GD&T 中的平整度公差

在小零件生产中平整度是否重要？

表面平整度是几何尺寸和公差 (GD&T) 标准之一，用于传达零件的制造方式。在优化可制造性时，它也是一个重要的考虑因素。

除了定位、圆柱度和其他几何公差特征外，平面度公差还可以在工程图纸上注明，以帮助确保生产的金属零件具有正确的形状和所需的功能。

什么是表面平整度？

平面度是与自身相比的表面形状的量度，表明沿表面的所有点都位于同一平面内。在 GD&T 中用平行四边形表示，平面度允许您在不收紧其尺寸公差的情况下限制表面的波纹或变化。

平整度的特性有助于确保整个表面的均匀磨损。它在两个表面必须齐平并形成紧密密封的情况下也很有用，例如两个表面用螺栓连接在一起，中间有一个垫圈。

什么是平面度公差？

平面度公差带是两个平行平面之间的区域，所讨论的表面需要适合该区域才能符合“平面”的要求。平面度公差将是这些平行平面之间的允许距离。

换个角度看，公差带是被测表面平面上可接受的最高和最低 (±) 点。

平面度与直线度

因此，平面度是三维 (3D) 对象的特征，因为它存在于描绘其公差带的两个平行平面之间。

另一方面，表面直线度是二维的 (2D)。它的公差带存在于两条平行线之间，是零件表面沿一条线的平面度指标。

还有轴直线度，这是我们在金属切削公司经常处理的一个特性。轴直线度控制零件轴中允许的弓度或曲线量。 （阅读有关测量直线度的更多信息。）

平坦度与并行度

与不考虑任何其他数据或特征的平面度不同，平行度比较相对表面的方向。虽然也有轴平行度之类的东西，但在 GD&T 中，它最常用于控制两个表面或特征之间的平行度。

当两个表面需要同步工作并且彼此保持恒定距离时，可以使用平行度。当您有一个零件需要安装在必须相互参考的两个平面之间时，也可以使用它。

平面度与垂直度

与单个表面平面上的平面度不同，垂直度比较相邻表面的方向。在 GD&T 中，垂直度公差通常用于控制两个 90° 表面或相对于圆柱体上特定参考点的轴。

在金属切割中，我们通常根据零件与其末端切口的关系来测量垂直度，将棒、管或线材的侧面与我们放在该零件上的末端切口进行比较。 （阅读有关测量垂直度的更多信息。）

平整度如何测量？

众所周知，平整度很难测量。首先，真的没有所谓的“完全平坦”（或“完全”任何东西！）。

其次，测量非常小的零件（例如直径为 0.040 英寸（1.016 毫米）的管子和我们通常在金属切割公司生产的其他微小零件）上切割端的表面平整度几乎是不可能的。

第三，不能通过将零件放在桌子上并在零件上运行高度计来测量零件的平面度。那是因为该表将成为数据的一部分——因此，您将测量并行度，而不是平坦度。

相反，您需要确保零​​件表面上的点在平面度公差范围内，并将表面与两个假想的平行平面进行比较。

坐标测量机 (CCM) 允许进行一种 3D 测量，创建可以比较零件表面轮廓的虚拟平面。因此，CCM 可用于测量零件长度和宽度上的点，以检查整个表面是否在平面度公差范围内。

小金属零件平整度的替代品

在 Metal Cutting，我们每天生产数千根切割成一定长度的棒材、管材和线材，由于尺寸非常小，我们通常不会对切割表面进行平整度公差处理。

相反，我们的客户通常更关心端切的平行度、角度和垂直度，而不是表面平整度。此外，我们的客户正在寻找无毛刺的端部切口，尤其是需要与其他零件配合的零件。

但是，客户有时会要求我们帮助他们达到指定的平面度公差——例如，在具有较大表面积的零件上、已经加工过的零件上，或者是预制的并由客户提供给我们进行额外精加工的零件。

在这些情况下，我们会充分利用我们的研磨设备来获得满足客户规格的光滑平整表面。

我们如何验证平整度公差？

在金属切削中，我们通常固定零件，使要测量的表面是水平的；我们通过在零件表面上找到三个相同高度的相对点来确认这一点。

然后，我们在零件的其他各个点上放置一个高度计，以记录任何差异，并检查整个零件的平整度是否在规格范围内。

我们还可以使用我们的 OGP SmartScope 系统沿零件表面平面测量多个随机点，以确保最高点和最低点在允许的公差范围内。

平面度公差有标准吗？

毫无疑问，平面度公差对于某些应用很重要。

2019 年 1 月，Apple 吹捧其新款 iPad Pro 机型的严格平整度公差。该公司表示，新款 iPad Pro 的制造“[允许]任何一侧长度的偏差不超过 400 微米——小于四张纸的厚度。”

除了使用 CNC 加工来制造更坚固的塑料和铝制外壳外，更严格的平整度公差是 Apple 对各种设备弯曲问题投诉的回应的一部分。

在小零件制造中，ASTM International 和其他组织发布了钢、铝和其他材料的平面度公差标准，其形式从板材、板材和棒材到线材、棒材和管材。

使用 GD&T 获得准确的规格

对于完整的 GD&T 特征，从平行度、垂直度和角度到圆度、直线度和平面度，Metal Cutting 的目标始终是保持生产成本效益，同时为客户的产品提供最佳质量。

通过预先提供详细而完整的规格（包括明确且经过深思熟虑的表面平整度公差和其他重要特性），您可以在优化可制造性和帮助我们管理成本和质量方面发挥真正重要的作用。