Базров Б.М. - Основы технологии машиностроения, страница 9

Точность геометрической формы поверхности описывается с помошью трех показателей точности: макрогеометрии, волнистости и микро~сомстрии; 1) под макрогеометрическими отклонениями понимают отклонения Реальной поверхности от правильной геометрической формы в пределах габаритных размеров этой поверхности (например, отклонение плоской и всрхиости от плоскостности, поверхности кругового цилиндра, конуса, ишра от их геометрических прототипов); 2) под волнистостью понимают периодические неровности поверхпос ги, встречающиеся на участках протяженностью от 1 до 10 мм; 3) под микрогеометрическими отклонениями (микронеровностями) понимают отклонения реальной поверхности в пределах небольших ее чч;шгков, обычно размером 1мм (микрогеометрнческие отклонения наг и,пиют шероховатостью поверхности).

В качестве примера на рис. 1.2.9 показаны отклонения сечения цияиплричсской поверхности детали: отклонение диаметрального размера Ап'=1) — г1(рис. 1.2.9, а); — макрогеометрическое отклонение, когда вместо окружности профиль реальной поверхности является овалом (рис. 1.2.9, б); волнистость (рис. 1.2.9, в); шероховатость (рис.

1.2.9, г). 40 МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ЭКСПЛУАТАЦИИ Рис. 1.2.9, Погрешности детали: а — погрешность диаметра; б — погрешность формы; в — воанистостсч г — шероховатость а) б) г) Рис. 1.2.10. Показатели точности относительного положения поверхностейА и Бдетали Точность относительного положения поверхностей детали в плоскости принято оценивать с помощью расстояния и поворота (рис. 1.2.10), где положение плоскости А относительно плоскости Б оценивается с помощью размера а и угла поворота а.

Недостаток дифференциального метода оценки точности детали заключается в необходимости установления связей между всеми показателями точности. Между показателями точности детали существуют качественные и количественные взаимосвязи.

Пока можно говорить только о качественных связях, так как функциональных зависимостей, существующих между перечисленными показателями точности детали, до сих пор в общем виде не установлено. Не зная микроотклонений, трудно говорить о точности формы (в смысле макрогеометрических отклонений), так как при измерении макроотклонений в измеренную величину в качестве одного из слагаемых войдут микронеровности, если не будет предпринято специальных мер для исключения их влияния (например, при измерении погрешности макроотклонений от вершины гребешков микронеровно- стей используют измерительный Я инструмент с наконечниками, перекрывающими несколько гребешков, а и пренебрегают при зтом величиной смятия гребешков в процессе измерения).

Не зная макроотклонений поверхности, также трудно судить об отклонениях поворота одной по- КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЯ 41 и рхности относительно другой, так как при измерении этого отклонения макроотклонения будут влиять на величину измеренного отклонения. ! 1ри некоторых же формах макроотклонений поверхности практически не представляется возможности даже измерить отклонение поворота одной шесрх ности относительно другой без введения особых условий и специаяьоых методов измерения (например, относительно выпуклой поверхности Л (рис. !.2.!1, а) нельзя определить, насколько она отклоняется от оа!кшлсльности к поверхности Б, если даже последняя представляет со< я плоскость).

Если отклонение от параллельности измерять, например, с помощью уровня, то прн его непосредственной установке на отдельные участки пылуклой поверхности И остаегся неизвестным, какую величину его отклонения и на каком участке измеряемой поверхности считать за отклонениее от параллельности. Только установив по краям измеряемой поверхности детали две калиброванные плитки 1, 2 и наложив уровень на поставленную на ннх линейку 3, можно условно говорить об отклонении этой поверхности от параллельности второй поверхности, посредством которой деталь установлена на контрольной плите (рис.

1.2.11, б). Трудно также говорить о точности расстояния между двумя поверхностями, так как на измеренное отклонение оказывают влияние отклонения поворота поверхности, макро- и микроотклонения. Из изложенного следует: !) измерение точности детали должно начинаться с измерения микронсровностей, затем должны измеряться макронеровности, далее отклонения поворота поверхности и, наконец, точность расстояния или размера; а! Ряс. 1.2.11.

Влияние погрешности формы поверхности на отклонение от параллельности: а — влияние на измерение отклонения от пазазлельности положения уровня; б- измерение отклонения от параллельности с помошью линейки; ! - уровень, 2 — калиброванные плитки; 3 — линейка 42 МАШИНОСТРОИТЕЛЪНОЕ ИЗДЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ЭКСПЛУАТАЦИИ 2) допуски на расстояния и размеры поверхностей детали должны быть больше допусков на величину отклонений поворота поверхностей, которые, в свою очередь, должны быть больше допусков на макрогеометрические отклонения, а последние больше допусков на микрогеометрические отклонения.

После изготовления деталь подлежит контролю, по результатам которого устанавливается соответствие ее геометрических погрешностей допускам. Геометрическая точность конструкции изделия. Изделие выполняет свое служебное назначение посредством относительного движения или положения исполнительных поверхностей, поэтому под геометрической точностью изделия понимается степень соответствия фактической траекюрии относительного движения или положения исполнительных поверхностей заданному движению или положению, которые являются функцией точности деталей изделия. Рассмотренные выше показатели, характеризующие точность детали, целиком используются и для характеристики точности изделия. Различие заключается только в том, что у детали все показатели точности относятся к поверхностям только данной детали, у изделия же они относятся к исполнительным поверхностям, принадлежащим различным деталям изделия.

Если точность деталей влияет на точность относительного движения или положения исполнительных поверхностей изделия, то геометрическая точность конструкции всего изделия или его механизмов влияет на качество выполнения им служебного назначения. Исходя из изложенного выше, точность изделия характеризуется следующими основными показателями: 1) точностью относительного движения исгюлнительных поверхностей изделия; 2) точностью расстояний между исполнительными поверхностями или заменяющими их сочетаниями поверхностей и размеров; 3) точносгью относительных поворотов исполнительных поверхностей; 4) точностью геометрических форм исполнительных поверхностей; 5) шероховатостью исполнительных поверхностей.

1.2З.2. Качество поверхностного слоя детали Другим важнейшим показателем качества детали, обеспечивающим выполнение ею служебного назначения, и выполнение которого связано с существенными затратами при изготовлении деталей, является качество поверхностного слоя. КАЧЕСТВО ИЗДЕЛИЯ 43 Под поверхностным слоем детали понимается как сама поверхность, полученная в результате обработки, так и слой материала, непосредственно прилегающий к ней. Детали работают в разнообразных условиях. В зависимости от назначения изделия и условий его работы детали могут подвергаться коррозионному воздействию, воспринимать большие нагрузки, испытывать контактное взаимодействие с другими деталями и т.д.

Поэтому детали должны обладать контактной жесткостью, сопротивлением усталости, коррозионной стойкостью, износостойкостью и другими свойствами, во многом зависящими от качества поверхностного слоя. Например: — скорость и характер изнашивания детали в значительной степени зависят от высоты неровностей поверхности, их направления, твердости поверхностного слоя и др.; — прочность неподвижных посадок сопрягаемых деталей непосредственно связана с шероховатостью сопрягаемых поверхностей; — сопротивление усталости деталей зависит от шероховатости их поверхностей, наличия отдельных повреждений, способспзуюших концентрации напряжений и т.д. В связи с изложенным наружный слой детали„ как правило, по своим физико-химическим свойствам отличается от свойств основного материала детали.

Он формируется при изготовлении и эксплуатации и по глубине может составлять от лесятых долей микрометра до нескольких миллиметров. Поверхностный слой характеризуется геометрическими характеристиками и физико-химическими свойствами (рис. !.2. !2). Под геометрическими характеристиками поверхностного слоя понимшот макроотклонение, волнистость, шероховатость и субшероховатость [8].

Макроотклонение 1 поверхности — это неровность высотой !О '... 10 мкм на всей ее длине или ширине. ! 2 .т Рнс. 1.2.12. Схема поверхностного слои детали: 1 — макроотклоисиис; 2 — волиистостьп 3 — шероховатостги 4 — субшероховатость; 5 — алсорбироааиная зона; б — зона оксилов; 7- граничная зона материала; 8- зона материала с измененными физико-химическими свойствами 44 МА1ИИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗЛЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ЭКСПЛУАТАЦИИ Волнистость 2 поверхности — совокупность неровностей высотой примерно 1О '...10' мкм с шагом большим, чем базовая длина 1, используемая лля ее измерения.

Под терахаватастыа 3 поверхности понимают совокупность неровностей высотой 1О ...10 мкм с шагом меньшим, чем базовая длина, -2 3 используемая для ее измерения. Губтерахаватасть 4 — это субмикронеровности высотой примерно 10 ...1О мкм, накладываемые на шероховатость поверхности.