特性围绕基准轴同心的T形标注.

然而,在GD&T, 同心度的含义与大多数工程师所知道的字面定义略有不同. 同心度标注的作用是保证两个相对的点的中点在规定的公差带内. 圆形特征可以有凹槽, 倾角或其他表面变化,但围绕中心轴的质量分布应该是均匀的.

这种平衡的质量分布在零件高速旋转,有振荡或不均匀磨损风险的应用中很重要. 但 同心度是一个难以实现和测量的特性 生产过程.

在大多数应用程序中, 更简单的标注,如循环跳动, 全跳动、位置或侧面 这份工作能做得同样好吗. 在可能的情况下,必须使用它们来避免同心度.

同心度公差带

同心度公差带

GD的区域&同心度是一个圆柱公差带. 特征控制框架指定一个基准轴,作为开发该区域的参考点. 这个圆柱形区域的直径是标注的允许公差值.

以确保同心度, 零件的实际中值轴必须通过计算完全相反的点的中点来推导. 当所有这些中值点相连时,就得到了中值轴. 中轴上的所有点必须在零件的圆柱公差范围内.

同心度与其他标注

同心度是一个必要的标注在许多专门的应用中,均匀的质量分布是最重要的. 但由于其应用过程的困难和昂贵, 重要的是要知道其他标注可以替代同心度,而不影响所需的规范.

圆跳动 而真实位置(有时也被称为“位置”)是两个在许多应用中可以替代同心度的最密切相关的标注.

同心度与圆跳动

测量同心度的困难来自于需要找到零件的推导中值轴. 没有一种方法可以在不使用计算机的情况下可靠地进行这样的计算.

另一方面, 零件的跳动可以很容易地从表面测量,因为它是一个有形的特征. 此外, 简单的仪器,如v型块和百分表可以提供可靠的跳动测量.

常被定义为 循环 和集中性. 如果零件是完全圆的,跳动公差就等于同心度公差.

Specially designed gauges can also measure runout in a quick (<10 seconds), 有效和相对便宜的方式. 因此, 从各个角度, 跳动是同心度的更好选择,必须在任何可能的地方使用.

同心度vs真实位置

真正的位置 在GD&T是一个相当简单的标注,可以固定不同特征的位置和大小. 在许多情况下,真实位置标注可以有效地替代同心度. 当不需要精确的质量分布时,标准孔尺寸和位置公差优于同心度.

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同心度特征控制框架

BTE365真正的网站使用特性控制框架(在这里被称为“FCF”)来解释制造条件, 部件特征上的控制和公差. 一个部件可以有GD允许的多个特性&T. 每个特性的容忍度由它自己的FCF表示. FCF使用前导箭头连接到受控制的特性或其延长线.

同心度特征控制框架

GD的特性控制框架&同心度很简单. 它遵循FCF的一般布局,FCF由三个不同的块组成. 同心度块可以理解为 相对于基准A, 在这个圆柱面上的所有相反元素的中点必须在0的圆柱面公差带内.03”.

每个块提供关于GD不同方面的信息&T宽容. 这三个模块是:

  • 几何特征块
  • 功能公差块
  • 数据块

几何特征块

集中性的象征
这是同心度FCF中的第一个块. 它包含应用于特征的几何公差符号. 由两个同心圆组成的同心度符号放置在此块中,以指定此公差.

功能公差块

这是FCF中的第二个块,它提供了关于应用公差带的类型和大小的信息.

在同心度的情况下,区域的形状是圆柱形. 此区域也称为直径公差区,并在此块中使用直径符号指定. 这个圆柱形区域的直径是零件导出的中间点的公差值或最大允许偏差.

材料修饰剂不能与同心度一起使用,因为会出现额外的公差. 这个额外的公差扩大了公差带,导致了不同直径的阶梯函数, 造成表面直径的急剧变化.

数据块

此块包含基准元素的信息. 根据需要,可以是中心点、中心线或基准面. 在同心度的情况下,基准元素是由基准特征导出的基准轴. 同心度FCF有时可能包含多个基准面. 这就是多直径轴的情况.

如何测量同心度

测量同心度的程序是大多数设计师和机械师选择避免测量同心度的主要原因. 进行必要的测量是困难的、耗时的和昂贵的.

检查人员需要通过连接连续圆形截面的中心点来建立零件的实际中轴线. 这就是为什么可靠的同心度测量需要使用坐标测量机(CMM)或其他计算机辅助测量方法,如光学轴测量系统或具有同心度延伸的激光千分尺.

在许多情况下, 工程师们用百分表记录地表最高点和最低点之间的差值. 他们以为他们是在测量同心度,其实他们是在测量跳动. 正如BTE365真正的网站前面看到的,跳动度要等于同心度, 被观察的部分必须是一个正圆, 这种情况很少发生. 通过跳动测量作为同心度允许圆度误差蔓延到同心度公差.

现在,让BTE365真正的网站简要地看一下测量同心度的逐步过程.

用三坐标测量机测量同心度

用三坐标测量同心度
用三坐标测量同心度

用三坐标测量机测量同心度公差可以分为四个不同的步骤:

步骤1:固定零件,固定基准轴(理论轴)

第一步是通过约束部件在合适的位置来锁定所有自由度. 该位置必须允许进入整个圆柱面进行测量. 这确保了在整个测量过程中不需要重新定位.

然后BTE365真正的网站需要建立基准轴. BTE365真正的网站建议选择基准轴的轴的轴承端,因为组件的旋转将从该端引导.

步骤2:找到一个横截面的中心点

第二步是使用CMM触针绘制控制面. 在圆柱形零件的每个横截面上,BTE365真正的网站需要多对完全相反的点. 建议在每个横截面上至少有三个这样的对. 对于这三对,BTE365真正的网站可能得到三个不同的中值点(除非有重合). 选取这三个中值点的平均值,确定截面的中心点.

步骤3:重复多个截面的圆柱形部分的长度

多个截面的中心点必须计算. 在连接这些点时,BTE365真正的网站得到被测量的轴或零件的实际中心轴. 这个轴也称为派生轴.

第四步:检查被测轴是否在公差带内

得到圆柱(或球面部分)的被测轴后, BTE365真正的网站参照基准轴来检查它的位置. 该轴上的每一点都必须位于FCF规定的圆柱公差区域内.

使用的集中性

大多数专业工程师都明白,除非绝对必要,否则不能使用同心度公差. 但仍有许多应用需要它. 其中包括:

精密球轴承

这些都是用于各种工业的高精度零件,以减少能量损失. 它们的制造必须达到严格的公差,以达到令人满意的运行. 同心度公差用于滚珠轴承的各个元件之间,以确保它符合规格.

传动齿轮

变速器制造 齿轮 需要同心度才能把轴完美地对齐. 这可以防止横向移动,并将磨损率降到最低. 然而,在某些情况下,跳动可能提供足够的准确性.

医疗级油管

在医疗器械中,同心度也用于控制管壁厚度. 这些零件可能很小,对可接受的产品要求很高的精度.

高压管道

高压管道的制造通常采用同心度公差. 这些部件需要一个最小的壁厚,以防止任何薄点沿管道的长度可能由于高压而破裂.

FAQ

ASME Y14是否已去除同心度.5-2018?

是的, 2018 ASME标准 不包括同心度公差吗. 然而, 这并不是很令人震惊,因为所有之前的版本都建议尽可能使用位置和跑出. 除了, 大多数公司仍然使用1994年的标准,而其余的使用2009年的版本. 因此,同心度控制仍然可以使用,除非以前的版本受到限制.

什么是偏心?

偏心量是相对于管道轮廓的几何中心的偏移量. 它是一个既有方向又有大小的矢量. 通常,发现偏心度的值是同心度的一半.

偏心量的计算公式为:

偏心量=(最大壁厚-最小壁厚)/2

 

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