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总跳动(GD&T)解释

总跳动(GD&T)解释

ASME y14.5 - 2009分类14种不同类型的几何公差。这十四种耐受性可以分为五大类,每一组代表了他们对不同特征的控制类型。这五组分别是形式、位置、方向、轮廓和跳动。

在工程中,跳动是指围绕旋转机械系统的中心轴旋转的误差。任何类型的摆动或偏心旋转都可能导致各种机器的功能问题,必须尽可能减少。跳动控制帮助我们实现了这一点。

跳动群房子圆跳动和总输出。

像剖面控制一样,跳动控制是组合控制,因为它们影响零件的多个物理特性,如位置、大小和形状。

稍后再详细介绍。让我们从定义总跳动开始。

什么是总跳动?

总跳动是一种复合公差,它同时控制整个表面的位置、方向和圆柱度。它通过指定一个基准轴并将零件旋转360度来实现。

表面上的任何峰和谷都是根据应用的总跳动容限带观察到的。表面上的所有点都必须位于公差带内,整个表面上的最高点和最低点之间的差必须小于应用的公差极限。

在圆柱形部件的情况下,除了控制表面不规则之外,总卷发控制零件中的任何轴向变化。弯曲,如果有的话,沿零件长度不应导致部分违反跳动容差区域。

堆栈的硬币
每个硬币都必须是圆的,并在相互服从的容忍区内对齐基准。

让我们通过一个硬币堆栈的例子来理解总跳动是如何工作的。

总跳动确保了堆栈中所有的硬币都是完美的圆形。它还确保它们被完美地堆叠在一起,没有一个在堆栈的长度上突出,并且堆栈位于其定义的正确方向上的位置。

并非所有的应用都需要这种严格的控制,但如果没有这样的精度,许多部件就无法令人满意地工作,特别是在高速应用中。

应用总跳动的第二种方法是测量平面上的表面变化。想象一个两端各有平面的实心圆柱部分。总跳动可以控制前端面的平整度,并保证其垂直于基准轴。

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总跳动公差区

总跳动公差带
绿色区域为宽容区。紫色表面在所有点上都必须保持在区域内。

公差带有两种类型,这取决于表面总跳动控制的类型。

对于圆柱形零件,公差带是参考面周围的三维圆柱套。内外极限由两个同轴柱体标记,其中心轴与指定的基准轴重合。

当总跳动被应用到垂直于中心轴的平面上时,公差带由位于特征控制框架中引用的曲面两侧的两个平面组成。所有的表面元素都必须位于这些平面之间的空间中以获得批准。

总跳动与其他Callouts

总跳动对表面有许多限制。这些限制实际上使总跳动能够控制一个部件的多个特性。因此,它可以用来替换每次控制一个属性的单独的调出。

这是非常有益的,因为它消除了使用不同的检查方法检查每个属性的需要,并将其替换为一个标准方法,以测量部件的总跳动。总跳动一次控制部件的下列属性。

因此,作为一种标注,总跳动与许多其他GD&T标注有一些相似之处。让我们来探讨总跳动和其他标注之间的相似之处以及差异。

总跳动与循环跳动

圆周跳动与总跳动的相似性最大。

圆形跳动,或者更通俗的说法,简称“跳动”,也是一种像总跳动一样的组合控制,除了控制部件的形状外,还控制部件的位置和方向。但两者之间有一些关键的区别。

而循环跳动控制一次一个横截面,总跳动检查圆柱部分的整个长度同时进行。它是圆形的3D版本。

的径向跳动公差可以控制各种表面例如锥,圆柱和球体,而总跳动控制只有圆柱表面

与圆形跳动相比,a带有总跳动控制的表面更昂贵而且更难生产和检查。因此,如果应用程序可以在没有圆柱度或平整度控制的情况下令人满意地运行,设计者应该更喜欢圆形跳动。

总跳动vs圆柱度

圆柱度结合循环平直度用来测量零件特征与完美圆柱体的相似程度。任何形式的偏差都表示为增加的圆柱度。

圆柱度应用于圆柱部分只.对非圆柱形零件使用总跳动是非常不寻常的,但也是可能的。它可以用来测量平面度,正如我们在最初的描述中看到的那样。

关键的区别在于对数据的需求。圆柱度不需要基准轴/表面作为参考。它并不能验证零件的位置只关心零件的形状特征

另一方面,总跳动度量沿零件长度的圆形跳动.在基准的帮助下,总跳动确保位置、方向和大小是与其他部分元素相比是准确的,除了控制任何形式的变化。

两者之间的第二个区别是考虑总跳动保证了柱面的轴线保持在控制之下,而圆柱度集中在整个表面不用担心中心不同的截面。

即使在衡量这两个标注的方式上,这种差异也是明显的。测量圆柱度时,将工件固定在转盘上旋转,借助百分表进行测量。

对于总跳动测量,通过用拨号指示器固定沿着长度测量的相对面的中心来保持圆柱形部分。

总跳动特征控制框架

总跳动的特征控制帧(FCF)描述了它如何应用于指定的特征。它使用标准的布局和符号来表达公差类型、公差限度、具体条件和参考点,从而给出应用的总跳动标注的完整信息。

FCF的先导箭头指向被控制面或其延长线。

总跳动特征控制帧

用于总跳动的FCF是一个相当简单的方法。与所有其他GD&T标注一样,它由三个块组成。

  • 几何特征块
  • 功能公差块
  • 数据块

几何特征块

总输出符号

这个块给出了关于通过放置总跳动符号应用了什么标注的信息。您可能已经知道(圆形)跳动的符号是指向东北的箭头。

由于总跳动测量整个长度的跳动,跳动符号由两个指向东北的箭头组成,它们的尾巴由一条水平线连接。

箭头表示总跳动量从指定部分表面的一端到另一端循环跳动,具有表示在控制下的表面的水平线。

功能公差块

这个块提供了关于如何将callout应用到表面的信息。它给出了关于公差带类型、公差极限和材料条件修改器(如果有的话)的信息。

公差带不是直径,因此在这个块中没有直径符号。块包含在控制下的表面的公差限制。

对于圆柱表面,这一规定的极限代表了组成公差带的同心圆柱之间的径向分离。对于平面,极限表示两个虚拟平面之间的总宽公差带的差值。

在所有情况下,总跳动控制一个没有材料条件修改器的表面。它总是应用RFS(不管特性大小),这是默认模式所有的几何公差

数据块

总跳动需要FCF中的一个数据来派生出调出的跳动公差区域。它可以使用基准轴或基准表面,这取决于所需的控制类型。

选择正确的数据是很重要的,因为它将决定它在服务中如何旋转。对于大多数应用,它将与轴承表面的轴的轴线将被用作基准。

另一个常见的全跳动(以及循环跳动)特征是多基准或复合基准特征。callout可以引用多个基准来更好地定义零件需求,并且每个基准都可以根据需要用于任意数量的fcf。

这些数据被一个接一个地放置,每一个都放在一个单独的盒子里,被称为主要数据、次要数据等等。多基准通常用于多直径的轴。

复合基准是指多个基准放在同一个盒子里,用破折号分隔。它们是两个数据,但它们是一个。在这种情况下,测量时,零件是沿着两个轴,但一起,他们形成一个单独的轴。

如何测量总跳动

计量学提供了几种测量总跳动的方法。检验员可以使用CMM或手工方法。

使用三坐标测量机可以提供更高的精度,但需要熟练的操作人员。手动方法实现起来更简单,成本更低。

让我们看看使用手动方法测量总跳动的逐步过程。

设置设备

测量总跳动的仪器包括两个大的精密v型块,一个小v型块,一个直边(一个扁平、直的金属块),一个表盘或高度表,以及被观察的部分。

精密v型块被安全地连接到表面板或任何其他光滑的表面(通常是一个高度地面花岗岩块)的稳定性。然后检验员将圆柱形零件(转子、轴等)的表面与基准轴放在v型块上。

下一步是对准百分表,以获得线性,平滑和连续运动沿整个零件表面。为了精确起见,我们从直尺开始。

直线凝视针对精密V-块保持冲洗。检查员有时使用石油果冻,以确保直线和V-块之间的平稳相对运动。倒置小V块,检查器将拨号仪连接到此V-块。

带有v型块的千分表现在靠在直尺上,并以这样的方式调整,使千分表的尖端与零件表面相连接。

其思想是精密v型块与零件的基准轴对齐,而千分表通过直尺与基准轴对齐。

测量

现在,检查员沿着其末端的圆柱形部分弯曲拨号仪。重要的是要确保直线和V-块之间没有间隙。还必须确保拨号仪尖端的压力小,以测量两个方向的变化。

将刻度表校准到零,旋转v型座上的零件,并记录下最大读数。现在开始沿零件表面沿直线移动百分表,不要旋转它。

无论何时,在千分表上观察到一个运动,等待和旋转的部分,并记录最大值。继续这个动作,直到表盘到达零件的另一端。

最终结果

检验员现在比较沿零件长度的不同位置上百分表的变化。获得的最大偏差是零件的总跳动公差。如果该偏差在FCF规定的公差范围内,则检验员批准该零件。

总跳动的使用

总跳动的使用不像其他圆形标注那样常见,因为它对零件几何形状有非常严格的限制。总跳动主要应用于高表面接触面积的高速旋转零件。当它以这样的速度旋转时,低的总跳动有效地防止了整个部件的振动、振荡和噪声。

使用总跳动的部分如下。

  • 大型泵轴
  • 电机转子
  • 复杂齿轮
  • 演习
  • 传动轴
  • 输送机滚筒
  • 轴承期刊

要记住的重要观点

  1. 总跳动同时作用于整个表面。它对零件有严格的限制,因此很少使用。
  2. 先导箭头指向曲面或曲面的延长线。
  3. 没有数据就不能调用它。
  4. 总跳动容差区是两个同心圆柱之间或两个平面之间的间距,具体取决于总跳动控制下的特征。
  5. 总跳动总是应用RFS,从不使用MMC/LMC(没有修改器)。
  6. 对于在总跳动控制下可能间接控制特征的尺寸、形状、方向或位置的任何其他几何公差,必须给予适当的注意。
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