![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тема 5 Волнистость и шероховатость поверхностей
Шероховатость поверхностей. Основные понятия. Понятие оптимальной шероховатости. Причины, вызывающие шероховатость поверхностей. Параметры шероховатости. Обозначение шероховатости на чертежах. Литература: 1, с.144-165; 2, с.171-203.
Методические указания. Шероховатость поверхностей. Основные понятия. Понятие оптимальной шероховатости Реальная поверхность, ограничивающая деталь, в отличие от номинальной − геометрически правильной и гладкой − имеет сложный профиль, характеризующийся микро- и макрогеометрией. К микрогеометрии реальной поверхности относят шероховатость и волнистость. Следует отметить, что чем меньше шероховатость, тем поверхность обладает большей противокоррозионной стойкостью. (Например, поверхность, обработанная драчевым напильником больше подвержена коррозии, чем поверхность, отполированная наждачной бумагой; поверхность после обдирки черновым резцом также больше подвержена коррозии, чем поверхность, полученная после шлифования). Но не всегда на всех поверхностях должна иметь место минимальная шероховатость, в зависимости от условий работы деталей при конструировании устанавливаются определённые предельные отклонения величины параметра шероховатости. Существует понятие оптимальной шероховатости детали. Существуют механизмы, в которых работающие поверхности должны иметь высокое значение шероховатости. (Например, стенки цилиндра внутреннего сгорания поршневого цилиндра, должны иметь оптимально высокое значение шероховатости для обеспечения равномерности смазки, которая в процессе работы будет распределена в микровпадинах поверхности). Оптимальная шероховатость поверхности детали − это такое значение шероховатости, которое позволяет обеспечить качественную работу узла механизма или всего механизма в целом и при этом процесс получения данной шероховатости поверхности должен быть экономически оправдан. Шероховатостью поверхности согласно ГОСТ 25142-82 (СТ СЭВ 1156-78) называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины. Базовая длина L − длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Базовая линия (поверхность) − линия (поверхность) заданной геометрической формы, определённым образом проведённая относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности.
Причины, вызывающие шероховатость поверхностей Шероховатость является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали, возникающей вследствие образования стружки, копирования неровностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания с поверхности частиц материала и других причин. Причины, вызывающие шероховатость поверхности: 1 Режим обработки; 2 Химический состав и микроструктура обрабатываемого материала; 3 Условия охлаждения и смазки режущего инструмента; 4 Конструкция, геометрия и режущая способность инструмента; 5 Тип и состояние оборудования; 6 Тип и состояние вспомогательного инструмента и приспособления. ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ Параметры и характеристики шероховатости устанавливает ГОСТ 2789-73. Указанный ГОСТ не распространяется на шероховатость ворсистых материалов (фетр и др.) и не учитывает такие дефекты поверхностей, как трещины, раковины и т.п. Стандарт устанавливает для количественной оценки шероховатости шесть параметров: три высотных (Ra, Rz, Rmax), два шаговых (Sm, S) и параметр относительной опорной длины профиля (tp). Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля m. Для определения шероховатости выбирается участок длиной l, другие неровности (например, волнистость), имеющие шаг больше L не учитывают. Базовая длина L − длина базовой линии, на которой определяют численные значения параметров шероховатости поверхности. Базовая длина задаётся в мм. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда: 0, 01; 0, 03; 0, 08; 0, 25; 0, 8; 2, 5; 8; 25 мм.
Рисунок 4 − Профилограмма и основные параметры шероховатости поверхности
Согласно ГОСТ 2789-73, который полностью соответствует международной рекомендации по стандартизации ИСО p 468, шероховатость поверхности изделий независимо от материалов и способов изготовления можно оценивать одним или несколькими параметрами: Ra, мкм − среднее арифметическое отклонение профиля − среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля от средней линии yi в пределах базовой длины. Ra = Rz, мкм − высота неровностей профиля по десяти точкам − сумма средних абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов Himin и пяти наибольших максимумов Himax профиля в пределах базовой длины. Rz = Rmax, мкм − наибольшая высота неровностей профиля − расстояние между линиями выступов и впадин профиля в пределах базовой длины. Sm, мм − средний шаг неровностей профиля. Smi − длина отрезка средней линии, пересекающая профиль в трёх соседних точках. Sm = S, мм − средний шаг местных выступов профиля (по вершинам). Si − длина отрезка средней линии между проекциями на неё двух наивысших точек соседних выступов профиля. tp, % − относительная опорная длина профиля − отношение опорной длины профиля к базовой длине. tp = bp/ L bp − опорная длина профиля − сумма длин отрезков bi, отсекаемых на заданном уровне p в материале профиля линией, эквидистантой средней линии m в пределах базовой длины L. bp = p − уровень сечения профиля − расстояние между линией выступов и линией, пересекающей профиль эквидистантной линии выступов профиля. Уровень сечения профиля p выражается в процентах от Rmax и выбирается из ряда: 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90. Относительная опорная длина профиля tp, (%) выбирается из ряда: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90. В зависимости от способа изготовления детали (рисунок 2, таблица 1), её поверхности могут иметь различную шероховатость.
Рисунок 5 − Шероховатость поверхностей в соответствии со способом её обработки
Таблица 6 − Шероховатость поверхностей в соответствии со способом её обработки
Продолжение таблицы 6
Таблица 7 − Размеры шероховатости поверхности (ГОСТ 2789-73)
Шероховатость поверхностей следует оценивать одним или несколькими параметрами, исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Для поверхностей, работающих в условиях трения, скольжения и качения, подверженных износу следует задавать параметры Ra или Rz, tp и направление неровностей. При выборе параметров Ra или Rz следует учитывать, что параметр Ra даёт более полную оценку шероховатости (Rz ≈ 4Ra). Для поверхностей, испытывающих контактные напряжения следует задавать параметры Ra или Rz, tp. Для поверхностей, где необходимо обеспечить относительную неподвижность соединённых деталей следует задавать параметры Ra или Rz. Для поверхностей, испытывающих переменные нагрузки следует задавать параметры Rmax, Sm или S и направление неровностей. Для поверхностей, образующих герметичные соединения следует задавать параметры Ra или Rz, tp.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ НА ЧЕРТЕЖАХ
Согласно ГОСТ 2.309-73 шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей детали, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции. Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рисунке 6.
Рисунок 6 - Структура обозначения шероховатости
В дополнение к количественным параметрам шероховатости стандарт допускает нормирование качественной характеристики − направления неровностей. Таблица 8 − Направление неровностей поверхностей (ГОСТ 2.309-73)
Таблица 9 − Условные обозначения шероховатости поверхности
Продолжение таблицы 9
Рисунок 7 − Пример простановки шероховатости на чертеже
Вопросы для самоконтроля
1. Параметры для нормирования шероховатости поверхностей и их краткая характеристика. 2. Способы задания продельных значений нормируемых параметров шероховатости поверхности и направления неровностей.
|