Dung sai độ phẳng trên kết cấu hàn gia công cỡ lớn: nên đặc tả thế nào
Độ phẳng là đặc tính bị đặc tả quá mức thường xuyên nhất trên bản vẽ khung nặng. Nó cũng là một trong những đặc tính đắt nhất, vì siết chặt nó không chỉ thêm một chút chi phí, mà thêm một đường hoàn thiện, một lần giảm ứng suất thứ hai, một máy khác, hoặc cả ba.
Sau đây là ý nghĩa của dung sai này, mức nào đạt được trên thực tế, và cách viết một yêu cầu mua đúng cái quý khách cần.
Độ phẳng thực sự là gì
Độ phẳng là dung sai hình dạng. Nó xác định một vùng giữa hai mặt phẳng song song, và toàn bộ bề mặt phải nằm trong vùng đó. Nó không nói gì về hướng hay vị trí so với bất cứ thứ gì khác, một bề mặt có thể hoàn toàn phẳng mà vẫn nghiêng nhiều, và vẫn đạt.
Điều này quan trọng, vì thứ người ta thường muốn không phải độ phẳng mà là độ song song giữa hai mặt lắp, hoặc độ đồng phẳng giữa nhiều đế rời. Ghi độ phẳng trong khi ý là độ đồng phẳng là một nhầm lẫn phổ biến và tốn kém: bốn đế có thể mỗi cái phẳng tuyệt đẹp mà vẫn nằm trên bốn mặt phẳng khác nhau.
Nếu điều quan trọng là bốn chân tiếp đất trên một mặt phẳng, hãy ghi độ đồng phẳng hoặc dùng yêu cầu dung sai profile bề mặt so với một chuẩn. Xưởng của quý khách sẽ cảm ơn và báo giá của quý khách sẽ thấp hơn.
Con số thực tế
Các số làm tròn từ thực hành làm việc trên kết cấu hàn thép carbon:
| Điều kiện | Độ phẳng điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|
| Vừa hàn, chưa giảm ứng suất | 0.3–0.8 mm trên 300 mm | Rất khác nhau theo bố trí mối hàn |
| Vừa hàn, đã giảm ứng suất | 0.3–0.5 mm trên 300 mm | Ổn định hơn, không chặt hơn |
| Gia công, tiêu chuẩn | 0.05 mm/m | Mặc định phổ biến |
| Gia công, chặt | 0.02 mm/m | Cần máy tốt và lần giảm ứng suất thứ hai |
| Gia công, chính xác | Dưới 0.02 mm/m | Việc chuyên biệt, kiểm soát nhiệt độ, đắt |
Hai điều cần lưu ý. Thứ nhất, giảm ứng suất không cải thiện nhiều độ phẳng khi vừa hàn, nó giúp gia công sau đó giữ được. Thứ hai, bước từ 0.05 lên 0.02 mm/m không phải chi phí tăng 2.5 lần; đó là thay đổi về quy trình.
Dung sai nên tăng theo kích thước
Một quy tắc thực tế: độ phẳng đạt được tăng gần theo căn bậc hai của kích thước đặc trưng. Nhân đôi chiều dài bề mặt thì nên cho phép dung sai khoảng 1.4 lần với cùng độ khó chế tạo.
0.05 mm độ phẳng trên một đế 300 mm là bình thường. Cũng 0.05 mm trên 3 m là một cấp vấn đề khác: sai số rãnh trượt của chính máy, giãn nở nhiệt của chi tiết trong lúc cắt, và cách đỡ chi tiết đều trở thành yếu tố chi phối.
Vì vậy độ phẳng thường được đặc tả theo đơn vị chiều dài (0.05 mm/m) thay vì một con số tổng. Nếu quý khách ghi một giá trị tổng trên bề mặt dài, hãy kiểm tra nó hàm ý bao nhiêu trên mỗi mét trước khi phát hành bản vẽ.
Trình tự giúp đạt được dung sai
Độ phẳng được mua trong quy trình, không phải ở bàn kiểm tra:
- Thiết kế đối xứng. Bố trí mối hàn cân bằng quanh trục trung hòa xê dịch ít hơn nhiều so với hàn từ một phía. Xem welding distortion control on heavy plate.
- Giảm ứng suất trước khi gia công. Không thể thương lượng nếu quý khách muốn bề mặt đứng yên, stress relief for welded machine bases.
- Gia công thô, giảm ứng suất lần nữa nếu dày, rồi gia công tinh. Lấy đi nhiều kim loại sẽ giải phóng ứng suất. Trên tiết diện nặng, lần giảm ứng suất thứ hai giữa các đường chạy là điều giữ được các con số chặt hơn.
- Đỡ chi tiết theo cách nó sẽ được đỡ khi sử dụng. Một khung 4 m kẹp cứng lên bàn máy có thể gia công phẳng tuyệt đối rồi bật lại khi nhả kẹp. Các xưởng tốt gia công trên điểm đỡ ba điểm mô phỏng nền móng.
- Để chi tiết đạt nhiệt độ. Chi tiết đưa từ bãi lạnh vào rồi cắt ngay sẽ giãn ra trong lúc gia công.
Đo nó, và thống nhất cách đo
Dung sai mà quý khách không thống nhất được cách đo thì không phải dung sai. Trên bề mặt lớn, phương pháp làm thay đổi con số:
- Thước thẳng và căn lá: nhanh, thô, tốt cho kiểm tra khi vừa hàn
- Thủy bình chính xác và quét: truyền thống, tốt trên rãnh trượt máy, chậm
- Laser tracker: mặc định thực tế cho khung lớn; độ chính xác thường vài chục micron trên vài mét
- CMM phạm vi lớn: chính xác nhất, bị giới hạn bởi kích thước máy, thường là thuê ngoài
Hãy ghi phương pháp, số điểm đo và điều kiện đỡ. “Độ phẳng 0.05 mm/m, đo bằng laser tracker trên đỡ ba điểm, tối thiểu 25 điểm” là một dung sai. “Phải phẳng” là một cuộc trò chuyện. Thêm về các thiết bị trong dimensional inspection of large frames.
Nhiệt độ là một phần của đặc tả
Thép giãn nở khoảng 12 µm trên mét trên mỗi °C. Trên bề mặt 4 m, chênh 10 °C giữa sàn xưởng và nhà máy của quý khách là khoảng 0.5 mm thay đổi chiều dài, và nếu chi tiết nóng không đều, một phần sẽ hiện ra thành sai lệch hình dạng.
Với bất cứ yêu cầu nào chặt hơn 0.05 mm/m, hãy ghi nhiệt độ kiểm tra (20 °C là mốc tham chiếu thông dụng) và cho thời gian ngâm nhiệt. Nếu không, quý khách và xưởng có thể đo cùng một chi tiết cùng một ngày mà vẫn bất đồng.
Bốn câu hỏi trước khi phát hành bản vẽ
- Tôi muốn nói độ phẳng, độ đồng phẳng hay độ song song? Chúng có chi phí khác nhau.
- Bề mặt này có cần gia công không? Bề mặt phun bi rồi mài rẻ hơn nhiều và thường đủ cho vị trí lắp không quan trọng.
- Tôi có thể dùng đệm không? Thiết kế sẵn một bộ đệm 3 mm là miễn phí. Gia công mặt phẳng thứ hai thì không.
- Tính toán cho ra con số nào? Không phải con số trên bản vẽ cuối. Dung sai kế thừa là nguồn chi phí gia công tránh được phổ biến nhất, xem điều gì quyết định chi phí của khung nặng và skid.
Có một khung với yêu cầu độ phẳng mà quý khách không chắc là thực tế hay vừa túi tiền? Hãy gửi bản vẽ và chúng tôi sẽ cho biết điều đó hàm ý gì về quy trình, trong vòng 24 giờ làm việc.