Окружный биение в ГОСТ/ASME GD&T: определение, символы, измерение

Стандарт ASME Y14.5-2009 GD&T делит 14 геометрических допусков на 5 групп. Окружное биение (Circular runout) относится к группе «Биение» (Runout) — контролирует форму круговых элементов поверхности и их отношение к базовой оси.

Рассмотрим определение, символы, методы измерения и отличие от полного биения.

Определение и символ окружного биения

Окружное биение (часто просто «биение») — 2D-измерение кругового профиля относительно базовой оси. Проверяет, насколько круговое сечение соответствует идеальному кругу — как круглистость.

Символ окружного биения

Символ — диагональная стрелка ↗. Отсылает к измерению биения индикатором/высотомером — стрелка символизирует стрелку часового индикатора.

Зона допуска окружного биения

Зона допуска — между внешним и внутренним кругами на 2D-плоскости. Центральный круг — реальный диаметр вала.

В GD&T допуск биения контролирует положение кругового элемента относительно своей оси. Применяется к деталям с круговым сечением, собираемым вместе: сверла, ступенчатые валы, компоненты станков. Биение ограничивает смещение осей для равномерного вращения и износа.

Пример задания допуска:

При одном обороте цели на базовой оси радиальное биение цилиндрической поверхности (стрелкой) не должно превышать 0,03 мм в любой измерительной плоскости, перпендикулярной базовой оси.

Разница между круглистостью и окружным биением:

Процесс проверки похож на проверку круглистости. Разница: у круглистости нет базовой оси, а у окружного биения ось вала обязательна.

Измерение окружного биения

Типичный процесс для цилиндрических деталей. Деталь устанавливают в V-блоки для вращения вокруг оси, измеряют суммарное перемещение стрелки индикатора/высотомера, установленного на постоянной высоте в круговой позиции в пределах допуска.

Измеряют простым индикатором или высотомером. Фиксируют деталь V-блоками или шпинделем по базовой оси. Шток индикатора устанавливают на круговой элемент, обнуляют. Вращают деталь по шпиндлю, фиксируют показания. Полная вариация на индикаторе не должна превышать допуск в рамке управления элементом.

Можно измерять поверхности, параллельные, наклонные или перпендикулярные оси. Во всех случаях держат индикатор перпендикулярно поверхности. Для каждого случая создают 2D-зону допуска в направлении штока. Проверяют столько сечений, сколько нужно.

Для поверхностей, перпендикулярных базовой оси, таким вызовом проверяют вытянутость, а не круглистость.

Для наклонных поверхностей нужно указывать базовый угол, чтобы установить индикатор строго перпендикулярно поверхности. (источник: fractory.com/circular-runout-explained)

Полное биение (Total Runout)

В GD&T полное биение — сложный допуск, контролирующий прямолинейность, профиль, угол и другие геометрические отклонения элементов. Отличается от окружного биения тем, что применяется ко всей поверхности сразу, а не к отдельному круговому элементу.

При вращении цилиндрической детали по базовой оси полное биение цилиндрической поверхности в радиальном направлении (стрелкой) не должно превышать 0,03 мм в любой точке цилиндрической поверхности.

Когда выбирать полное биение

Окружное биение эффективно контролирует три типа деталей. Если деталь имеет одну из функций — используют полное биение или более подходящий метод.

Металлические детали с высоким соотношением длины к диаметру

Трубы и подобные — легко фиксируют и вращают для проверки профиля. Достаточная длина критична для ограничения степеней свободы (DoF) при точном контроле. Это идеальный объект для полного биения.

Детали с малым диаметром и торцевой плоскостью

Если длина мала, диаметр мал, но есть торцевая плоскость (фланец) — окружное биение помогает проверить точность.

Несколько малых диаметров, разделенных друг от друга

Пример — концентрический переход. На конце детали несколько коротких диаметров. Объединяют две базовые оси в главное базовое объединение, вместо одной главной и одной вспомогательной.

Окружное биение vs Полное биение

Просто: полное биение = 3D-эквивалент окружного биения. Окружное биение формирует кольцевую зону допуска вокруг криволинейной поверхности (2D), полное — цилиндрическую зону.

Помимо ограничения допуска на сечении, полное биение накладывает его вдоль всей цилиндрической поверхности, одновременно контролируя все сечения элемента. Учитывает осевые и сечевые изменения.

Полное биение контролирует больше признаков: круглость, коаксиальность, прямолинейность, цилиндричность, коничность, параллельность, угол, перпендикулярность, профиль.

Связанные статьи:
GD&T Перпендикулярность
GD&T — Круглистость
Краткое руководство: GD&T Параллельность
GD&T — Вытянутость
GD&T — Прямолинейность