یک سطح استوانه ای را در نظر بگیرید. کدام یک از آن‌ها به شکل ایده‌آل نزدیک‌تر است؟ در قطعات واقعی، سطح استوانه همیشه مقداری انحراف از هندسه ایده‌آل دارد. مسئله این است که آیا این انحراف در محدوده قابل قبول طراحی قرار می‌گیرد یا خیر.
تلرانس راستی سطح استوانه‌ای (Cylindrical Surface Straightness) یکی از کنترل‌های فرم در تلرانس‌گذاری هندسی (GD&T) است که میزان انحراف خطوط طولی روی سطح استوانه را از خط مستقیم ایده‌آل محدود می‌کند. این کنترل مشخص می‌کند هر المان خطی از سطح تا چه اندازه می‌تواند از حالت مستقیم منحرف شود.
کنترل راستی – سطح استوانه ای
برای درک این کنترل، باید سطح استوانه را در امتداد طول آن بررسی کنیم. روی سطح یک شفت استوانه ای می‌توان خطوط طولی فرضی در نظر گرفت که در راستای محور قطعه امتداد دارند. در کنترل راستی سطح، هر یک از این المانهای خطی بصورت مستقل ارزیابی می‌شود.
راستی یک کنترل فرم است. در این نوع کنترل، هدف محدود کردن انحراف یک خط یا المان خطی از خط مستقیم ایده‌آل است؛ نه کنترل موقعیت آن نسبت به یک مبنا (Datum).
نکته‌ی مهم این است که راستی سطح استوانه‌ای، راستی محور و استوانه‌ای‌بودن (Cylindricity) یکسان نیستند. در راستی سطح، المانهای خطی روی سطح کنترل می‌شوند؛ در راستی محور، خط میانی استخراج شده‌ی ویژگی اندازه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. استوانه‌ای‌بودن نیز کنترل جامع‌تری بر فرم سطح استوانه اعمال می‌کند. در انتهای مقاله به مقایسه این تلرانس ها پرداخته شده است.
ناحیه تلرانس راستی سطح استوانه‌ای
ناحیه‌ی تلرانس راستی سطح از دو خط موازی تشکیل می‌شود که فاصله بین آن‌ها برابر مقدار تلرانس مشخص شده در نقشه است. هر المان خطی از سطح که تحت کنترل قرار دارد، باید به طور مستقل در محدوده‌ی این دو خط قرار بگیرد.
برای مثال، اگر مقدار تلرانس راستی روی نقشه 0.1 mm باشد، هر المان خطی مورد کنترل باید در ناحیه‌ای بین دو خط موازی با فاصله‌ی ۰٫۱ میلی‌متر قرار گیرد. این مقدار به هر المان خطی مربوط است و نباید آن را به عنوان تلرانس کلی استوانه‌ای بودن سطح تفسیر کرد. ممکن است خطوط طولی سطح شرایط راستی را برآورده کنند، اما سطح همچنان از نظر ویژگی‌های دیگری مانند گردی یا استوانه‌ای بودن نیازمند کنترل جداگانه باشد.
کنترل راستی: راستی ایده آل هنگامی اتفاق می افتد که تمام نقاط یک المان روی یک خط قرار گیرند. راستی یک کنترل فرم می باشد. کنترل راستی نشان می دهد که تا چه اندازه هر المان خطی سطح در یک جهت خاص در قطعه واقعی می تواند از خط صاف ایده آل منحرف شود.
ناحیه تلرانسی: ناحیه تلرانسی راستی ناحیه بین دو خط موازی می باشد. فاصله بین خط های موازی برابر مقدار تلرانس کنترل راستی می باشد. هر المان خطی از سطح باید مستقلا، در ناحیه تحت عنوان ناحیه تلرانسی قرار بگیرد. تلرانس راستی مقدار استوانه بودن قطعه را کنترل نمی کند.
فریم کنترل: برای کنترل راستی یک محور، از یک فریم کنترل مشخصه (feature control frame) برای اعمال تلرانس به سطح مورد نظر استفاده می شود.
برای اعمال تلرانس راستی به یک سطح، فریم کنترل در نمایی قرار داده می شود که صفحه مذکور به صورت یک خط نشان داده شده است. فریم کنترل نشان داده شده در زیر، تلرانس راستی را به کل سطح اعمال می کند. المانهای سطح باید مستقلا، بین دو خط به فاصله 0.1mm قرار گیرند.
روش اندازه‌گیری راستی سطح استوانه‌ای
روش اندازه گیری به دقت موردنیاز، شکل قطعه و نحوه‌ی تعریف تلرانس در نقشه بستگی دارد. برای بررسی اولیه‌ی بعضی قطعات می‌توان از صفحه صاف و ابزارهای مقایسه‌ای استفاده کرد؛ اما این روش همیشه جایگزین اندازه‌گیری دقیق و ارزیابی کامل تلرانس نیست.
بررسی اولیه با صفحه صاف و مرجع اندازه‌گیری
در روش ساده‌ای که در تصویر نشان داده شده است، قطعه‌ی استوانه‌ای روی یک صفحه صاف قرار می‌گیرد. سپس وضعیت سطح در امتداد طول قطعه بررسی می‌شود تا مشخص شود آیا تغییرات شکل در محدوده‌ی قابل قبول قرار دارد یا خیر.
در این روش، صفحه‌ی صاف نقش سطح مرجع برای بررسی را دارد. استفاده از سیم یا گیج مرجع با ضخامت مشخص نیز می‌تواند برای بررسی فاصله در نقاط موردنظر مفید باشد؛ بااین‌حال، نتیجه به نحوه‌ی استقرار قطعه، محل تماس آن با صفحه و روش بررسی بستگی دارد.
مراحل کلی بررسی عبارت‌اند از:
- قطعه را روی صفحه صاف و تمیز مستقر کنید.
- سطح طولی موردنظر را در امتداد قطعه بررسی کنید.
- فاصله‌ها یا تغییرات سطح را در چند موقعیت ثبت کنید.
- نتایج را با روش ارزیابی و مقدار تلرانس مشخص‌شده در نقشه مقایسه کنید.
این روش بیشتر برای بررسی اولیه و مقایسه‌ای مناسب است. وزن قطعه، وضعیت تکیه‌گاه، خطای صفحه‌ی صاف و نحوه‌ی تماس می‌توانند روی نتیجه اثر بگذارند. همچنین، تماس قطعه با صفحه به تنهایی ثابت نمی‌کند که تمام المانهای خطی سطح با تلرانس راستی مطابقت دارند.
اندازه‌گیری دقیق‌تر
در مواردی که تلرانس محدودتر است یا نتیجه‌ی اندازه گیری باید انطباق قطعه با نقشه را تأیید کند، لازم است روش اندازه گیری متناسب با مشخصه تحت کنترل انتخاب شود. بسته به هندسه و دقت موردنیاز، می‌توان از سامانه‌های اندازه گیری مختصاتی، تجهیزات اندازه‌گیری دقیق یا روش‌های مقایسه‌ای کالیبره‌شده استفاده کرد.
نکته‌ی اصلی این است که روش اندازه‌گیری باید امکان ارزیابی المانهای خطی موردنظر را فراهم کند. اندازه‌گیری لنگی با ساعت اندازه‌گیری یا بررسی چند نقطه از سطح، لزوماً معادل ارزیابی مستقیم تلرانس راستی سطح نیست.
تفاوت راستی سطح استوانه‌ای و راستی محور
اگرچه هر دو کنترل از نوع کنترل‌های فرم هستند، مشخصه‌ای که بررسی می‌کنند متفاوت است.
- راستی سطح استوانه‌ای (Surface Straightness): المانهای خطی روی سطح استوانه را کنترل می‌کند. هر المان خطی باید به‌طور مستقل در محدوده‌ی تلرانس قرار بگیرد.
- راستی محور (Axis Straightness): خط میانی استخراج شده از یک ویژگی با اندازه، مانند شفت، را کنترل می‌کند. در این حالت، اگر ناحیه تلرانس استوانه‌ای تعریف شده باشد، خط میانی باید داخل آن قرار بگیرد.
بنابراین، برای کنترل راستی خطوط طولی روی سطح شفت باید از تفسیر مناسب راستی سطح استفاده کرد؛ اما اگر الزام نقشه درباره‌ی مستقیم بودن خط میانی شفت باشد، باید تلرانس راستی محور بررسی شود.
برای توضیح کامل‌تر، مقاله‌ی تلرانس راستی محور (Axis Straightness) را مطالعه کنید. همچنین برای آشنایی با مفهوم عمومی راستی و کاربردهای آن در GD&T، به مقاله‌ی تلرانس راستی سطح (Surface Straightness) مراجعه کنید.
تفاوت راستی سطح استوانه‌ای و استوانه‌ای‌بودن
راستی سطح استوانه‌ای تنها انحراف المانهای خطی سطح را در جهت موردنظر کنترل می‌کند. این کنترل به‌تنهایی تضمین نمی‌کند که تمام سطح قطعه از نظر گردی، قطر و شکل کلی استوانه‌ای کاملاً مطابق مشخصات باشد.
در مقابل، تلرانس استوانه‌ای‌بودن (Cylindricity) شکل کلی سطح استوانه را در طول و پیرامون آن کنترل می‌کند. به همین دلیل، اگر عملکرد قطعه به فرم کلی سطح استوانه وابسته باشد، ممکن است کنترل استوانه‌ای‌بودن مناسب‌تر از کنترل راستی به‌تنهایی باشد.
انتخاب بین این کنترل‌ها باید بر اساس عملکرد قطعه، الزامات طراحی و نقشه‌ی مهندسی انجام شود؛ زیرا هرکدام ویژگی هندسی متفاوتی را محدود می‌کنند.
دیدگاهتان را بنویسید