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Ebenheitstoleranz in GD&T

Spielt Ebenheit in der Kleinteilefertigung eine Rolle?

Die Oberflächenebenheit ist einer der Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T)-Standards, die verwendet werden, um zu kommunizieren, wie ein Teil hergestellt werden sollte. Es kann auch eine wichtige Überlegung bei der Optimierung der Herstellbarkeit sein.

Zusammen mit Positionierung, Zylindrizität und anderen geometrischen Toleranzmerkmalen kann die Ebenheitstoleranz auf einer Konstruktionszeichnung angegeben werden, um sicherzustellen, dass die hergestellten Metallteile sowohl die richtige Form als auch die gewünschte Funktionalität haben.

Was ist Oberflächenebenheit?

Ebenheit ist ein Maß für die Form einer Oberfläche im Vergleich zu sich selbst, was darauf hinweist, dass alle Punkte entlang der Oberfläche in derselben Ebene liegen. Die Ebenheit wird in GD&T durch ein Parallelogramm symbolisiert und ermöglicht es Ihnen, Welligkeit oder Abweichungen in einer Oberfläche zu begrenzen, ohne ihre Maßtoleranz zu verengen.

Die Eigenschaft der Ebenheit ist nützlich, um eine gleichmäßige Abnutzung über eine Oberfläche sicherzustellen. Es ist auch nützlich, wenn zwei Oberflächen bündig aufeinandertreffen und eine dichte Abdichtung bilden müssen, z. B. wenn zwei Oberflächen mit einer dazwischen liegenden Dichtung verschraubt sind.

Was ist Ebenheitstoleranz?

Die Ebenheitstoleranzzone ist der Bereich zwischen zwei parallelen Ebenen, in den die betreffende Fläche passen müsste, um als „eben“ zu gelten. Die Ebenheitstoleranz wäre der zulässige Abstand zwischen diesen parallelen Ebenen.

Anders betrachtet ist die Toleranzzone der höchste und der niedrigste (±) akzeptable Punkt auf der Ebene der zu messenden Oberfläche.

Ebenheit vs. Geradheit

Ebenheit ist also ein Merkmal eines dreidimensionalen (3D) Objekts, da es zwischen den zwei parallelen Ebenen existiert, die seine Toleranzzone abgrenzen.

Die Oberflächengeradheit hingegen ist zweidimensional (2D). Seine Toleranzzone liegt zwischen zwei parallelen Linien und ist ein Indikator für die Ebenheit entlang einer Linie auf der Oberfläche eines Teils.

Es gibt auch die Geradheit der Achsen, eine Eigenschaft, mit der wir uns hier bei Metal Cutting Corporation oft befassen. Die Geradheit der Achse steuert, wie viel Krümmung oder Krümmung in der Achse eines Teils zulässig ist. (Lesen Sie mehr über das Messen der Geradheit.)

Ebenheit vs. Parallelität

Im Gegensatz zur Ebenheit, die keine anderen Daten oder Merkmale berücksichtigt, vergleicht die Parallelität die Ausrichtung gegenüberliegender Oberflächen. Während es auch so etwas wie Achsenparallelität gibt, wird sie in GD&T am häufigsten zur Steuerung der Parallelität zwischen zwei Oberflächen oder Merkmalen genannt.

Parallelität kann verwendet werden, wenn zwei Oberflächen synchron und in einem konstanten Abstand zueinander arbeiten müssen. Es kann auch verwendet werden, wenn Sie ein Teil haben, das zwischen zwei Ebenen passen muss, die sich gegenseitig referenzieren müssen.

Ebenheit vs. Rechtwinkligkeit

Im Gegensatz zur Ebenheit über die Ebene einer einzelnen Oberfläche vergleicht die Rechtwinkligkeit die Ausrichtung benachbarter Oberflächen. Bei GD&T wird die Rechtwinkligkeitstoleranz normalerweise verwendet, um entweder zwei 90°-Flächen oder eine Achse in Bezug auf einen bestimmten Bezugspunkt auf einem Zylinder zu steuern.

Bei Metal Cutting messen wir normalerweise die Rechtwinkligkeit eines Teils in Bezug auf seinen Endschnitt, indem wir die Seite einer Stange, eines Rohrs oder eines Drahts mit dem Endschnitt vergleichen, den wir an diesem Teil angebracht haben. (Lesen Sie mehr über das Messen der Rechtwinkligkeit.)

Wie wird die Ebenheit gemessen?

Ebenheit ist notorisch schwer zu messen. Zunächst einmal gibt es so etwas wie „perfekt flach“ (oder „perfekt“ irgendetwas!) nicht wirklich.

Zweitens ist die Messung der Oberflächenebenheit des geschnittenen Endes an sehr kleinen Teilen – wie Rohren mit einem Durchmesser von 0,040″ (1,016 mm) und anderen winzigen Teilen, die wir typischerweise hier bei Metal Cutting herstellen – praktisch unmöglich.

Drittens kann die Ebenheit eines Teils nicht gemessen werden, indem man es auf einen Tisch legt und ein Höhenmessgerät über das Teil führt. Das liegt daran, dass die Tabelle dann Teil der Daten wäre – und Sie würden also Parallelität und nicht Ebenheit messen.

Stattdessen müssen Sie sicherstellen, dass die Punkte entlang der Oberfläche des Teils innerhalb der Ebenheitstoleranzzone liegen, indem Sie die Oberfläche mit zwei imaginären parallelen Ebenen vergleichen.

Koordinatenmessgeräte (CCMs) ermöglichen eine Art 3D-Messung, indem sie virtuelle Ebenen erstellen, mit denen das Oberflächenprofil eines Teils verglichen werden kann. Daher kann ein CCM verwendet werden, um Punkte über die Länge und Breite eines Teils zu messen, um zu überprüfen, ob die gesamte Oberfläche innerhalb der Ebenheitstoleranz liegt.

Alternativen zur Ebenheit bei kleinen Metallteilen

Bei Metal Cutting, wo wir jeden Tag Tausende von auf Länge geschnittenen Stäben, Rohren und Drähten produzieren, arbeiten wir aufgrund ihrer sehr geringen Größe nicht oft mit Ebenheitstoleranzen für die von uns geschnittenen Oberflächen.

Stattdessen interessieren sich unsere Kunden in der Regel eher für Parallelität, Winkel und die Rechtwinkligkeit des Endschnitts als für die Ebenheit der Oberfläche. Darüber hinaus suchen unsere Kunden nach gratfreien Endschnitten, insbesondere bei Teilen, die mit anderen Teilen zusammengefügt werden müssen.

Gelegentlich bitten uns Kunden jedoch, ihnen dabei zu helfen, eine bestimmte Ebenheitstoleranz zu erreichen – zum Beispiel bei Teilen mit einer größeren Oberfläche, die bearbeitet wurden oder die vorgefertigt und von Kunden zur Nachbearbeitung an uns geliefert wurden.

In diesen Fällen nutzen wir unsere Läppausrüstung, um glatte, ebene Oberflächen zu erzielen, die den Kundenspezifikationen entsprechen.

Wie überprüfen wir die Ebenheitstoleranz?

Bei Metal Cutting befestigen wir das Teil normalerweise so, dass die zu messende Oberfläche eben ist; Wir bestätigen dies, indem wir drei gegenüberliegende Punkte auf der Teiloberfläche finden, die dieselbe Höhe haben.

Anschließend bringen wir an verschiedenen anderen Stellen des Teils ein Höhenmessgerät an, um Unterschiede festzustellen und zu überprüfen, ob das gesamte Teil innerhalb der Spezifikationen für Ebenheit liegt.

Wir können unser OGP SmartScope-System auch verwenden, um mehrere zufällige Punkte entlang der Oberflächenebene eines Teils zu messen, um sicherzustellen, dass die höchsten und niedrigsten Punkte innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs liegen.

Gibt es Standards für Ebenheitstoleranzen?

Zweifellos ist die Ebenheitstoleranz für einige Anwendungen wichtig.

Im Januar 2019 warb Apple für die enge Ebenheitstoleranz seiner neuen iPad Pro-Modelle. Das Unternehmen sagte, das neue iPad Pro sei so hergestellt worden, dass „nicht mehr als 400 Mikrometer Abweichung über die Länge einer Seite zulässig sind – weniger als die Dicke von vier Blatt Papier“.

Neben der Verwendung von CNC-Bearbeitung zur Herstellung eines stärkeren Kunststoff- und Aluminiumgehäuses war die engere Ebenheitstoleranz Teil von Apples Reaktion auf Beschwerden über Biegeprobleme bei verschiedenen Geräten.

In der Kleinteilefertigung veröffentlichen ASTM International und andere Organisationen Standards für Ebenheitstoleranzen für Stahl, Aluminium und andere Materialien in Formen, die von Platten, Blechen und Stangen bis hin zu Drähten, Stäben und Rohren reichen.

Verwendung von GD&T für genaue Spezifikationen

Für die gesamte Palette der GD&T-Merkmale, von Parallelität, Rechtwinkligkeit und Winkligkeit bis hin zu Rundheit, Geradheit und Ebenheit, ist es das Ziel von Metal Cutting, die Produktion kostengünstig zu halten und gleichzeitig die allerbeste Qualität für die Produkte unserer Kunden zu liefern.

Durch die Bereitstellung detaillierter und vollständiger Spezifikationen im Voraus – einschließlich klarer und sorgfältig durchdachter Toleranzen für die Ebenheit der Oberfläche und andere wichtige Eigenschaften – können Sie eine wirklich wichtige Rolle bei der Optimierung der Herstellbarkeit spielen und uns dabei helfen, sowohl Kosten als auch Qualität zu verwalten.


Industrietechnik

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  2. EN 573-3 Klasse AW-6061 O3
  3. EN 573-3 Klasse AW-6061 F
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  5. Was ist eine Standardbearbeitungsoberflächenbeschaffenheit?
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  7. Wie setzen sich Toleranzen wirklich zusammen?
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