“L'asta deve essere dritta all'interno 0.05 mm” sembra completo, ma può descrivere diversi metodi di accettazione. Un ingegnere può dedurre la rettilineità dell'asse da un disegno. Un altro può ruotare l'albero sui centri e leggere un comparatore su un perno. Un terzo può muovere una sonda lungo l'intera superficie e chiamare il risultato runout totale.
Questi metodi non producono necessariamente lo stesso valore. Un progetto affidabile di raddrizzatura degli alberi deve definire la caratteristica controllata, dato, posizione di misurazione, percorso della sonda e regola di accettazione prima che il risultato della macchina diventi una garanzia.
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Confronto rapido
| Termine | Dato obbligatorio? | Come viene valutato | Da cosa dipende il risultato |
|---|---|---|---|
| Rettilineità di una linea di superficie | Nessun dato esterno per il controllo del modulo stesso | Deviazione di ciascun elemento della linea controllata dalla sua zona di tolleranza rettilinea | Forma della superficie, durata della valutazione e filtraggio |
| Rettilineità di una linea o asse mediano derivato | Nessun dato esterno per il controllo del modulo stesso | Feature derivata valutata all'interno della zona di tolleranza specificata | Dati della sezione, estrazione delle feature e definizione del disegno |
| Eccentricità circolare | SÌ, un asse di riferimento | Variazione della sonda durante una rotazione in una sezione trasversale specificata | Impostazione del dato, rotondità, eccentricità e condizioni superficiali locali |
| Eccesso totale | SÌ, un asse di riferimento | Variazione sull'intera superficie controllata mentre il pezzo ruota e la sonda si sposta | Impostazione del dato più effetti cumulativi di superficie/forma/orientamento |
| Officina “TIR” | Solo se l'impostazione ne definisce uno | Lettura dell'indicatore massimo meno minimo nella configurazione scelta | Supporta, centri, stazione sonda, rotazione, sporco e metodo dell'operatore |
Lo standard di disegno e la sua edizione specificata controllano l'interpretazione formale. I termini del negozio come "TIR" sono utili solo quando la configurazione effettiva è documentata.
ISO 1101:2017 definisce il linguaggio dei simboli e le regole di interpretazione per le specifiche geometriche, compresa la forma e l'esaurimento. ASME Y14.5 è un GD autorevole separato&Sistema T. Un progetto dovrebbe nominare il sistema e l'edizione applicabili; né un acronimo né una visualizzazione della macchina sostituiscono la definizione del disegno.
Cosa controlla la rettilineità dell'albero
La rettilineità è un requisito della forma. In G.D&T, un controllo di rettilineità non utilizza un riferimento di riferimento esterno nel riquadro di controllo della geometria. A seconda di dove e come viene applicato, può controllare un elemento di linea di superficie o una linea/asse mediano derivato.
Per un progetto lisciante, La “rettilineità” necessita ancora di una definizione operativa:
- Quale funzione è controllata: una linea della superficie esterna, un asse del giornale o un asse derivato?
- Qual è la durata della valutazione?
- Sono diverse le sezioni trasversali utilizzate per ricavare l'asse?
- La parte è supportata, bloccato o misurato allo stato libero?
- Quale filtro, viene utilizzato il metodo di adattamento o lo strumento di misurazione?
Una macchina che ruota un albero e legge una sonda radiale di solito osserva il runout in quella configurazione. Non dovrebbe etichettare automaticamente il risultato come “rettilineità dell'asse” senza uno studio di correlazione.
Cosa controlla il runout circolare
L'eccentricità circolare viene valutata rispetto a un asse di riferimento. In una sezione trasversale selezionata, la parte ruota 360 gradi mentre una sonda osserva la superficie controllata. La variazione della lettura deve rimanere entro il limite specificato per quel piano di misurazione.
L'eccentricità circolare può includere l'effetto combinato della rotondità locale, eccentricità della superficie e posizione dell'asse rispetto al datum. Perciò, una lettura elevata non dimostra che l'albero sia piegato in quella stazione. Un graffio, lobo macinante, chiavetta, lo sporco sul supporto o sul perno eccentrico può produrre un segnale simile.
| Ingresso di runout circolare | Domanda sul progetto |
|---|---|
| Asse della data | Centri, diari dei cuscinetti, un diametro pilota o altro riferimento funzionale? |
| Superficie della sonda | Diario di terra, diametro tornito, superficie funzionale spline/ingranaggio o altra caratteristica? |
| Stazione assiale | Un aereo specificato o più stazioni? |
| Rotazione | Rotazione completa di 360 gradi con seduta stabile? |
| Regola di lettura | Da picco a picco, valore filtrato, letture ripetute o algoritmo specifico del cliente? |
| Eccezioni di superficie | Sedi per chiavette, buchi, solchi e danni esclusi o valutati con logica speciale? |
Cosa controlla il runout totale
Anche l'eccentricità totale richiede un asse di riferimento, ma la valutazione copre l'intera superficie controllata piuttosto che una sezione trasversale isolata. La parte ruota mentre la sonda attraversa la superficie specificata, quindi il risultato può riflettere la variazione cumulativa sulla lunghezza o sul viso.
Per una superficie dell'albero cilindrica, Il runout totale è più impegnativo del semplice controllo della posizione di un comparatore. Il piano di misurazione deve indicare la corsa assiale, densità di campionamento, caratteristiche escluse e se la sonda segue un percorso continuo o più stazioni convalidate.
Non confondere il GD&Caratteristica T “eccentricità totale” con la frase “lettura totale dell’indicatore”. Un negozio può riportare il TIR come massimo meno minimo in una stazione, che è più vicino alla lettura di un'eccentricità in quella configurazione e non rappresenta automaticamente una specifica di eccentricità totale sull'intera superficie.
Perché lo stesso albero può produrre risultati diversi
Il valore misurato cambia quando cambia il riferimento funzionale o l'impostazione.
| Modifica dell'impostazione | Possibile effetto |
|---|---|
| Ruota sui centri invece che sui perni portanti | Un errore del foro centrale può dominare o scomparire |
| Supporto su due riviste diverse | Modifica dell'asse di riferimento e del profilo di piegatura apparente |
| Spostare la sonda da un perno a terra a un diametro tornito | La forma locale e l'eccentricità modificano il segnale |
| Misurare vicino a una chiavetta, transizione di spline o diametro | La discontinuità del segnale può apparire come una curvatura |
| Bloccare l'albero invece di misurare lo stato libero | La forza di fissaggio può mascherare o creare deformazioni |
| Modificare la campata del supporto su un albero sottile | Deflessione del peso proprio e cambiamento della risposta della seduta |
| Pulisci i centri e i contatti | L'eccentricità causata dallo sporco può scomparire |
| Utilizzare una CMM invece di un dispositivo con indicatore a quadrante | Modifica del metodo di estrazione e valutazione delle funzionalità |
Ecco perché un requisito di acquisto come il “TIR finale 0.03 mm” è incompleto senza dato, stazione, dispositivo e metodo.
Le apparecchiature ufficiali per l'ispezione degli alberi illustrano il problema dell'attrezzatura anziché eliminarlo. Marposs elenca Vee o centri come sistemi di riferimento parziale alternativi, Mentre Mahr offre centro, Indicatori di eccentricità del supporto a V e del supporto a rulli. Si tratta di diverse modalità di verifica fisica. Non sono intercambiabili a meno che non realizzino il riferimento previsto e i loro risultati non siano stati correlati.
Abbassamento di gravità, Condizioni di supporto e configurazione della verifica
Un dato di disegno o un requisito di rettilineità definisce la geometria controllata; di per sé non prescrive i supporti fisici utilizzati per verificare la parte. Per molto tempo, albero flessibile, il tipo di supporto, coordinate assiali, altezza, sporgenza finale, orientamento, la forza della sonda e il metodo di rotazione fanno parte della condizione di misurazione e devono essere riproducibili.
La deflessione del peso proprio è una risposta elastica a un orientamento specifico e a una disposizione di supporto. Non è una piega automaticamente permanente. L'aggiunta di supporti può ridurre l'abbassamento, ma può anche vincolare eccessivamente o mantenere artificialmente dritto l'albero. Qualsiasi compensazione dell'abbassamento deve quindi riprodurre una condizione di supporto concordata o utilizzare un modello specifico del pezzo convalidato con parti rappresentative. Un rapporto di supporto universale non deve essere applicato su alberi pieni, alberi cavi, parti e componenti a gradini con distribuzione della massa non uniforme.
L'impostazione in macchina è utile per il controllo del processo, ma il metodo dello stato rilasciato o di riferimento del cliente rimane il metodo di accettazione a meno che uno studio documentato di correlazione di misura non stabilisca la relazione concordata. Il piano di test dovrebbe congelare le coordinate di supporto, orientamento, forza di misura, metodo di valutazione e stato della parte in modo che la macchina, i risultati dei fornitori e dei clienti possono essere confrontati.
Come una piastra per capelli automatica misura un albero
Molti sistemi automatici di raddrizzamento dei punti supportano o posizionano l'albero su caratteristiche approvate, ruotarlo, raccogliere letture radiali in una o più stazioni assiali, calcolare la direzione della piega e applicare una correzione controllata. L'albero viene quindi rimisurato utilizzando la stessa configurazione.
Il video mostra una stazione di misurazione/rotazione e correzione della pressa per un'applicazione tessile. È solo la prova della sequenza dell'attrezzatura; non stabilisce un dato universale, tipo di sensore, tolleranza o risultato per altri alberi.
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Misurazione iniziale
Il controllore raccoglie i dati angolari in ciascuna stazione di misurazione approvata. Un programma robusto verifica la presenza di sedili instabili, salti impossibili, contatto mancante e superfici che non devono essere valutate come diametri continui.
Modello di piegatura
Il software utilizza il profilo misurato per stimare dove e in quale direzione angolare è necessaria la correzione. Il modello è valido solo quanto il dato e gli ingressi del sensore. Non può riparare un'interpretazione errata del disegno.
Correzione e rimisurazione
La pressa applica una piega eccessiva controllata in una zona consentita. Dopo il ritorno elastico, il pezzo ruota nuovamente e si ripete la stessa misurazione. Un conteggio massimo di correzioni, il limite di corsa o forza impedisce l'iterazione incontrollata.
Accettazione finale
La macchina può prendere una decisione OK/NOK solo rispetto alla caratteristica programmata. Se il cliente accetta l'albero su un altro apparecchio, è necessario uno studio di correlazione tra indicatori prima che l'OK della macchina significhi OK del cliente.
Separare la curvatura da altre fonti di movimento dell'indicatore
Il software automatico e le prove ingegneristiche dovrebbero distinguere la piegatura correggibile dai segnali che il raddrizzamento non può risolvere.
| Sorgente del segnale | È possibile premere il raddrizzamento per risolverlo? | Risposta consigliata |
|---|---|---|
| Curvatura dell'albero elastica/plastica | Potenzialmente | Convalida la zona di correzione e la risposta del ritorno elastico |
| Eccentricità del giornale dalla lavorazione | Non necessariamente | Esaminare il dato di lavorazione e la relazione tra funzioni |
| Eccentricità locale | Di solito non come correzione della flessione dell'albero | Confermare la rotondità e l'origine del processo |
| Sporco o bava sui centri/supporti | NO | Pulire e ripetere la misurazione |
| Chiavetta, spline, scanalatura o foro radiale | Non una superficie di runout continua | Escludere o utilizzare la misurazione basata sulle funzionalità |
| Posti a sedere dell'apparecchio instabili | NO | Correggere il concetto di supporto/rotazione |
| Deflessione del peso proprio | Non trattando la lettura come una curvatura permanente | Orientamento del controllo, intervallo di supporto o metodo di compensazione |
| Errore funzionale ingranaggio/scanalatura | Potrebbe richiedere una misurazione e un processo diversi | Utilizzare un calibro funzionale approvato o un metodo basato sul diametro primitivo |
Scegliere il Datum da Funzione e Fase del processo
Il dato più utile solitamente riflette la posizione dell'albero nell'operazione successiva o nell'assemblaggio finale. Per esempio, i perni dei cuscinetti possono definire la rotazione funzionale dell’albero motore. I centri possono essere appropriati durante la rettifica. Un albero del cambio può anche richiedere la misurazione funzionale di un ingranaggio o di una scanalatura.
Per parti a gradini o multidiametro, la gerarchia dei dati funzionali deve essere documentata prima della programmazione delle stazioni di misura. IL Soluzione per raddrizzare l'albero a vite senza fine di piccoli motori mostra perché i profili, i terreni portanti e le transizioni tra sezioni necessitano di decisioni separate in materia di misurazione e protezione.
*Fotogramma video sorgente.* La soluzione dovrebbe registrare zone separate per il supporto, rotazione, misurazione e pressatura. Queste zone possono sovrapporsi solo quando le condizioni della superficie e il rischio funzionale lo consentono.
Correlazione di calibro: Risultato della macchina rispetto al risultato del cliente
La correlazione di scartamento non è una formalità. Due sistemi possono essere ripetibili e tuttavia non essere d'accordo perché stabiliscono assi di riferimento diversi o valutano superfici diverse.
Il confronto deve inoltre confermare che entrambi i metodi riguardano lo stesso misurando. Il NIST nota che ciò che uno strumento effettivamente rileva può differire dal misurando previsto a causa del modello di misurazione, interazione della sonda, l'analisi dei dati e le fonti di errore differiscono. Il NIST descrive inoltre ogni risultato di misurazione come una stima la cui incertezza fornisce un limite ragionevole, quindi un valore limite necessita di una regola decisionale di conformità concordata piuttosto che di una cieca dipendenza dalla risoluzione del display.
| Fase di correlazione | Registrazione richiesta |
|---|---|
| Seleziona campioni | Bene, parti borderline e difettose in tutta la gamma di modelli |
| Stabilizzare la condizione | Temperatura, pulizia, stato libero/bloccato e movimentazione |
| Configurazione della macchina per documenti | Supporta, dato di rotazione, stazioni, forza del sensore e algoritmo |
| Documentare la configurazione del cliente | Apparecchio, centri/riviste, indicatore/metodo CMM e regola di lettura |
| Ripetere le misurazioni | Ripetibilità su entrambi i sistemi e influenza dell'operatore, ove applicabile |
| Confronta i risultati | Pregiudizio, accordo e disaccordo sulla classificazione vicino al limite di accettazione |
| Definire la reazione | Banda di guardia, cambio di metodo, ricontrollare il percorso o la revisione tecnica |
Nel preventivo finale e nel piano FAT/SAT dovrà essere indicato il metodo di riferimento concordato. Se una tolleranza viene presa da un disegno, identificare la norma e l’edizione applicabili anziché fare affidamento su un’abbreviazione informale.
Standard e riferimenti metrologici
- ISO 1101:2017 — Tolleranze geometriche: ambito e status ufficiali del linguaggio dei simboli delle specifiche geometriche.
- ASME Y14.5 — Dimensionamento e tolleranze: ambito ufficiale dell'ASME GD&Sistema T.
- KEYENCE — Tolleranza di run-out: spiegazione della misurazione pubblica del runout circolare, runout totale e relazione asse-riferimento.
- NIST — Incertezza e calibrazioni dimensionali: incertezza di misura e principi di vincolo dei risultati.
- NIST: cosa fare quando i metodi di misurazione producono risposte diverse: misurando, principi del modello di misurazione e della divergenza del metodo.
Questi riferimenti supportano la terminologia e i limiti di misurazione di cui sopra. Non definiscono la precisione specifica della macchina né sostituiscono il disegno del cliente, istruzioni di ispezione o testo standard applicabile.
Informazioni necessarie prima del preventivo
Si prega di fornire:
- disegno con il quadro di controllo della feature completo e i riferimenti di riferimento;
- standard di disegno ed edizione applicabili;
- istruzioni di lavoro per l'ispezione del cliente o schizzo del calibro;
- posizioni di supporto/centro/rivista utilizzate nel controllo corrente;
- posizioni della sonda e se la sonda attraversa la superficie;
- se il valore riportato è la rettilineità, eccentricità circolare, runout totale o TIR di fabbrica;
- valori massimi e normali in ingresso, comprese le letture ripetute;
- materiale, durezza, fase del processo e condizioni della superficie;
- scanalature per chiavette, scanalature, buchi, ingranaggi, spline, fili e zone senza contatto;
- campioni rappresentativi vicini al limite di accettabilità.
Domande frequenti
Il TIR è uguale al runout totale?
Non automaticamente. TIR spesso indica la differenza tra la lettura dell'indicatore massimo e minimo in una particolare configurazione. Il runout totale è un GD definito&Caratteristica T valutata rispetto ad un dato sull'intera superficie controllata. Documenta il metodo effettivo invece di fare affidamento sull'acronimo.
Posso convertire un valore di eccentricità direttamente in rettilineità dell'albero?
Nessuna conversione universale è valida. Il runout può includere la piegatura, rotondità, eccentricità, errore di data, caratteristiche della superficie ed effetti degli apparecchi. La correlazione richiede la geometria effettiva della parte e le impostazioni di misurazione.
Perché il valore cambia quando ruoto l'albero su perni diversi?
Le riviste stabiliscono un asse di riferimento diverso. La loro stessa forma, Anche la coassialità e le condizioni della superficie influenzano la lettura. Utilizzare il dato che corrisponde al disegno e alla funzione.
Di quante stazioni di misurazione ha bisogno una raddrizzatrice automatica?
Sufficiente per identificare il profilo di piega rilevante per la famiglia di alberi e i requisiti di accettazione. Una stazione potrebbe perdere un'altra curva; più stazioni aggiungono informazioni ma richiedono anche superfici adeguate, logica del viaggio e della valutazione. Il test del campione determina il layout pratico.
Se la macchina misura su una scanalatura o un ingranaggio?
Solo con un metodo funzionale o basato sulle funzionalità convalidato. Una normale sonda a contatto su una superficie interrotta può creare dati fuorvianti. Alcuni progetti misurano i diari lisci e verificano separatamente la funzione ingranaggio/spline.
Può una macchina garantire la tolleranza del cliente già a partire dal disegno??
Non in modo sicuro. Anche il team di ingegneri necessita della realizzazione del datum, metodo di misurazione, intervallo in entrata, condizione materiale, zone di correzione consentite e campioni rappresentativi.
Specificare la misura prima della macchina
La decisione più importante per la raddrizzatura spesso non è la forza di pressione o il livello di automazione. Si tratta di concordare cosa significa "diritto" per l'albero vero e proprio e come entrambe le parti lo dimostreranno.
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