La planarità in GD&T: Una guida dettagliata
Il dimensionamento e le tolleranze geometriche sono un sistema standard. Aiuta a trasmettere le tolleranze ingegneristiche e l'intento del progetto con l'aiuto di disegni ingegneristici. Anche il simbolo di planarità è un elemento fondamentale per controllare le tolleranze delle superfici piane.
L'articolo che segue contiene una discussione dettagliata sulla planarità in GD&T che vi aiuterà a utilizzarla nei vostri componenti. Quindi, leggiamolo.
Che cos'è la planarità?
La planarità in GD&T è un tipo di strumento di tolleranza ingegneristica che aiuta a controllare le dimensioni del progetto. La tolleranza di planarità viene scelta per quelle superfici che hanno una planarità che deve essere compresa entro certi limiti affinché il componente possa funzionare correttamente. È una misura per controllare la forma della superficie.
La planarità rispetto ad altre caratteristiche GD&T
La planarità può essere confrontata con altre caratteristiche GD&T come segue:
Planarità vs. rettilineità
La planarità è una caratteristica tridimensionale che controlla la superficie, mentre la rettilineità è una caratteristica bidimensionale che controlla una singola linea sulla superficie. La planarità ha una zona di tolleranza definita da due piani paralleli tra loro. La rettilineità ha una zona di tolleranza definita da linee parallele tra loro.
Piattezza vs. parallelismo
La planarità e il parallelismo vengono talvolta confusi. Il parallelismo ha bisogno di una superficie o di un asse con cui essere messo in relazione; non può funzionare senza un dato. La planarità, invece, non richiede un dato e può essere utilizzata su una superficie non paragonabile a un'altra. Pertanto, non è necessario un punto di riferimento.
Planarità vs. finitura superficiale
La planarità e la finitura superficiale controllano entrambe le variazioni della superficie. Tuttavia, la finitura superficiale effettua questo controllo in modo preciso. La planarità, invece, mostra la differenza tra il percorso e l'altezza massima.
Planarità e tolleranza regolare
La planarità è un tipo di tolleranza che gestisce la consistenza della superficie, mentre la tolleranza regolare determina la deviazione dal progetto.
Come mostrare la planarità in un disegno?
La tolleranza di planarità GD&T su un disegno viene mostrata utilizzando un riquadro di controllo delle feature. Il primo blocco contiene il simbolo della caratteristica geometrica per la planarità e ha la forma di un parallelogramma.
Poiché la zona di tolleranza per la planarità è più ampia, il simbolo non è richiesto nel secondo blocco, essendo la zona predefinita per il tipo di tolleranza. Il secondo blocco contiene i modificatori di materiale e i valori di tolleranza necessari.
La planarità non ha bisogno di un dato di riferimento e la freccia di direzione si riferisce alla superficie che è sotto il controllo. A volte può puntare verso la dimensione, indicando che il piano mediano è sotto il controllo della planarità.
Che cos'è la planarità alle condizioni massime del materiale?
La planarità in una condizione di massimo materiale è un'indicazione valida che viene applicata a un elemento di dimensioni, come la larghezza. Invece del controllo di planarità per la superficie, proviene dal piano mediano. Il call-out viene utilizzato dai progettisti per controllare la dimensione, che è più stretta rispetto alla forma di inserimento.
La zona di tolleranza limita le innumerevoli caratteristiche nelle misure date. Questa disposizione non è applicabile quando il callout di planarità con MMC si aggiunge alla dimensione della tolleranza utilizzando la tolleranza geometrica.
Misurare la tolleranza
La misura finale della tolleranza può essere controllata con diversi metodi, che sono i seguenti:
Superfici piane singole
La misura della planarità richiede una piastra di superficie, una sonda o dei calibri per l'altezza. Non può essere misurata semplicemente appoggiando il pezzo sulla lastra.
Utilizzo di un misuratore di altezza
Il calibro di altezza viene utilizzato per misurare la planarità e per gli elementi di riferimento tenuti paralleli. Le macchine CMM avanzate sono utilizzate per controllare la planarità. Possono creare piani virtuali che assomigliano alla superficie da controllare e misurare.
L'intera area viene coperta con l'altezza del calibro e gli elementi positivi e negativi vengono sommati per calcolare la varianza totale. Questa varianza deve essere inferiore al valore di tolleranza di planarità.
Utilizzo di una piastra di superficie
Una piastra di superficie ispeziona la planarità tenendo la faccia sulla piastra di superficie con un calibro di altezza. I misuratori di altezza e i componenti vengono spostati in modo da coprire l'intera larghezza e lunghezza della superficie. La varianza viene calcolata per la superficie totale.
Caratteristica delle dimensioni (planarità al MMC)
Quando si misura la planarità, si effettua fondamentalmente la misurazione del piano mediano derivato. Esistono due metodi di misurazione.
Utilizzo di un calibro funzionale
Questo metodo utilizza due misuratori di altezza, posti l'uno di fronte all'altro. Il misuratore di altezza viene utilizzato sulle superfici inferiore e superiore e misura lo spessore locale. Viene quindi spostato lungo la superficie per verificare se l'intera superficie rientra o meno nella tolleranza dimensionale.
Il secondo metodo utilizza un calibro dotato di una cavità che si adatta alla piastra al confine della condizione virtuale. Si tratta del limite totale disponibile per la tolleranza. Per essere approvata, la piastra deve entrare nel calibro.
Utilizzo di una CMM
La CMM esegue le misurazioni e richiede la copertura della stessa piastra, che viene posta in modo che la sonda raggiunga le due superfici. I punti vengono quindi marcati e viene misurato lo spessore locale di questi punti. Se lo spessore rientra nei limiti delle dimensioni, viene calcolato il punto medio.
La planarità viene calcolata sottraendo la tolleranza locale massima della piastra. Se lo scostamento di planarità del piano mediano è inferiore alla tolleranza di planarità consentita, il percorso viene approvato.
Vantaggi dell'utilizzo della tolleranza di planarità
L'utilizzo della tolleranza di planarità presenta diversi vantaggi, tra cui i seguenti:
- La tolleranza di planarità garantisce l'accoppiamento dei pezzi, riducendo le possibilità di disallineamento. Molte applicazioni sensibili, come quelle automobilistiche e aerospaziali, richiedono questa tolleranza di planarità.
- La tolleranza di planarità aiuta a ridurre al minimo le sollecitazioni, l'usura e l'attrito, soprattutto se scelta per i componenti in movimento.
- Quando la planarità è controllata in un componente, la qualità complessiva dei componenti aumenta e contribuisce alla costanza delle prestazioni.
- La necessità di un'eccessiva post-elaborazione viene eliminata grazie al controllo della planarità, che riduce lo spreco di materiale e di energia.
Dove si può applicare la planarità?
La tolleranza di planarità è scelta da diversi settori industriali in cui la precisione dei componenti è fondamentale. L'industria automobilistica, elettronica e aerospaziale sono settori in cui l'assemblaggio appropriato e il basso attrito dei componenti sono una preoccupazione. Alcune delle applicazioni in cui si applica la planarità sono le seguenti:
- Guarnizioni
- Flange
- Parti ottiche
- Componenti di accoppiamento
Importanza pratica della planarità nella produzione
L'importanza della produzione della planarità non può essere trascurata; essa svolge un ruolo cruciale nel determinare il funzionamento o meno del componente. La sezione seguente fa luce su questo argomento.
Controllo di qualità e coerenza
La planarità mantiene la coerenza nell'intero ciclo di produzione, assicurando che i componenti siano conformi agli standard. È una delle richieste cruciali nella produzione di massa. L'uso di sistemi di misura come CMM aiuta anche a misurare la planarità, garantendo la produzione di componenti di alta qualità in ogni lotto.
Implicazioni di costo
Un adeguato controllo della planarità elimina anche la necessità di una post-elaborazione come rettificae questo provoca un notevole spreco di materiale. Quando i componenti soddisfano gli standard di planarità, l'efficienza produttiva aumenta e si riduce la necessità di spese aggiuntive.
Impatto sulla funzionalità
Le superfici piane offrono funzionalità in diverse applicazioni. Alcuni componenti meccanici, come le guarnizioni, se realizzati con un'adeguata planarità, riducono l'attrito tra i componenti in movimento e prevengono le sollecitazioni.
Conclusione
L'importanza della planarità in GD&T gioca un ruolo fondamentale non solo per migliorare l'estetica dei componenti, ma anche per la loro funzionalità. I componenti possono essere assemblati in modo appropriato, si risparmiano i costi di post-elaborazione e si ottiene una maggiore durata.
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