Rundheitstoleranz bei kleinen Metallteilen

Erreichen enger Toleranzen für Rundheitsanforderungen

Das Festlegen von Toleranzen für die geschäftskritischen Merkmale eines Teils ist ein entscheidendes Element bei der Optimierung der Herstellbarkeit.

Wenn Kunden mit der Bitte um eine bestimmte Rundheitstoleranz für die kleinen Metallteile, die wir für sie herstellen, zur Metal Cutting Corporation kommen, werfen sie einige interessante Fragen auf.

Was ist Zirkularität? Und wie stellen Sie fest, ob ein Teil die Kriterien erfüllt, die es erlauben, es als „rund“ zu bezeichnen?

Mehrere Möglichkeiten, Zirkularität zu definieren

Einfach ausgedrückt ist Rundheit eine Beschreibung der Rundheit oder wie sehr ein Objekt einem echten Kreis ähnelt.

In unserer Welt ist Zirkularität ein zweidimensionales Maß dafür, wie rund ein Objekt an einem Punkt entlang eines Zylinders ist. Die Rundheitstoleranz wird angegeben, um die Form dieses kreisförmigen Objekts zu steuern und sicherzustellen, dass es nicht zu länglich, quadratisch oder unrund ist.

Die Rundheitstoleranz betrifft nur einen Punkt auf dem Teil, nicht seine Beziehung zu irgendetwas anderem oder der gesamten Länge des Zylinders. Dies unterscheidet sich von der Konzentrizität, die die Rundheit an zwei verschiedenen Punkten vergleicht, und der Zylindrizität, die eine dreidimensionale Betrachtung sowohl der Rundheit als auch der Geradheit entlang der Achse eines Teils ist. (Lesen Sie mehr über Zirkularität, Konzentrizität, Zylindrizität und andere verwandte Begriffe.)

ID vs. OD für Zirkularitätstoleranz

Bei der Angabe der Rundheitstoleranz muss klar sein, was gemessen werden soll – sprechen Sie beispielsweise vom Innendurchmesser (ID) oder vom Außendurchmesser (OD)? — und welcher Punkt entlang des Zylinders am wichtigsten ist.

Wenn wir beispielsweise Teile (z. B. Stifte) für den Radius polieren, wissen wir, dass die Durchmesser an den Enden etwas anders sein werden als der Durchmesser in der Mitte. Je größer der Radius, desto weiter von den Enden entfernt wird der Durchmesser beeinflusst.

Daher messen wir normalerweise die Rundheit in der Mitte des Teils. Bei einem Rohr kann der ID jedoch nur an den Enden gemessen werden.

Bei Metal Cutting arbeiten wir im Allgemeinen mit Stäben und Rohren – echten runden Objekten, die im gesamten Teil den gleichen Durchmesser haben. (Wenn der Durchmesser nicht überall gleich wäre, wäre das Objekt eher oval als rund.)

Unabhängig davon, ob wir mit einem Rohr oder einem Festkörper arbeiten, konzentrieren wir uns auf den Außendurchmesser, um die Rundheitstoleranz zu bestimmen. Hier erhalten Sie durch Messen des Durchmessers an mehreren Punkten um das Teil herum eine gute Vorstellung davon, ob das Teil wirklich rund ist.

Ist eine runde Figur mit flachen Seiten „rund“?

Obwohl die allgemeine Definition von Kreisförmigkeit auch Formen wie Sechsecke und andere Figuren mit flachen Seiten beschreiben kann, sind die von uns gemessenen Teile im Allgemeinen tatsächlich rund.

Wir schleifen und schneiden jedoch polygonale Teile auf Länge, einschließlich quadratischer oder rechteckiger Seiten und sogar komplexer Polygone. In diesen Fällen werden verschiedene Messtechniken verwendet, um festzustellen, ob die Teile innerhalb der Kundenspezifikationen für die Rundheitstoleranz liegen.

Zirkularität veranschaulichen

In Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) ist das Symbol, das verwendet wird, um Kreisform in Konstruktionszeichnungen darzustellen, – wie zu erwarten – ein Kreis. In der Regel weist die Zeichnung ein Beschriftungsfeld auf, das auf die entsprechende Teilfläche zeigt, wobei die Beschriftung einen Kreis und die entsprechende Rundheitstoleranz enthält.

Eine andere Möglichkeit, die GD&T-Kreisform darzustellen, besteht darin, die Toleranzzone des Teils zu zeichnen – zwei konzentrische Kreise, deren Durchmesser sich um die angegebene Toleranz des Teils unterscheiden.

Die beiden konzentrischen Kreise zeigen die maximalen und minimalen Größen, zwischen denen alle Punkte des Durchmessers des angegebenen Teils liegen müssen, damit es als ausreichend rund und innerhalb der erforderlichen Rundheitstoleranz gilt.

Mit anderen Worten, das Teil muss in die Toleranzzone zwischen Innen- und Außenkreis passen. (Erstaunlicherweise kann dies sogar für Sechsecke, Sterne und andere Formen mit flachen Seiten gelten, sodass sie als Kreisformtoleranz angesehen werden können.)

Kreisformtoleranz angeben

Wenn Sie nach Beispielen für GD&T-Rundheit suchen, finden Sie wahrscheinlich Zeichnungen von Formen mit Toleranzen wie ±0,050 Zoll (1,270 mm) oder ±0,030 Zoll (0,762 mm). Hier bei Metal Cutting, wo wir uns auf sehr kleine, präzise Teile spezialisiert haben, ist eine Unrundheit von 0,050 Zoll oder 0,030 Zoll enorm!

Häufiger haben wir es mit Rundheitstoleranzen wie ±0,001 Zoll (0,0254 mm), ±0,002 Zoll (0,0508 mm) oder sogar bis zu ±0,0002 Zoll (0,0051 mm) zu tun. Tatsächlich gibt es Kunden, für die die Zirkularität in Millionstel Zoll gemessen wird.

Festlegen, wo auf Zirkularität gemessen werden soll

Wenn Kunden bei solch winzigen Teilen nach einer Rundheitstoleranz fragen, bitten sie uns normalerweise, den Durchmesser um das Teil an einem bestimmten Punkt zu prüfen – normalerweise am Außendurchmesser und meistens in der Mitte des Teils – um festzustellen, ob das Teil richtig ist ihren Spezifikationen entspricht.

Zugegeben, ein einheitlicher Durchmesser ist keine perfekte Definition dessen, was Kreisförmigkeit ist. Die meisten unserer Kunden finden jedoch, dass es ihre Anforderungen an die Kontrolle der Rundheit erfüllt und dazu beiträgt, dass die Teile richtig passen, sich reibungslos bewegen und gleichmäßig abnutzen.

Auf Kundenwunsch können spezielle Geräte verwendet werden, um die wahre Rundheit anstelle des Durchmessers zu messen. Beispielsweise gibt es Sonden, die in der Lage sind, um ein Teil herum zu messen.

Welche Toleranz, Prüfmethode und Messvorrichtung auch immer für die Rundheit oder andere kritische Merkmale eines Teils geeignet sind, die Aufnahme dieser Details (und mehr) in die Angebotsanfrage trägt dazu bei, sicherzustellen, dass das Teil für die Herstellbarkeit optimiert ist.