Раздел IV (Лекции по технологии машиностроения)
Описание файла
Файл "Раздел IV" внутри архива находится в следующих папках: Лекции по технологии машиностроения, раздел 4. Документ из архива "Лекции по технологии машиностроения", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "технология машиностроения (тм)" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "технология машиностроения (спецтехнология)" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Раздел IV"
Текст из документа "Раздел IV"
15
Раздел IV: Качество поверхности деталей машин.
Ранее было дано следующее определение: "Точность есть степень соответствия деталей и узлов машины , деталям и узлам , запроектированными конструктором".
На работоспособность машины большое влияние оказывает не только геометрическая точность выполнения размеров деталей . но и степень соответствия качества поверхности реальной детали качеству поверхности запроектированной детали ; т.о. качество поверхности - один из основных критериев точности мех-кой об-ки. Качество поверхности детали машины определяется :
- шероховатостью;
- волнистостью;
- физико-механическими св-ми поверхностного слоя,
| |
Качество поверхности 
| шероховатость | волнистость | Физико-механические св-ва |
Шероховатостью пов-ти называется совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующие рельеф поверхности деталей и рассматриваемых на базовой длине.
Под волнистостью пов-ти понимают совокупность периодически чередующихся возвышенностей и впадин, образующих неровности поверхности, у которых расстояние между смежными возвышенностями и впадинами превышает принимаемую при измерении шероховатости базовую длину
здесь: Rz - высота микронеровностей (шероховатости);
В - высота волны;
I. - шаг волны;
S - шаг микронеровностей;
l - базовая длина измерения шероховатости. Выбор базовой длины (l) определяется значением шага волнистости. Обычно базовая длина выбирается такой , чтобы она была меньше шага волны, с тем, чтобы он не влиял на результаты измерения.
Волнистость - занимает среднее положение между микронеровностями (шероховатостями) и макронеровностями (погрешностями формы). Критерием разграничения микронеровностей служит отношение шага к высоте волны:
- для микронеровностей S/Rz50;
- для волнистости L/В < 50 ... 1000;
- для макронеровностей L/В > 1000;
ГОСТом на шероховатости 2789-73 шероховатость поверхности оценивают 14-ю классами:
1 - классу соответствует самая грубая поверхность;
14 - классу соответствует самая точная;
Для количественной оценки стандартами предусмотрены следующие критерии:
1. Среднее арифметическое отклонение профиля (Rа) - среднее значение расстояний (у1,у2 ... yn) точек измеренного профиля до его средней линии:
Средняя линия - это линия, делящая измеренный профиль таким образом, что в пределах базовой длины сумма квадратов расстояний точек профиля до этой линии минимальна, т.е. 
Расстояние до средней линии (уi) суммируется алгебраически без учета знака:
или приблизительно 
2. Высота неровностей профиля по десяти точкам (Rz) - это сумма средних арифметически абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины:
3 Наибольшая высота неровностей (Rmax),
4. Средний шаг неровностей (Sm) - это среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины по средней линии.
5. Средний шаг неровностей по вершинам - среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам профиля в пределах базовой длины.
6. Относительная опорная длина профиля (tp) - отношение длины профиля к базовой длине
ГОСТом регламентированы параметры:
Ra=100 ... 0.008 мкм;
Rz=1000 ... 0.25 мкм;
Rmax=1600 ... 0.25 мкм;
Sm и S=12.5 ... 0.002 мкм
tp=10...90%
Стандарта на качество поверхности в целом еще нет.
Соотношение величин Ra и Rz
| класс шерох. | Ra | Rz | Обозначение | |
| Ra | Rz | |||
| 1 | 80...40 | 320...160 | 80 | 320 |
| 2 | 40...20 | 160...80 | 40 | 160 |
| 3 | 20...10 | 80...40 | 20 | 80 |
| 4 | 10...5,0 | 40...20 | 10 | 40 |
| 5 | 5...2,5 | 20...10 | 5 | 20 |
| 6 | 2,5...1,25 | 10..,6,3 | 2.5 | 10 |
| 7 | 1,25...0,63 | 6,3...3,2 | 1.25 | 6.3 |
| 8 | 0,63. .0,32 | 3,2...1,6 | 0.63 | 3.2 |
| 9 | 0,32. .0,16 | 1,6...0,8 | 0.32 | 1.6 |
| … . | … | … | … | … |
| … | … | … | … | … |
| 14 | 0.01 | 0.05... 0,25 | 0.01 | 0.05 |
Шкала Rz является основной при определении классов с 1 по 5 и 13,14. Шкала Rа является основной при определении классов с 6 по 12 включительно. Критерий Rа более объективно определяет шероховатость поверхности, т.к. учитывает форму профиля шероховатости. Применение Rz связано с простотой пользования этим критерием.
Методы оценки шероховатости поверхности : прямые и косвенные. Для прямой оценки применяют щуповые и оптические приборы. К щуповым приборам относятся профилографы и профилометры. К оптическим приборам относятся - двойной микроскоп и интерферометр.
Профилометры - для измерения шерховатости от 5 до 12 классы ( на методе ощупывания).
Профилографы также на ощупывании поверхности иглой с записью на профилограмме; применяются с 3 по 14 классы. Общий недостаток щуповых приборов - игла царапает поверхность детали, радиус иглы от 2 до 30 мкм не позволяет ее проникать в узкие щели. Микроинтерферометры используют для измерения 10...14 классов чистоты поверхности. Приборы основаны на принципе интерференции когерентных лучей света; прибор позволяет фотографировать интерференционную картину, т.е. искривление интерференционных полос соответственно профилю микронеровностей на рассматриваемом участке поверхности . Недостатком этих приборов - малое поле зрения.
Косвенные методы - методы сравнения и интегральные методы.
Методы сравнения - по эталонам (субъективный).
Интегральные методы - пневматические приборы (3...9 кл шероховатости, настройка по эталонам), метод истирания графитовой полочки на определенной длине.
Измерение волнистости пов-ти возможно на профилографах, но с большим радиусом закругления; можно использовать оптиметры и др. приборы.
Влияние шероховатости поверхности на эксплуатационные свойства деталей машин.
Обеспечение заданного качества машин и длительность его сохранения его во многом зависит от качества поверхностей деталей. Основная причина (80%) выхода из стоя машины - это износ рабочих поверхностей сопряженных деталей. Уменьшение износа повышает долговечность машин и сокращает расходы на ремонт.
1. влияние на изностойкость деталей. При подвижных соединениях шероховатость поверхности оказывает большое влияние на характер протекания первичного износа.
Допустимый износ
Существуют три периода протекания износа
1 зона - начальный износ (приработка);
2 зона - установившийся износ;
3 зона - усиленный (катастрофический) износ.
В период приработки (1 зона) микронеровности трущихся поверхностей вызывает местный разрыв маслянной пленки, и наиболее выступающие поверхности разрушаются путем среза, отламывания или частичного сдвига. В рез-те этого несущая поверхность увеличивается, и зазор в сопряжении возрастает. Кривые 2 и 3 характеризуют начальный износ с меньшей величиной начальной шероховатости. (Rа1>Rа2>Ra3). В этом случае величина и время первичного износа уменьшаются, а интенсивность эксплутационного износа остается той же. Как показывает опыт - в рез-те приработки устанавливается оптимальная шер-ть поверхности, почти не зависящая от исходной.
