Pengenalan kepada Toleransi Benang Metrik
Toleransi benang metrik, seperti yang ditakrifkan dalam piawaian GB/T 197, adalah penting untuk memastikan kebolehtukaran, kualiti padanan dan prestasi mekanikal dalam pemasangan berulir. Panduan ini membincangkan toleransi untuk major (D/d), pic (D2/d2), dan minor (D1/d1) diameter kedua-dua benang dalaman dan luaran. Berdasarkan GB/T 197 (termasuk versi dari 1981 hingga 2018), spesifikasi ini terpakai kepada pengikat mekanikal tujuan umum, meliputi kelas toleransi, sisihan dan kaedah pengiraan. Memahami parameter ini adalah penting bagi jurutera dalam pembuatan, reka bentuk dan kawalan kualiti, kerana ia memberi kesan langsung kepada kebolehpercayaan pemasangan dan kecekapan kos. Piawaian ini menekankan zon toleransi seperti 6H untuk dalaman dan 6g untuk benang luaran sebagai lalai untuk padanan sederhana, ketepatan pengimbangan dan kebolehkilangan.
GB/T 197 menggariskan jalur toleransi, gred (4, 5, 6, 8), dan kedudukan (G/H untuk dalaman, ah untuk luaran), menyediakan rangka kerja untuk mengira had. Artikel ini menyusun jadual komprehensif daripada piawaian, menawarkan hasil praktikal untuk rujukan pantas sambil menerangkan pengiraan asas. Dengan merentasi semua pic dan diameter yang ditentukan, ia membantu dalam mengelakkan ralat biasa seperti padanan yang tidak sepadan atau toleransi berlebihan, yang boleh menyebabkan kegagalan dalam aplikasi seperti komponen automotif atau jentera.
Konsep Asas dalam Geometri Benang
Geometri ulir membentuk asas pengiraan toleransi. Istilah utama daripada GB/T 197 termasuk:
- H/h: Diameter major nominal untuk ulir dalaman (D) dan luaran (d), berfungsi sebagai garis dasar untuk semua pengiraan.
- D1/d1: Diameter kecil, penting untuk kekuatan dan kelegaan; d3 menyumbang kepada pembundaran akar dalam benang luaran.
- D2/d2: Diameter pic, tempat berlakunya penglibatan benang, yang mempengaruhi kesesuaian dan agihan beban.
- P: Pitch, jarak paksi antara benang, yang mempengaruhi magnitud toleransi.
- H: Tinggi segi tiga asas, H = 0.866025P untuk ulir 60°.
- Sistem Toleransi: Terdiri daripada gred (berangka, contohnya, 6) dan kedudukan (mengikut abjad, contohnya, H), yang menentukan jalur toleransi.
- Penyimpangan (EI/ES untuk dalaman, ei/es untuk luaran): Beralih daripada nominal, memastikan elaun yang betul untuk padanan seperti pelepasan atau gangguan.
- Tempoh Pertunangan (S, N, P): Pemilihan toleransi pendek, normal, panjang, yang memberi kesan kepada kekuatan benang.
Konsep-konsep ini memastikan ulir memenuhi keperluan fungsi. Contohnya, pic yang lebih halus memerlukan toleransi yang lebih ketat untuk mengekalkan integriti di bawah beban, manakala pic yang lebih kasar membolehkan padanan yang lebih longgar untuk kemudahan pemasangan. Sentiasa rujuk GB/T 196 untuk profil asas dan GB/T 2516 untuk sisihan had untuk melengkapi GB/T 197.
Penyimpangan Asas untuk Benang Dalaman dan Luaran
Penyimpangan asas meletakkan jalur toleransi relatif kepada diameter nominal, seperti GB/T 197 Jadual 1. Bagi ulir dalaman, kedudukan G dan H mentakrifkan sisihan yang lebih rendah (EI), dengan H pada sifar untuk tiada elaun. Ulir luaran mempunyai kedudukan a hingga h, yang menyatakan sisihan atas (es), daripada elaun besar (a) hingga tiada (h). Penyimpangan ini berbeza-beza dengan pic P, memastikan keserasian dalam pemasangan.
Jadual di bawah meringkaskan sisihan dalam μm untuk pic dari 0.2 hingga 8 mm, dengan mengetengahkan 6H/6g sepunya (hijau) sebagai rujukan. Gunakan ini untuk mengira dimensi had, contohnya, major dalaman Dmin = D + EI.
| Jenis Benang | Kedudukan | Penyimpangan | 0.2 | 0.25 | 0.3 | 0.35 | 0.4 | 0.45 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.75 | 0.8 | 1 | 1.25 | 1.5 | 1.75 | 2 | 2.5 | 3 | 3.5 | 4 | 4.5 | 5 | 5.5 | 6 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Dalaman | G | EI | 17 | 18 | 18 | 19 | 19 | 20 | 20 | 21 | 22 | 22 | 24 | 26 | 28 | 32 | 34 | 38 | 42 | 48 | 53 | 60 | 63 | 71 | 75 | 80 | 100 |
| H | EI | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Luaran | seorang | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -290 | -295 | -300 | -310 | -315 | -325 | -335 | -345 | -355 | -365 | -375 | -385 | -395 | -425 |
| b | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -200 | -205 | -212 | -220 | -225 | -235 | -245 | -255 | -265 | -280 | -290 | -300 | -310 | -340 | |
| c | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -130 | -135 | -140 | -145 | -150 | -160 | -170 | -180 | -190 | -200 | -212 | -224 | -236 | -265 | |
| d | es | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | / | -85 | -90 | -95 | -100 | -105 | -110 | -115 | -125 | -130 | -135 | -140 | -150 | -155 | -180 | |
| e | es | / | / | / | / | / | / | -50 | -53 | -56 | -56 | -60 | -60 | -63 | -67 | -71 | -71 | -80 | -85 | -90 | -95 | -100 | -106 | -112 | -118 | -140 | |
| f | es | / | / | / | -34 | -34 | -35 | -36 | -36 | -38 | -38 | -38 | -40 | -42 | -45 | -48 | -52 | -58 | -63 | -70 | -75 | -80 | -85 | -90 | -95 | -118 | |
| g | es | -17 | -18 | -18 | -19 | -19 | -20 | -20 | -21 | -22 | -22 | -24 | -26 | -28 | -32 | -34 | -38 | -42 | -48 | -53 | -60 | -63 | -71 | -75 | -80 | -100 | |
| h | es | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Contohnya, untuk P=0.8 mm, kedudukan g luaran es = -24 μm, menetapkan had atas untuk d sebagai nominal – 0.024 mm. Sistem ini membolehkan padanan tersuai, dengan warna hijau menonjolkan cadangan standard.
Kaedah Pengiraan untuk Diameter Utama, Pic dan Minor
GB/T 197 menyediakan formula untuk toleransi T dan had. Untuk D minor dalaman1, TD1 = 0.0015 * D^{0.5} * P^{0.333} * faktor (bergantung kepada gred). Had = nominal + EI + T untuk bahagian atas, nominal + EI untuk bahagian bawah. Sama untuk diameter lain.
Langkah demi langkah untuk d major luaran: 1. D nominal. 2. es daripada jadual. 3. Td dari gred. 4. Maks = d + es, Min = d + es – TdIni memastikan ketepatan, dengan contoh seperti M5x0.8-6g: maks d = 5 – 0.024 = 4.976 mm (dengan mengandaikan T).
Untuk padang d2, nominal = d – 0.6495P, kemudian gunakan sisihan. Pengiraan yang tepat dapat mengelakkan masalah seperti pelucutan benang.
Jadual Toleransi untuk Pelbagai Diameter
Berikut adalah jadual yang disusun daripada GB/T 197 untuk dimensi had merentasi saiz M1 hingga M300 dan pic. Hijau menandakan piawaian 6H/6g. Gunakan untuk pengesahan reka bentuk.
| Mejar Dalaman Dmin (mm) | H | G |
|---|---|---|
| M1 (0.25/0.2) | 1 | 1.018 |
| M300 (pelbagai padang) | 300 | 300 + sisihan |
Jadual yang serupa untuk diameter lain mengikuti corak yang sama, memberikan had minimum/maksimum untuk pemesinan yang tepat.
Amalan Terbaik untuk Permohonan dan Pengesahan
Pilih toleransi berdasarkan aplikasi: 6H/6g untuk umum, lebih ketat untuk ketepatan tinggi. Sahkan dengan tolok, dengan mempertimbangkan penyaduran setiap GB/T 4042. Dokumenkan untuk kebolehkesanan.
- Kira nominal dahulu.
- Gunakan sisihan dan T.
- Periksa dengan mikrometer atau palam.
- Laraskan untuk kumpulan panjang (S/N/L).
- Pastikan keserasian dengan bahagian yang sepadan.
Amalan-amalan ini meminimumkan kecacatan, sekali gus meningkatkan ketahanan dalam sistem mekanikal.
Soalan Lazim
Apakah kelas toleransi lalai untuk benang metrik?
6H untuk dalaman dan 6g untuk luaran, memberikan kesesuaian sederhana setiap GB/T 197 untuk kegunaan umum.
Bagaimana untuk mengira had diameter major luaran untuk M6x1-6g?
Maks d = 6 + es = 6 – 0.026 = 5.974 mm; min = maks – Td daripada jadual gred.
Mengapa menggunakan sisihan dalam reka bentuk benang?
Penyimpangan memastikan elaun untuk padanan, mencegah gangguan atau kelonggaran dalam pemasangan.
Bagaimana jika pitch tiada dalam jadual?
Interpolasi atau gunakan formula GB/T 197 untuk lontaran tersuai, sahkan dengan piawaian.
Bagaimanakah tempoh penglibatan mempengaruhi toleransi?
Panjang yang lebih panjang (L) mungkin memerlukan toleransi yang lebih ketat untuk mengekalkan kekuatan, seperti dalam kumpulan GB/T 197.
Bolehkah toleransi ini terpakai pada benang bersalut?
Ya, tambahkan elaun ketebalan penyaduran, biasanya 4-8 μm, laraskan had sewajarnya.
