Ongeveer elke week belandt er een tekening op ons bureau met twee bijschriften die bijna uitwisselbaar lijken: een korte rechte lijn getekend boven een schacht en een klein parallellogram getekend boven een gezicht. Rechtheid en vlakheid zijn beide vormtoleranties. Geen van beide heeft een datumreferentie nodig. Beide worden meestal gecontroleerd met een meetklok en een vlakplaat. En toch stellen ze heel andere vragen over een onderdeel.
Ingenieurs die nieuw zijn bij GD&T vragen ons vaak welke ze moeten gebruiken. Het korte antwoord is dat rechtheid een lijn of een as beheerst, terwijl vlakheid een heel oppervlak beheerst. Het langere antwoord is waar de rest van dit artikel over gaat.
Hier ziet u hoe we de twee toelichtingen aan klanten uitleggen, en hoe het verschil zich uit in echte onderdelen.
Wat eerlijkheid feitelijk controleert
Rechtheid is een tweedimensionale controle. Toegepast op een vlak oppervlak, zegt het dat elk individueel lijnelement op dat oppervlak tussen twee evenwijdige lijnen moet liggen, gescheiden door de tolerantiewaarde. Toegepast op een maatkenmerk, zoals de schacht van een bout, een paspen of een optische as, regelt het de afgeleide middenlijn en wordt de tolerantiezone een cilinder waarvan de diameter gelijk is aan de tolerantiewaarde.
Twee eigenschappen maken rechtheid ongebruikelijk:
- Er is geen gegeven vereist. De tolerantiezone kan vrij worden verplaatst en geroteerd totdat deze het feitelijke kenmerk zo goed mogelijk weergeeft, zodat de inspecteur alleen de vorm meet, en niet de oriëntatie of locatie.
- Het werkt in één richting tegelijk. Een oppervlak dat over de lengte goed meet, kan over de breedte nog steeds gebogen, komvormig of gedraaid zijn, en een rechtheidsaanduiding in één enkele richting zal dat niet opvangen.
Een rechtheidsaanduiding van 0,02 mm op een asschacht betekent dat de afgeleide middenlijn over de volledige lengte van het element in een cilinder met een diameter van 0,02 mm moet passen. Als de tekening de maximale materiaalconditie-modificator naast de tolerantie toevoegt, wordt de toegestane fout groter naarmate de werkelijke diameter afwijkt van de maximale materiaalconditie. Die bonustolerantie zorgt ervoor dat een iets ondermaatse as iets meer kan buigen en toch door de inspectie kan komen.
Waar rechtheid echt zijn plaats verdient, zijn lange, slanke onderdelen die schuiven, roteren of iets anders uitlijnen: geleidestangen, spindels, uitwerppennen, klepstelen en askernen in kleine versnellingsbakken en roterende mechanismen.
Wat vlakheid werkelijk betekent
Vlakheid neemt hetzelfde idee over en strekt het uit over een heel oppervlak. De tolerantiezone bestaat uit twee parallelle vlakken, gescheiden door de tolerantiewaarde, en elk punt op het gecontroleerde oppervlak moet zich daartussen bevinden. Net als rechtheid heeft vlakheid geen referentiepunt nodig, en de twee vlakken zijn vrij om te kantelen totdat ze het oppervlak zo strak mogelijk omsluiten.
Die vrijheid is het belangrijkste onderdeel. Bij een vlakheidsmarkering maakt het niet uit hoe het oppervlak in de ruimte is georiënteerd. Het maakt alleen uit dat het oppervlak zelf niet gebogen, gebogen of golvend is. Een perfect vlak vlak dat zich op drie graden van de onderkant van het onderdeel bevindt, is nog steeds vlak.
Rechtheid en vlakheid hebben wel degelijk met elkaar te maken. Een vlak oppervlak is automatisch recht in elke richting waarin je er een lijn doorheen kunt trekken. Het omgekeerde is niet waar. Stel je een vel papier voor dat zachtjes rond een grote cilinder wordt gerold. Elke lijn die langs de rol loopt, is volkomen recht, maar het vel als geheel is gebogen. Een rechtheidsverklaring zou dat blad accepteren. Een vlakheidstoelichting zou dit verwerpen.
Vlakheid is ook de nauwkeurigere omschrijving wanneer een vlak onder belasting moet worden afgedicht, verschoven of vlak tegen een ander vlak moet zitten. Een sluitring die op een behuizing schommelt, of een klepzitting die niet gelijkmatig sluit, is een vlakheidsprobleem, geen rechtheidsprobleem.
Rechtheid versus vlakheid: het verschil in een tabel
Beide toelichtingen zijn vormtoleranties waarvoor geen referentiepunt nodig is, maar ze bepalen verschillende geometrieën en worden op verschillende manieren geverifieerd. | Aspect | Rechtheid | Flatness |
| Tolerantiezone | Twee parallelle lijnen op een oppervlak, of één cilinder op een as | Twee evenwijdige vlakken |
| Geometrie gecontroleerd | Eén lijnelement, of de afgeleide middenlijn | Het hele oppervlak in één keer |
| Datum vereist | Nee | Nee |
| Dimensionale aard | Tweedimensionaal, een lijn | Driedimensionaal, een oppervlak |
| Relatie met de ander | Impliceert geen vlakheid | Impliceert rechtheid in elke richting |
| Typische kenmerken | Assen, pennen, staven, spindels, tapeinden | Afdichtingsvlakken, sluitring- en moervlakken, flenzen, montagepads |
| Gemeenschappelijke cheque | Indicatorbeweging langs de lijn, V-blokken voor een as, CMM-lijnscan | Indicatorbeweging op een oppervlakteplaat, optisch vlak, CMM-rasterscan |
Het onderscheid tussen lijn en oppervlak levert een aantal praktische consequenties op die mensen opvallen:
- Vlakheid impliceert rechtheid in alle richtingen. Als een vlak binnen 0,05 mm vlak is, is elke lijn die erop wordt getekend ook recht binnen 0,05 mm.
- Rechtheid in één richting zegt niets over de loodrechte richting. Een onderdeel kan een unidirectionele rechtheidscontrole doorstaan en toch op een oppervlakteplaat schommelen.
- De rechtheid van de as en de rechtheid van het oppervlak gedragen zich verschillend, ook al worden ze met dezelfde naam genoemd en met dezelfde soort toelichting afgedrukt.
- Geen van beide toelichtingen regelt de oppervlaktetextuur, de golving op een andere schaal of de oriëntatie van het object ten opzichte van een referentiepunt. Die hebben in plaats daarvan opmerkingen over de oppervlakteafwerking, profiel, parallelliteit of loodrechtheid nodig.
Waar elke toelichting thuishoort op een echte tekening
In de praktijk hebben de twee toelichtingen de neiging om in verschillende hoeken van een afdruk te staan.
Rechtheid verschijnt meestal
- Geleidestangen, spindels en plunjers die over hun lengte recht moeten lopen.
- Deuvels, conische pennen en paspennen die de positie van een armatuur of een plaat bepalen.
- Askernen, getrapte assen en optische assen in kleine roterende samenstellingen.
- Lange tapeinden en draadstangen waarbij buigen de verbinding verkeerd zou uitlijnen.
Meestal verschijnt vlakheid
- Afdichtingsvlakken op kleplichamen, fittingen en hydraulische componenten.
- Sluitvlakken, moerlagervlakken en boutkoplagervlakken die de klemkracht gelijkmatig verdelen.
- Flensvlakken, eindvlakken van tandwielen, montagepads en afdekplaten die vastgeschroefd zijn en niet mogen lekken.
- Elk vlak dat tegen een ander vlak glijdt, zoals een slijtplaat of een schuifafdekking.
Een dopschroef met binnenzeskant is een goed voorbeeld van het feit dat beide callouts op hetzelfde onderdeel voorkomen. De schacht kan een markering voor de rechtheid van de as dragen, zodat deze niet vastloopt in een spelingsgat, terwijl de onderkant van de kop een markering voor de vlakheid kan hebben, zodat de klemkracht gelijkmatig wordt verdeeld in plaats van zich op één rand te concentreren.
Hoe we beide meten op de werkvloer
Geen van beide toleranties is moeilijk te controleren, maar beide zijn gemakkelijk en slecht te controleren.
Rechtheid meten
Bij een lijn op een oppervlak zit het onderdeel op een oppervlakteplaat en beweegt een meetklok langs het kenmerk. De spreiding tussen de hoogste en de laagste meetwaarde, gemeten langs die ene lijn, is de rechtheidsfout. Voor een as wordt het onderdeel ondersteund in V-blokken of tussen de middelpunten, geroteerd en over de lengte ervan geveegd. De richting van de hoge punten is net zo belangrijk als hun grootte, want waar de toelichting in werkelijkheid naar verwijst is de afgeleide middenlijn en niet het oppervlak dat u kunt aanraken.
Vlakheid meten
Op een oppervlakteplaat veegt een hoogtemeter of indicator een raster over het vlak, en de spreiding tussen de hoogste en laagste meetwaarden is de vlakheidsfout. Voor gelepte of fijne grondvlakken vertonen een optische platte en een monochromatische lichtbron interferentiebanden die de vorm van het oppervlak in seconden in kaart brengen. Voor complexe of onderbroken gezichten is een CMM-rasterscan meestal de praktische route.
Welke methode er ook wordt gebruikt, drie dingen bepalen of het getal iets betekent. Ondersteun het onderdeel zoals het in de montage zit, omdat de driepuntssteun het schommelen voorkomt dat elke meting opblaast. Laat het onderdeel en de meter dezelfde temperatuur bereiken, aangezien een stalen oppervlak van 100 mm bij elke graad Celsius ongeveer 0,0012 mm groeit. En maak het oppervlak schoon, want een enkele chip op een oppervlakteplaat is al snel enkele micrometers hoog. Het onder controle houden van deze variabelen is waar het bij dimensionale nauwkeurigheidswerk vooral om gaat, en we hebben dit in meer detail besproken in onze opmerking over hoe we de maatnauwkeurigheid onder controle houden .
Overtolerantie kost meer dan ondertolerantie
Als er één gewoonte is waar we op terugdringen, is het een vlakheid of rechtheid die van een eerdere tekening is gekopieerd naar een onderdeel dat nooit nodig was.
Het aanhalen van de vlakheid van 0,05 mm naar 0,01 mm op een sluitringvlak verandert niet alleen een getal op een spreadsheet. Het verandert het proces. Het betekent leppen of fijnslijpen, vaker wielslijpen, extra inspectiestations, sorteren en een hoger schrootpercentage. Hetzelfde geldt voor rechtheid op een as: een asuitlijning van 0,01 mm op een schacht van 200 mm verandert een draaibewerking doorgaans in een slijpbewerking.
Een paar vuistregels die wij hanteren als wij met een klant een print beoordelen:
- Vraag wat de functie eigenlijk doet. Afdichtings-, schuif- en lokalisatievlakken verdienen een vlakheidsaanduiding. Cosmetische gezichten doen dat zelden.
- Houd de tolerantie zo genereus als de functie toelaat. Als de montage 0,1 mm variatie tolereert, is een vlakheidsmarkering van 0,05 mm al twee keer zo strikt als nodig.
- Gebruik rechtheid voor assen en lijnen, vlakheid voor gebieden. Het door elkaar halen is de meest voorkomende reden dat een onderdeel wordt afgewezen voor iets dat er nooit toe deed.
- Bedenk dat vlakheid rechtheid impliceert. Beide op hetzelfde gezicht plaatsen is meestal overbodig.
Maatwerk is waar dit gesprek het belangrijkst is, want elke niet-standaard bevestigingsmiddel of machinaal bewerkt onderdeel begint met een tekening en een beslissing over wat er werkelijk gecontroleerd moet worden.
Rechtheid en vlakheid zijn geen concurrerende accenten. Ze beschrijven twee verschillende vormen van fouten: een lijn die ronddwaalde, en een oppervlak dat zijn vlak verliet. Als dat onderscheid eenmaal duidelijk is, wordt het nemen van beslissingen eenvoudiger en wordt de inspectie korter, omdat niemand meer hoeft te discussiëren over welke tolerantiezone geldt.
Als een afdruk op uw bureau er dubbelzinnig uitziet, of een tolerantie strenger lijkt dan de taak vereist, stuur deze dan op. We praten er liever over voordat de chips vliegen dan dat we de onderdelen achteraf sorteren.
