Что называют шагом неровностей профиля

Основные параметры шероховатости

Основа взаимозаменяемости. Параметры шероховатости

Поверхности деталей, обработанных на металлорежущих станках, имеют неровности, возникающие от режущего инструмента, методов и режимов обработки, материала детали, жесткости системы СПИД. При оценке таких неровностей различают шероховатость и волнистость.

Средняя линия профиля m- это базовая линия, имеющая форму номинального профиля поверхности и делящая действительный профиль так, что в пределах базовой длины ℓ сумма квадратов расстояний y_1, y _{2, …} y_n точек профиля до этой линии минимальна

Основные параметры шероховатости

Шероховатость поверхности оценивают шестью параметрами шероховатости, которые подразделяют на три группы:

высотные, связанные с высотными свойствами неровностей (R_а, R_Z, R_max),

шаговые, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля (S_m и S);

опорные, связанные с формой неровностей профиля (t_p). Отсчет ведут от единой базы – средней линии профиля m.

Основные параметры шероховатости

· Среднее арифметическое отклонение профиля Ra- среднее значение расстояний y_1, y _{2, …} y_n от точек профиля до средней линии, взятых по абсолютному значению:

| y_i|.

· Высота неровностей профиля Rz – сумма средних абсолютных значений 5 наибольших выступов и 5 наибольших впадин профиля:

· Наибольшая высота неровностей профиля Rmax – это расстояние между наивысшей точкой выступов и наинисшей точкой впадин профиля в пределах базовой длины l.

· Средний шаг неровностей Sm – среднее значение шага неровностей по средней линии «m»

S_mi.

· Средний шаг неровностей по вершинам S – среднее значение расстояний между вершинами неровностей:

S_i.

· Относительная опорная длина профиляt_Р – сумма длины отрезков b_i, отсекаемых на выступах профиля линией, эквидистантной средней линии, отнесенная к базовой длине в % :

Относительная опорная длина профиля t_p характеризует фактическую опорную площадь, от которой зависит износостойкость подвижных соединений и прочность прессовых посадок.

Выбор параметров для нормирования шероховатости производится с учетом эксплуатационных свойств поверхности:

— для циклически нагруженных деталей – Rmax, Sm и S;

— для менее ответственных деталей – Ra, (Rz). При этом предпочтение отдается параметру Ra, т.к. точнее и легче контролируется профилометрами.

Получив численное значение величины шероховатости, его приводят к ближайшей стандартной величине согласно таблице.

Источник

Шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности регламентируется следующими стандартами:

ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения; ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики;
ГОСТ 2.309-73. Обозначение шероховатости поверхностей.

Шероховатость поверхности и ее влияние на работу деталей машин

В процессе формообразования деталей на их поверхности появляется шероховатость — ряд чередующихся выступов и впадин сравнительно малых размеров.

Шероховатость может быть следом от резца или другого режущего инструмента, копией неровностей форм или штампов, может появляться вследствие вибраций, возникающих при резании, а также в результате действия других факторов.

Влияние шероховатости на работу деталей машин многообразно:

• шероховатость поверхности может нарушать характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов профиля;

• в стыковых соединениях из-за значительной шероховатости снижается жесткость стыков;

• шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие с ними различного рода уплотнения;

• неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают усталостную прочность деталей;

• шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий;

• шероховатость влияет на точность измерения деталей;

• коррозия металла возникает и распространяется быстрее на грубо обработанных поверхностях и т. п.

Параметры шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (рис. 3.13), получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью. Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами ее рассматривают в пределах базовой длины .

Базой для отсчета отклонений профиля является средняя линия профиля — линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.

ГОСТ 2789-73* установлены следующие параметры шероховатости (рис. 3.13).

где — базовая длина;

— отклонение профиля (расстояние между любой точкой профиля и базовой линией ). При дискретном способе обработки профилограммы параметр рассчитывают по формуле:

где — измеренные отклонения профиля в дискретных точках;

— число измеренных дискретных отклонений на базовой длине.

где — высота -гo наибольшего выступа профиля; — глубина -й наибольшей впадины профиля.

где — опорная длина профиля (сумма длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины).

Кроме перечисленных шести количественных параметров стандартом установлены два качественных параметра.

Нормирование параметров шероховатости поверхности

Выбор параметров шероховатости поверхности производится в соответствии с ее функциональным назначением.

Основным во всех случаях является нормирование высотных параметров. Предпочтительно, в том числе и для самых грубых поверхностей, нормировать параметр , который лучше отражает отклонения профиля, поскольку определяется по значительно большему числу точек, чем .

Параметр нормируется в тех случаях, когда прямой контроль с помощью профилометров невозможен (режущие кромки инструментов и т. п.).

Числовые значения параметров и приведены в приложении 3. Следует применять в первую очередь предпочтительные значения.

В настоящее время существует несколько способов назначения шероховатости поверхности.

Поэтому величину параметра рекомендуется назначать не более 0,33 от величины поля допуска на размер либо 0,5…0,4 от допуска расположения или формы. Если элемент детали имеет все три допуска, то следует брать допуск с наименьшей величиной.

Переход от параметра к параметру производится по соотношениям [7]:

После определения параметр округляют до ближайшего числа из ряда стандартных значений (см. приложение 3).

Пример 1

На чертеже детали задан размер

Определить параметр шероховатости .

Решение

Допуск размера . Параметр

Для нанесения на чертеже детали принимаем

Пример 2

На чертеже детали заданы

допуск радиального биения

и отклонение от цилиндричности

Определить параметр шероховатости .

Решение

Для нанесения на чертеже детали принимаем

Обозначение шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости поверхности показана на рис. 3.15.

Для обозначения на чертежах шероховатости поверхности применяют знаки, приведенные на рис. 3.16.

Числовые значения параметров шероховатости указываются после соответствующего символа, например (рис 3.16).

Обозначения шероховатости поверхности, в которых знак имеет полку, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рис. 3.17.

При указании одинаковой шероховатости для части поверхностей изделия в правом верхнем углу чертежа помещают обозначение одинаковой шероховатости и знак шероховатости в скобках. Знак в скобках означает, что все поверхности, на которых на изображении не нанесены обозначения шероховатости, должны иметь шероховатость, указанную перед скобками.

Размеры и толщина линий знака в обозначении шероховатости, вынесенном в правый верхний угол чертежа, должны быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем в обозначениях, нанесенных на изображении (рис. 3.18).

Пример указания шероховатости поверхности приведен на рис. 3.19.

При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке:

• параметр высоты неровностей профиля;

• параметр шага неровностей профиля;

• относительная опорная длина профиля. В обозначении указано (см. рис. 3.19):

Если шероховатость поверхностей, образующих контур, должна быть одинаковой, обозначение шероховатости наносят один раз в соответствии с рис. 3.20. Диаметр вспомогательного знака -4…5 мм.

В обозначении одинаковой шероховатости поверхностей, плавно переходящих одна в другую, знак не приводят, рис. 3.21.

Обозначение одинаковой шероховатости поверхности сложной конфигурации допускается приводить в технических требованиях чертежа со ссылкой на буквенное обозначение поверхности, например «шероховатость поверхности ». При этом буквенное обозначение поверхности наносят на полке линии-выноски, проведенной от утолщенной штрихпунктирной линии, которой обводят поверхность на расстоянии 0,8… 1 мм от линии контура (см. рис. 3.22).

Эта лекция взята со страницы лекций по допускам и посадкам:

Возможно вам будут полезны эти страницы:

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник

Что называют шагом неровностей профиля

1. Нормирование и методы оценки шероховатости поверхностей.

Одним из основных факторов, определяющих эксплуатационные достоинства деталей машин, является микрогеометрия (чистота их поверхности).

Шероховатость поверхности относится к категории микрогеометрии, то есть рассматривает отклонения реальных поверхностей от номинально гладких на небольших участках до нескольких квадратных миллиметров. Реальная поверхность состоит из чередующихся ориентированных или беспорядочно расположенных небольших выступов или впадин, получающихся при механической обработке вследствие копирования поверхности режущих кромок, пластической деформации поверхностного слоя материала под воздействием усилий от обрабатывающего инструмента, трения его о деталь, вибраций и т. п.

Все основные понятия, обозначения параметров и их числовые значения, необходимые для оценки шероховатости поверхности изделий (кроме деревянных или имеющих ворсистую поверхность типа фетровых, войлочных и т. п.) установлены в ГОСТ 2789-73, а в части терминов и определений – в ГОСТ 25142-82.

Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная, например, с помощью базовой длины.

Базовая длина l – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующая шероховатость поверхности.

Базовая линия проводится относительно профиля неровностей определённым образом и имеет заданную геометрическую форму. Величина шероховатости измеряется в сечении, нормальном к номинальной поверхности данного элемента детали, в направлении, при котором она имеет наибольшее значение, то есть поперёк следов обработки. Для повышения достоверности измерения сами измерения рекомендуется производить неоднократно и принимать за результат среднее значение.

Представление о реальном профиле шероховатой поверхности дают профилограммы, получаемые на различного типа профилографах в результате «ощупывания» исследуемой поверхности алмазной иглой либо путём фотографирования её на специальном микроскопе. На рис. 1. Показана схема профилограммы. Следует иметь в виду, что изображение профиля на профолографммах получается несколько утрированным в связи с тем, что увеличение по вертикали (100 … 200000) всегда больше, чем по горизонтали (10 … 10000).

Средняя линия профиля m – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведённая так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля y_i от этой линии минимально:

Приближенно средняя линия на профилограммах определяется по равенству сумм площадей, заключенных по обе стороны между ней и линией контура профилограммы (см. рис. 1):

.

Средняя линия профиля служит базой для определения числовых значений параметров шероховатости поверхности. Такая система отсчета в международной практике носит название М.

Количественная оценка шероховатости:

1. Высотные параметры;

2. Шаговые параметры.;

1.1 Наибольшая высота неровностей профиля R_max – расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

1.2 Высота неровностей профиля по десяти точкам F_Z – сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:

.

.

1.3 Среднее арифметическое отклонение профиля R_a – среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля от средней линии в пределах базовой длины:

.

2.1 Средний шаг неровностей профиля S_m – среднее значение шага неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины:

,

где S_mi – шаг неровностей, равный длине отрезка средней линии между точками пересечения её с одноименными сторонами соседних неровностей; n – число средних шагов в пределах базовой длины.

Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шагов местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины:

,

где n – число шагов неровностей по вершинам в пределах базовой длины.

Для всех трёх высотных параметров выделены предпочтительные значения

Предпочтительные значения, мкм

400; 200; 100; 50; 25; 12.5; 6.3; 3.2; 1.6; 0.8; 0.4; 0.2; 0.1; 0.05; 0.025

100; 50; 25; 12.5; 6.3; 3.2; 1.6; 0.8; 0.4; 0.2; 0.1; 0.05; 0.025; 0.012

Относительная опорная длина профиля t_p – отношение опорной длины профиля к базовой длине:

,

где p – заданный уровень сечения; b_i – значения отрезков, отсекаемых в пределах базовой длины на выступах профиля линией, эквидистантной средней линии и расположенной на заданном уровне сечения от линии выступов.

Уровень сечения p выражают в % от наибольшей высоты неровностей профиля:

,

где Р – расстояние в микрометрах между линией выступов и заданным уровнем сечения профиля.

Числовые значения t_p выбирают из ряда 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90%. Значения p могут приниматься в зависимости от R_max из того же ряда, начиная с 5%.

Величина t_p достаточно полно описывает форму неровностей профиля, что позволяет нормировать многие важнейшие эксплуатационные свойства поверхности, в частности, связанные с динамикой её изнашивания.

Наиболее часто применяют параметры R_a и R_Z. Для высотных показателей нормальные базовые длины стандартизованы:

Источник