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圆形(GD&T)解释

圆形(GD&T)解释

几何尺寸和公差(GD&T)标准ASME Y14.5-2018为各种零件功能定义五种主要类型的控件。这些是形式,位置,方向,配置文件和跳动。GD&T中的形式控制控制各个部件特征的形式。

圆形属于表格对照组。它控制圆形特征的几何形状,如锥体,圆柱体和球体。

在本文中,我们将学习循环标注以及我们如何使用它来确保最终部分的最大近距离对其预期设计。

什么是圆形?

圆形度的几何容差是四种形式控制之一,其他类型直线度平坦和圆柱形。也称为圆度,IT控制的特征的圆形性质,例如圆柱形销或孔的直径。

目的是为完美圆圈的循环特征的所需精度设定限制

圆形宽容区域

圆形标注定义实际零件表面的二维公差区域。公差区域由两个同心圆组成,该同心圆位于垂直于部件特征的中心轴的平面上。

圆形宽容区域
圆圈的测量必须位于蓝色区域内

这两个圆圈的半径之间的差异定义了该特征的允许公差限制。

为了更好地理解,可以想象一种彼此接触的无限数量的公差区域以覆盖整个表面(如堆叠中的盘)。所有区域可能不具有相同的尺寸(如锥体的情况)。

对于零件批准,圆形特征的横截面上的所有点必须位于其各自的公差区中,即两个圆圈之间。因此,可以使用一系列圆形公差来确定各种横截面的要求的符合性。

圆形与其他呼叫

圆形可能有时可能与其他次标注混淆。每个标注具有特定功能和测量方法。

在考虑诸如精度,公差限制和易于测量的各种因素之后,设计人员在应用程序中选择正确的标注。以下信息将有助于我们了解不同径向标注之间的差异几何尺寸和公差,并在制作方面的选择。

圆形vs圆柱形

圆柱形是圆形的3D对应物。虽然后者只涉及特征的圆度,但前者还控制了圆形特征的中心轴的直线度

圆柱形试图使特征的形式尽可能接近完美的圆柱体。

设计人员使用圆柱形时,除了径向公差外,该特征的直线度在零件组件中起着重要作用。例如,销可以在限制范围内具有径向变化,但如果它不够直,则它将不适合孔。

圆柱体也不同于圆形度,因为它的特征是具有恒定直径的特征,因此不适合于锥形形状。

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圆形与同轴度

同轴标注在限制范围内保持部分多个圆形特征的中央轴之间的差异

齿轮轴
轴具有不同的横截面

部分可以包括多个圆形特征,如上面的图像中,位于沿其长度的各个位置。即使所有功能都是完美的圆圈,轴不充分对齐也会有摆动。

为了防止摆动,所有功能的中心轴必须重合。这对高速应用尤其重要。同轴性在控制下保持这种变化。

循环适用于单个特征,而同轴性需要多个功能。另一个关键区别是圆形度不需要一个基准,而同轴不能没有基准轴的功能。

圆形与同心度

同心度是同轴的特殊情况同一平面上存在多个功能

当垂直于部件轴的平面包含多个特征的直径时(例如,中空管的内径和外径),同心度标注确保其中心足够接近以防止摆动。

圆形vs跳动

逃避(或循环跳动)结合圆形和同心度来控制特征的完整形式。跳动的公差区类似于圆形区域,因此它也是2D测量。

跳动捕获圆形度和同心度的错误,进入单个测量。这是圆形和同心误差的总和。

如果零件是完全同心的,则跳动测量提供了圆形误差。同样,当零件具有完美的圆度时,跳动代表同心度的误差。

与圆形不同,跳动也需要一个基准轴。

圆形特征控制框架

我们使用特征控制帧将圆形控制应用于表面。它以标准的方式指定了标准的所有重要信息,以便于与有关部件绘图交互的每个人都可以轻松理解。

圆形标注

圆形的特征控制帧非常容易实现。与其他GD&T标注一样,我们将使用三个常规隔间解释圆形功能控制框,如下所示:

  • 几何特征块
  • 特征公差块
  • 数据库

几何特征块

此块包含圆形标注的符号。圆形是由该块中的圆圈表示的。

特征公差块

此块指定应用于呼叫的曲面的公差限制。材料状况改性剂不适用于圆形,因此它们不存在于此块中。因此,它仅包含公差限制的数值。

数据库

循环标注不需要一个数据,因为我们将其应用于单个功能。标注仅控制表面的形式,并且与横截面的位置无关。

测量圆形

有许多方法可以测量圆形。所有这些方法都需要一些技能,并且可能难以开始执行。测量圆形的手段如下:

  • 使用高度仪表
  • 使用CMM.
  • 使用微米

使用高度仪表

可以使用转盘和高度计来测量圆形度。为了测量循环,我们执行以下步骤:

  • 将部分固定在转盘(或VEE块)中并限制它,使其沿中心轴旋转。
  • 选择横截面并在此横截面设置高度计探针。选择高度仪表时,检查器必须确保高度计(或拨号仪)的范围大于该零件的公差限制。
  • 确保高度仪表触摸零件并将其校准为零。
  • 旋转零件并记下读数以进行完全旋转。
  • 将记录的值绘制到极性图中,或将它们送入计算机程序以创建容易传达零件形式的图形。通过确保规格的总变化小​​于指定的公差限制,检查零件容差是否在限制范围内。
  • 在其他横截面中重复相同的过程,以获得部分圆形的完整图像。
使用高度仪表测量圆形度
使用高度仪表测量圆形度

这种类型的设置有时可能被称为圆度测量仪器。它包含一个转盘和可调整的手写笔,也可以测量许多其他特性。

除了圆形,它可以测量直线度,垂直,同轴度,圆柱形,圆形跳动,总跳动和并行性。

使用CMM.

检查圆形度的替代方法包括使用坐标测量机(CMM)。机器的触控笔在特定横截面的四个(或更多)点处进行测量。通过使用最小二乘法计算变化。

机器在多个横截面处重复该过程,以确保整个部分满足圆度规范。

通过此方法记录的圆度测量是最准确的。

使用微米

微米还可以测量部分的圆形,特别是如果是外形(如在销中)。它被测量为在相同横截面的各个点处的两点测量。

在记录这些测量后,从最大值中减去所获得的最小值并减半以获得往复测量。

测量的准确性随着横截面的测量次数的增加而提高。这种方法的一个惊人的特点是,唯一需要的设备是微米,因此很容易使用手头的简单工具进行。

关于测量的注意事项

在球形的情况下,圆形接收难以衡量,因为通过球体中心的任何横截面受到耐受限度。因此,与汽缸和锥体不同,需要在多个平面中采取测量以令人满意地检查一部分。

大多数加工零件没有椭圆形,通常由许多裂片组成。当部分由奇数叶片组成时,圆形检查可以给出错误的测量。

当我们在具有均匀分布的奇数裂片的部分上使用两点测量方法(例如微电器)时,结果将显示该部件在它不是时完美圆。

此错误可能导致需要进一步加工的部件的批准。这就是圆形测量值如何棘手,因此需要熟练的检查员。

用圆形的用途

圆形是一种非常常见的呼叫,在许多不同产品的制造中经常使用。它控制圆形,圆柱形,圆锥形和球形特征中的圆形形状。

它用于诸如轴承,轴,销,阀芯,管道等的部件中使用。圆形确保这些部件在没有任何摆动的情况下均匀磨损。这在高速应用中尤为重要。

因此,圆形度往往是许多工程图的一部分。

要点要记住

  1. 圆形度的公差区是径向耐受区,而不是直径耐受区。
  2. 控制仅在应用于圆形功能时才有效。
  3. 在每个横截面上,呼号独立于其他横截面适用。
  4. 圆形测量可以在某些情况下给出错误的测量。
  5. 没有材料状况修饰符(LMC / MMC)是特征控制框的一部分。
  6. 圆形容差限制必须小于任何其他呼叫的呼出,也必须控制该功能的循环。
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