5 фактов, которые нужно знать о концентричности OD / ID

Отказ от требований к концентричности внешнего и внутреннего диаметра при выборе труб

Cu018 Как круг в спирали, как колесо внутри Измерения внешнего и внутреннего диаметра колеса, НКТ с соблюдением требований соосности могут стать одной большой головной болью! Все мы знаем, что поиск мелких деталей - не идеальный мир. (Черт возьми, именно поэтому допуски существуют в первую очередь!) Тем не менее, иногда чертеж показывает, что требуется соосность, а идеальную соосность почти так же сложно измерить, как и достичь. Но почему?

1. Концентричность против эксцентриситета

В геометрических размерах и допусках (GD&T) концентричность - это сложный допуск, используемый для определения зоны допуска для средних точек цилиндрической или сферической детали. В качестве меры постоянства толщины стенки трубы или трубы концентричность определяет центральную ось, которая определяется по средним точкам детали и измеряется в поперечных сечениях. Если бы концентричность была «идеальной», тогда толщина стенки между внешним и внутренним диаметром была бы одинаковой в каждом поперечном сечении, в каждой точке вокруг диаметра трубы.

Концентричность трубки является сложной характеристикой, поскольку она основана на измерениях от производной оси, а не от материальной поверхности, создавая теоретическую трехмерную цилиндрическую зону допуска, в которую должны попадать все производные средние точки трубы. Именно поэтому концентричность обычно резервируется для высокоточных деталей, где критически важно контролировать эти средние точки.

Когда у вас есть различия в толщине стенки трубы, у вас есть эксцентрическая труба, в которой центр окружности, образованной наружным диаметром, находится в точке, отличной от центра круга, образованного внутренним диаметром. (Другими словами, два круга не концентрические.) Эксцентриситет измеряется путем взгляда на поперечное сечение для определения минимального и максимального размеров стенки трубы, а затем вычисления разницы между минимальной и максимальной толщиной и деления полученного значения пополам. .

2. Выражения концентричности OD / ID

Требования к внешнему / внутреннему диаметру трубок могут быть указаны на чертеже несколькими разными способами, в том числе:

Символ соосности GD&T
Процент эксцентриситета
TIR (общее показание индикатора)
Письменные утверждения, такие как OD и ID, должны быть концентрическими в пределах 0,00X ».
Другой термин, который иногда используют, говоря о концентричности, - биение стены, что то же самое, что и МДП. Биение стенки рассчитывается путем наложения индикатора на деталь, когда она вращается вокруг своей оси, при этом измеряется не только соосность, но и округлость детали. Биение стенки определяется эксцентриситетом трубы и описывает изменение толщины стенки по сравнению с заданной номинальной стенкой - также указывается как максимальная толщина стенки минус минимальная толщина стенки. Биение стены также можно выразить как «эксцентриситет, умноженный на два».

В тех случаях, когда эти (и другие) термины используются на чертежах для описания требований к концентричности, поставщики материалов и цеха прецизионной резки металла сталкиваются с проблемой определения не только того, какой процесс станка использовать, но также и того, как измерить концентричность, чтобы она соответствовала спецификации.

3. Сложности измерения концентричности

Это приводит нас к трудности измерения концентричности, чтобы определить, достигаются ли указанные OD и ID. Концентричность считается одной из самых сложных характеристик GD&T для измерения из-за трудности определения (теоретической) центральной оси. Это также требует выполнения множества измерений в серии поперечных сечений (сколько бы они ни были реалистичны), а также точного картирования поверхности и определения срединных точек этих поперечных сечений. Затем эти серии точек должны быть нанесены на график, чтобы увидеть, попадают ли они в цилиндрическую зону допуска. Это можно сделать только на координатно-измерительной машине (КИМ) или другом компьютерном измерительном устройстве, и это требует значительных затрат времени, что, конечно, означает дополнительные затраты.

4. Когда требуется концентричность

При всей этой сложности концентричность обычно сохраняется для деталей, требующих высокой степени точности для правильного функционирования. Критичность концентричности зависит от конечного использования, например, от того, должен ли какой-либо физический объект с собственным внешним диаметром вписаться в трубку. В общем, если у вас есть трубка, которая должна войти внутрь отверстия, и другая часть, которая должна соответствовать внутреннему диаметру трубки, тогда внешний диаметр, внутренний диаметр и концентричность могут потребоваться выровнять, чтобы все эти части работали вместе. .

Если ваше приложение требует прохождения жидкости или газа через трубку, концентричность может вообще не иметь значения, поскольку несоосность трубки не препятствует прохождению потока. Однако даже там, где концентричность не критична, может быть важно знать, насколько далеко от концентричности может быть OD / ID. Например, предположим, что в вашем приложении жидкость или газ, протекающие по трубке, будут находиться под давлением. В этом случае вам может потребоваться указать минимально допустимую толщину стенки, чтобы гарантировать, что давление не приведет к разрыву тонкого пятна на неконцентрической стенке трубы.

В некоторой степени выбор материала может также зависеть от соосности или минимальной / максимальной толщины стенки. Например, если вы решили использовать сварную трубу, которая будет подвергаться шлифовке для формирования детали, вы можете указать минимальную толщину, чтобы предотвратить слишком тонкую шлифовку стенки трубы и разрыв сварного шва. Точно так же, если ваше конечное приложение будет использовать трубку для перемещения жидкости под высоким давлением, бесшовные вытянутый, а не сварной материал может быть лучшим выбором, чтобы минимизировать риск поломки. Но опять же, если трубка просто будет выпускать воздух в окружающую среду, то использование бесшовных трубок будет явлением чрезмерной инженерии.

5. Альтернатива концентричности

В некоторых случаях вы можете избежать затрат времени и средств на проверку соосности, заменив требования по соосности биением стены, которое легче измерить и легче достижимо. Если вы знаете минимальную и максимальную толщину стенок, эти характеристики трубок можно преобразовать в биение стенки с помощью простых формул:

Максимальная толщина стенки - Минимальная толщина стенки ÷ 2 = Эксцентриситет
Эксцентриситет x 2 = биение стены
Так, например, максимальный эксцентриситет 0,001 дюйма преобразуется в биение стены 0,002 дюйма. Максимальный эксцентриситет 10% преобразуется в биение стены 20% от номинальной стены.

С помощью биения стены вы можете физически прикоснуться к поверхности детали и измерить ее. Контроль биения стенок также будет контролировать концентричность, хотя, по общему признанию, не в такой степени, как когда концентричность применяется сама по себе.

Заключение

Помните, что возможность изготовления деталей с допустимыми отклонениями является критически важным соображением при создании чертежей. Вот почему большинство машинистов, специалистов по измерениям и инженеров-конструкторов рекомендуют по возможности избегать концентричности. Вместо этого вы можете использовать другие применимые геометрические обозначения GD&T в чертежах и конструкциях трубок, предотвращая ошибки соосности, в первую очередь избегая проектирования детали.

Правильный партнер по изготовлению металла может помочь вам сделать правильный выбор, когда пришло время воплотить ваш дизайн и чертежи в реальность. Чтобы получить советы о том, как максимально эффективно использовать отношения с партнерами по контракту, загрузите бесплатную копию нашего руководства по выбору партнера по контракту.