到那个时刻 精密数控加工 当每个细节和尺寸公差都至关重要时，两个重要概念发挥着重要作用：直线度和平面度。
直线度和平面度有助于定义零件上特征的形状和形式，了解每一项对于实现一丝不苟的精度至关重要。这两个术语经常互换使用，而在 几何尺寸和公差 (GD&T)，它们具有不同的定义和目的。
在这里，我们将概述GD&T中直线度和平面度的定义及其区别，并讨论测量方法。
GD&T 直线度
直线度公差是一种二维 GD&T 标注，用于控制零件特征的直线度。没有任何轴可以完全笔直。直线度公差定义了单条实际直线的总允许变化，确保其对于预期应用而言足够笔直。
为了可视化直线度公差，想象一下设置一个假想边界，如下所示。该边界表示公差区域，其尺寸由公差框架中的值定义，通常以万分之一英寸表示。在此公差边界内，板顶面与剖面相交形成的线可以呈任何形状。
在 GD&T 中，直线度有两个不同的目的：控制表面的直线度和轴的直线度。正常形状表面直线度是用于调节特征表面上的线的形状的公差。另一方面，轴直线度是一个公差，它控制加工零件的轴允许的曲率量。
此外，值得注意的是，每个功能的功能控制框架都不同。现在，让我们更详细地探索和理解这些函数。
表面直线度
当应用直线度标注来指定表面直线度时，公差带包含理想表面位置上方和下方的总宽度，从而控制任何偏差。表面直线度用于调节表面上线条的形状，可应用于两种不同的场景：
- 第一个涉及平坦的表面，例如立方体的表面。
- 第二个涉及轴向方向的圆柱表面。
在这两种情况下，公差带均采用二维平面的形式。该平面被可视化为分别位于表面上方和下方的两条平行线（也平行于表面）。
轴直线度
直线度标注还具有控制轴直线度的功能。控制轴的线性偏差量对于确保顺利装配至关重要。通过使用直线度标注，得出的中线的偏差可以保持在可接受的限度内。
在这种情况下，公差带不应用于表面，而是应用于零件的轴线。此外，公差带不是位于轴的上方和下方，而是采用围绕中心轴的圆柱形区域的形式。
直线度特征控制框架（FCF）
这 特征控制框 提供有关公差的所有重要信息。
表面直线度FCF
当应用GD&T控制表面直线度时，几何特征块包括直线度符号，该符号由类似连字符的短水平线表示。
第二个块包含有关公差带类型、公差值和任何材料修改器（例如 最大物质条件) 如果适用的话。由于公差带类型是总宽度区域，因此不需要附加符号，因为这是默认区域类型。
与其他表单控件一样，直线度标注不需要基准。引导箭头仅用于指示需要控制的表面。
轴直线度FCF
对于轴直线度，特征控制框大多相似，只是添加了代表公差带类型的符号。由于该区域是圆柱形的，因此第二个块包含直径符号来指示这一点。
另一个区别是，对于轴直线度，引导箭头不再标记表面，而是指向零件的直径尺寸。
当箭头指向特定尺寸尺寸时，表示 FCF 正在控制特征的中心平面或轴。因此，指向零件的直径尺寸表示直线度标注正在控制零件的轴。
GD&T 平面度
平面度是 GD&T 中调节表面形状的几何特征。其目的是定义表面形状的可接受变化，确保其保持在指定的公差范围内。该公差带由与理想表面等距的两个平行平面确定。在此公差范围内的任何表面偏差都是允许的。
平整度通常用于调节表面的平面属性，特别是零件的顶面或底面。其主要目的是确保表面不发生扭曲、翘曲或任何其他类型的可能影响零件功能或组装的变形。平整度的公差值通常以长度单位表示，例如毫米或英寸，并表示表面形状的最大允许变化。
直线度和平面度之间的区别
尽管直线度和平面度都解决了与理想形状的偏差，但两者之间存在显着差异：
- 尺寸焦点：直线度侧重于控制 2D 中线条或特征的形状，而平坦度则控制 3D 中表面的形状。
- 公差带形状：直线度在理想线周围建立圆柱形公差带，而平面度在理想表面周围建立平行平面公差带。
- 特征类型：直线度适用于轴、线、中心线和边，而平面度适用于平面。
- 几何应用：直线度通常用于对齐特征或控制线性运动，而平面度用于确保平面度或表面之间的适当接触。
- 就表面形状而言，平坦度与凹凸度成反比，而对于线性形状，直线度与弯曲度成反比。
如何测量直线度和平面度
测量直线度
评估直线度时，您要检查目标与直线对齐的程度，并识别细长物体中存在的任何扭曲或曲率。
使用高度尺
要测量直线度，请确保目标牢固地定位在左侧和右侧，且高度相等。如有必要，请使用小千斤顶以防止倾斜。然后，沿直线移动目标或高度规以测量直线度。
直线度是通过计算最大和最小高度值之间的差值 (ΔH) 来确定的。
a：微型插孔
b：△H=直线度
c：高度 (Hn) 图表
一般来说，与坐标测量机 (CMM) 相比，高度仪的精度较低。此外，测量值可能会受到将高度计放在目标上时所施加的力的影响，导致测量结果不稳定。在无法调平目标的情况下，移动高度规变得具有挑战性，从而使测量过程变得困难。
使用坐标测量机 (CMM)
通过将触针轻轻放在目标上，可以使用坐标测量机测量直线度。该方法消除了测量压力引起的误差，并能获得稳定的测量结果。
此外，触笔可以从各个角度定位在目标上，从而能够精确测量无法调平或使用高度规测量的目标。
一：手写笔
b：目标
测量平面度
验证最终测量结果是否符合指定的平整度公差的方法因所检查的表面而异。因此，我们将单独讨论每个实例。
单平面
要测量平整度，您需要一个平台和一个高度规、探针或其他合适的表面。需要注意的是，不能简单地通过将零件放置在平台或平板上并使用高度规来测量平面度，因为这将测量相对于底面的平行度。
1.使用高度尺
要使用高度规测量表面的平整度，必须将参考特征保持在平行位置。高度规应在整个表面上移动，确保其覆盖每个区域。通过测量仪表上记录的最大正高度和负高度，我们可以计算总方差。要批准零件，此差异不应超过指定的平面度公差值。
2. 使用平台
机械师使用平台来评估零件的平整度。该零件面朝下放置在平台上，并使用高度规通过板上的孔与指定表面接触。
随后，以包围表面的完整长度和宽度的方式操纵高度规和零件。这使得能够计算实际表面的平坦度方差。
尺寸特征（MMC平面度）
为了评估最大材料条件 (MMC) 下的平整度，我们实质上是测量所得中间平面的平整度。当检查与尺寸特征相关的平坦度时，有两种方法可用：
1. 使用功能量表
在这种方法中，我们利用位于尺寸特征相对两端的两个高度计。让我们考虑一个平板，其中由平面度标注控制的尺寸特征是其宽度。
我们在顶部和底部表面放置一个高度计，使它们彼此对齐。这些高度计测量局部厚度。然后将它们移动到整个表面，以确保整个表面处于尺寸公差范围内。
第二种方法涉及使用具有专门设计的空腔的量规，以将板安装在虚拟条件的边界处。虚拟条件边界表示当我们考虑组合条件时的最大允许公差 形位公差 和MMC。要批准该零件，板必须适合该规格。
2. 使用坐标测量机
坐标测量机 (CMM) 能够执行各种类型的测量。然而，测量这个特定的标注需要一些额外的准备工作。
使用前面提到的相同板，在控制相同的尺寸特征 (FOS) 的情况下，需要以允许探头到达两个表面的方式定位该板。我们在表面上标记点并测量这些点的局部厚度。如果这些厚度落在指定的尺寸限制内，我们就会计算这些相对点之间的中点并将它们连接起来以形成派生的中平面。
为了确定平整度公差，我们减去板材的最大局部厚度。如果导出的中间平面的平整度方差小于指定的平整度公差，则该零件被视为符合规格。
常见问题
结论
在 GD&T 中，直线度和平面度是两个独立的特征，分别用于控制线/边缘和表面的形状。直线度确保线条或特征保持在指定的公差范围内，而平面度确保表面的平面形状。了解这两个 GD&T 符号之间的区别对于精确传达设计和制造规范至关重要。通过应用适当的直线度或平面度公差，工程师和制造商可以实现零件所需的配合、功能和组装，最终提高产品的整体质量。
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