Una faccia lavorata può essere piatta e comunque inclinata rispetto alla faccia di montaggio che posiziona il pezzo. Viceversa, due facce possono sembrare uniformemente distanziate in alcuni punti misurati mentre una presenta una cavità locale. Planarità e parallelismo rispondono a domande diverse del disegno: la planarità limita la forma di una superficie senza un datum; il parallelismo di superficie limita la superficie controllata entro piani orientati a un datum specificato. Nessuno dei due dovrebbe essere scelto solo perché un modello CAD mostra due facce apparentemente a livello.
Questa guida si concentra su come ingegneri e acquirenti specificano e verificano tali controlli su piastre e alloggiamenti lavorati CNC. Per le decisioni più ampie su accoppiamenti e tolleranze, consulta la nostra Guida alle tolleranze di lavorazione CNC. Il disegno controllato e la norma GD&T e l'edizione dichiarate sono determinanti per l'accettazione effettiva.
Tre modi diversi in cui una coppia di facce può non conformarsi
Si consideri una base lavorata illustrativa con una faccia di montaggio inferiore e una superficie di appoggio superiore. Nella prima versione, la superficie superiore è uniformemente inclinata: una riga locale può rilevarla piatta, ma il suo orientamento rispetto alla faccia inferiore è errato. Nella seconda, la superficie superiore è nominalmente allineata ma incurvata: alcune letture di spessore sul bordo possono sembrare accettabili mentre un cuscinetto accoppiato oscilla. Nella terza, entrambe le facce soddisfano i loro controlli geometrici ma lo spessore complessivo è errato. Questi sono esempi ipotetici di revisione del disegno, non resoconti di pezzi prodotti.
Le non conformità indicano tre requisiti separati. La planarità riguarda la forma di una singola superficie. Il parallelismo lega l'orientamento e la forma della superficie controllata a un datum. Lo spessore stabilisce la separazione consentita tra facce opposte secondo le regole dimensionali del disegno. Un limite di spessore stretto non sostituisce un controllo funzionale di planarità o parallelismo, e aggiungere tutti e tre senza identificare la funzione può creare inutili attività di processo e ispezione.
| Preoccupazione di assemblaggio | Domanda del disegno | Controllo probabile da valutare |
|---|---|---|
| Una guarnizione o un pad oscilla su una faccia | Quella faccia è sufficientemente planare di per sé? | Planarità della superficie di accoppiamento |
| Una guida o una superficie di appoggio del cuscinetto si inclina rispetto alla base di montaggio | La superficie di appoggio è orientata rispetto al datum di assemblaggio? | Parallelismo rispetto al datum di montaggio |
| Il pezzo è troppo spesso o troppo sottile | La distanza tra le facce rientra nei limiti? | Tolleranza di dimensione o spessore |
| Solo due piccole superfici di appoggio toccano effettivamente | Le superfici di appoggio sono controllate come regione di contatto funzionale? | Annotazioni specifiche della feature e una regione di ispezione definita |
Questo è un quadro di selezione, non l'affermazione che un singolo simbolo risolva sempre un dato difetto. Un disegno conforme può richiedere più di un controllo se l'assemblaggio lo esige.
Scegliere un controllo in base alla funzione dell'assemblaggio
Chiediti cosa tocca il pezzo in esercizio. Un coperchio che tiene la tenuta su una faccia ampia è sensibile agli interstizi locali su quella faccia. Una slitta montata su una base può essere sensibile all'orientamento della sua superficie di appoggio rispetto alla faccia di posizionamento. Un distanziale tra due assemblaggi può essere sensibile principalmente alla separazione e al contatto. L'area controllata dovrebbe corrispondere alla regione di contatto effettiva; un recesso di gioco non funzionale non dovrebbe imporre silenziosamente un requisito di superficie stretto su tutto il pezzo.
La planarità non ha un riferimento di datum nel suo riquadro di controllo della caratteristica. Valuta la superficie indipendentemente da come il pezzo è posizionato nella macchina o sulla piastra di ispezione. Il parallelismo di una superficie fa riferimento a un datum e valuta la faccia controllata all'interno di una zona orientata a quel datum. Se un disegno utilizza entrambi, i limiti devono essere coerenti e svolgere funzioni distinte. Un'indicazione deve inoltre specificare se è controllata una superficie, un asse derivato o un'altra caratteristica; la sola parola “parallelo” non lo stabilisce.
Non copiare una tolleranza numerica da una piastra di dimensioni diverse. Estensione, condizione del materiale, spessore della parete, tensioni residue del grezzo, finitura e stato di supporto possono tutti cambiare il significato di un valore. Un numero privo di queste condizioni è un'istruzione di produzione debole e una scarsa base per confrontare i fornitori.
Un'indicazione di parallelismo è utile solo quanto il suo datum
Per il parallelismo di superficie, il datum dovrebbe rappresentare come l'assemblaggio posiziona il pezzo. Un comodo bordo tagliato a sega o una faccia di fusione non lavorata possono facilitare l'ispezione ma essere estranei all'orientamento installato. Identificare la caratteristica di datum sul disegno controllato, poi decidere come sarà stabilita durante la lavorazione e simulata durante l'ispezione.
Una faccia di datum ampia può non appoggiarsi uniformemente su un'attrezzatura o su una piastra di riscontro quando presenta errore di forma. Il contatto in punti alti, bave, sporco o forza di serraggio possono cambiare il riferimento effettivo. Il metodo usato per supportare una piastra flessibile non dovrebbe mascherare la geometria allo stato libero se il disegno richiede l'accettazione allo stato libero. Se il pezzo deve essere vincolato durante l'ispezione, tale vincolo deve essere specificato anziché dedotto dall'operatore o dall'ispettore.
La questione del datum collega questo argomento ristretto al guida al processo di fresatura CNC: la creazione del datum, il trasferimento sull'attrezzatura e l'ordine di finitura devono supportare la stessa relazione geometrica che il disegno misurerà.
Come la lavorazione e il rilascio cambiano il risultato
Un pezzo può uscire dalla fresa apparentemente piatto pur essendo ancora serrato. Il rilascio può cambiarne la forma se il grezzo presentava tensioni residue o se l'attrezzatura ha piegato una sezione sottile. Anche la rimozione asimmetrica di materiale può cambiare l'equilibrio delle tensioni. La domanda pertinente non è semplicemente se l'ultima passata fosse leggera; è se il pezzo possiede la geometria richiesta nello stato di accettazione specificato.
Una via plausibile è stabilire una faccia di riferimento stabile, rimuovere il grosso del sovrametallo in una sequenza che limiti la distorsione, consentire un'adeguata stabilizzazione quando il progetto e il materiale lo richiedono, e finire le superfici funzionali con uno schema di datum deliberato. Tale via è condizionale, non una ricetta universale. Una grande area piana, un'anima sottile o un trattamento post-lavorazione possono richiedere decisioni diverse. La rettifica di precisione delle superfici può essere valutata per pezzi selezionati, ma non dovrebbe essere promessa come necessaria o disponibile per ogni geometria; la pagina delle capacità di rettifica delle superfici descrive il processo, mentre il disegno specifico necessita comunque di revisione.
La texture superficiale è una caratteristica separata. Una faccia può soddisfare la planarità geometrica ma essere troppo ruvida per una tenuta, oppure apparire lucida pur incurvandosi oltre la zona di forma consentita. Mantenere la rugosità e i controlli geometrici distinti sul disegno e nel piano di ispezione.
Confrontare misurazioni effettuate nello stesso stato
La misura della planarità valuta come la superficie campionata si adatta tra due piani paralleli secondo la norma applicabile e il metodo di valutazione; il datum usato per posizionare il pezzo non deve essere confuso con un datum di planarità. La misura del parallelismo stabilisce prima il datum dichiarato e valuta la superficie target in relazione ad esso. Poche letture sui bordi non possono dimostrare la condizione di una grande area centrale. Distribuzione dei punti, accessibilità, contatto con l'attrezzatura, capacità dello strumento e software di valutazione sono tutti importanti.
Una piastra di riscontro e un comparatore a quadrante possono rispondere a certe domande pratiche quando il setup rappresenta il datum specificato. Una CMM può riportare una mappa della superficie più ampia, purché il suo allineamento e la strategia di campionamento siano definiti. Nessun nome di strumento da solo garantisce un risultato difendibile. Chiedere quali punti sono stati verificati, come è stato simulato il datum, se il pezzo era serrato e se la misura è avvenuta prima o dopo operazioni di rivestimento, pulizia o che modificano le tensioni.
Se due fornitori riportano valori diversi per lo stesso pezzo, confrontare prima la revisione del disegno, il setup del datum, lo stato di misura e il percorso di campionamento. La differenza può essere un disallineamento di metodo anziché una lavorazione incoerente. Le informazioni di ispezione a livello aziendale sono disponibili sulla pagina qualità; un piano di misura specifico del progetto richiede comunque un accordo.
Revisione del disegno prima del preventivo
- Contrassegnare le facce che effettivamente contattano i componenti accoppiati e l'area che deve sopportare il carico o garantire la tenuta.
- Separare i requisiti di spessore, planarità, parallelismo e texture invece di chiedere a un'unica indicazione di svolgere tutti e quattro i compiti.
- Scegliere un datum funzionale per il parallelismo e confermare che possa essere ricreato in produzione e ispezione.
- Indicare grado e condizione del materiale, stato di finitura e qualsiasi requisito di vincolo o stato libero che influenzi il risultato.
- Richiedere il metodo di ispezione e le posizioni da campionare su superfici grandi o interrotte.
- Confrontare i preventivi rispetto alla stessa revisione e allo stesso piano di accettazione, non solo alla stessa tolleranza numerica.
Quando un disegno specifica ciò che l'assemblaggio richiede effettivamente, il ciclo CNC e il rapporto di ispezione possono rispondere alla stessa domanda. Quando non lo fa, risolvere il datum funzionale e la regione controllata è più prezioso che aggiungere semplicemente un altro decimale.