Содержание
- Шероховатость поверхности
- Основные параметры шероховатости
- Обозначение шероховатости при шлифовке валов etc
- Достижимые параметры шероховатости при шлифовании валов
- Шлифовка валов у нас
- В чем измеряется шероховатость поверхности
- Обозначение шероховатости поверхности
- Средства измерения шероховатости поверхности
- Еще немного об измерении
- Приборы контактного действия
- Методы и приборы для измерения шероховатости
- Принципы выбора типоразмера техники для измерения шероховатости
- Приборы для измерения шероховатости. Профилометры, профилографы и их модификации
- Измерители шероховатости поверхности (Профилометры)
Шероховатость поверхности
Шероховатость поверхности регламентируется следующими стандартами:
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;
Горячекатаный профиль что это такое• 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).
- Среднее арифметическое отклонение профиля — это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
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.
- Высота неровностей профиля по десяти точкам — сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:
где — высота -гo наибольшего выступа профиля; — глубина -й наибольшей впадины профиля.
Как улучшить профиль лица или Зависимость эстетики лица от положения зубов- Наибольшая высота неровностей профиля — расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины (см. рис. 3.13).
- Средний шаг неровностей профиля — среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (см. рис. 3.13).
- Средний шаг местных выступов — среднее значение шагов местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины (см. рис. 3.13).
- Относительная опорная длина профиля — отношение опорной длины профиля к базовой длине:
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.
- Способ обработки. Указывается в том случае, когда шероховатость поверхности следует получить только определенным способом.
- Тип направлений неровностей. Выбирается из табл. 3.11. Указывается только в ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или сопряжения.
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.
- Имеются рекомендации [10] по выбору числовых значений для наиболее характерных видов сопряжений, часть которых приведена в табл. 3.12.
- Шероховатость устанавливается стандартами на детали и изделия, а также на поверхности, с которыми они сопрягаются, например требования к шероховатости поверхностей под подшипники качения (табл. 3.13).
- Когда отсутствуют рекомендации по назначению шероховатости поверхности, ограничения шероховатости могут быть связаны с допуском размера , формы или расположения . Большинство геометрических отклонений детали должно находиться в пределах поля допуска размера (рис. 3.14).
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]:
Чем отличается фас от анфас. Как это по-русски? Снимок анфас — или в анфасПосле 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
Параметр
Для нанесения на чертеже детали принимаем
Пример 2
На чертеже детали заданы
допуск радиального биения
Шабрение (шабровка) металла – точное выравнивание поверхностии отклонение от цилиндричности
Определить параметр шероховатости .
Решение
Допуск размера
допуск
поэтому параметр
Параметр
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):
- Среднее арифметическое отклонение профиля не более 0,1 мкм на базовой длине (в обозначении длина не указана, так как соответствует значению, определенному стандартом для данной высоты неровностей).
- Средний шаг неровностей профиля должен находиться в пределах от 0,063 мм до 0.04 мм на базовой длине .
- Относительная опорная длина профиля на 50% уровне сечения должна находиться в пределах 80 ± 10% на базовой длине .
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:
Допуски и посадки: ГОСТы и особенности применения
Возможно вам будут полезны эти страницы:
| Допуски формы и расположения поверхностей деталей под подшипники качения |
| Допуски формы и расположения у подшипников скольжения |
| Построение и расчет размерных цепей |
| Выполнение чертежей деталей машин: особенности и правила |
|
Наше предприятие вот уже почти четверть века предоставляет в Санкт-Петербурге разнообразные услуги по металлообработке, в том числе шлифовку валов и других деталей, изготавливая их по чертежам Заказчика или образцам. С нашими возможностями в шлифовании валов и иных деталей Вы можете ознакомиться здесь. Просто, пришлите нам чертежи по электронной почте или факсу!
Основные параметры шероховатости
Под шероховатостью поверхности детали понимают числовое отображение величины микронеровностей поверхности в микронах, показывающее отклонение от идеальной поверхности.
В основном используются 2 параметра шероховатости поверхности:
- Ra. Среднеарифметическое отклонение профиля.
- Rz. Высота неровностей профиля по 10 экстремальным точкам.
Приблизительное соотношение этих параметров Вы можете увидеть в этой таблице:
В этой же таблице Вы можете увидеть приблизительное соотношение используемых сейчас параметров шероховатости с использовавшимися ранее показателями класса шероховатости и группы чистоты («треугольники»).
На практике, как правило, грубую обработку обозначают параметром Rz320-20, более тонкую – Ra2,5-0,025 (еще более тонкую тоже принято обозначать параметром Rz0,1-0,025).
Значения шероховатостей для обозначения на чертежах выбирают из стандартизованного ряда:
Выбор значения шероховатости довольно тесно связан с точностью изготавливаемого изделия — его квалитетом, а так же с особенностями посадки с сопряженной деталью.
Обозначение шероховатости при шлифовке валов etc
Обозначение шероховатости при шлифовании валов и иных деталей многократно изменялось:
С 2012 года указание «Ra» под знаком шероховатости обязательно. Ранее, если, например, при шлифовке вала, мы видели над знаком шероховатости только число 0,32, по умолчанию предполагалось, что это обозначение разумеет под собой Ra0,32.
Знаком а обозначают шероховатость, метод получения которой конструктор не определяет. Знаком б обозначают поверхности, которые необходимо обработать со снятием слоя металла (фрезерованием, шлифовкой и т.п.). Поверхности, обозначаемые знаком в, получаются без снятия слоя металла (ковкой, литьем и т.д.).
Таким знаком обозначают шероховатость одинаково обрабатываемых поверхностей, составляющих замкнутый контур (например, все грани параллелепипеда).
Поверхности с необозначенной шероховатостью должны быть выполнены с шероховатостью, обозначаемой в правом верхнем углу чертежа.
Достижимые параметры шероховатости при шлифовании валов
При предварительной шлифовке валов и иных деталей, обычно, достигают параметров шероховатости Ra2,5-1,25.
При чистовом шлифовании валов достигаются параметры Ra0,63-0,16.
Шлифовка валов у нас
Вы можете осуществить на нашем предприятии не только шлифовку валов и шлифование других деталей, но и воспользоваться широким спектром услуг по металлообработке на заказ по чертежам Заказчика или образцам. Вам надо, просто, позвонить или прислать свои чертежи по факсу или мейлу!
- допуски;
- посадки;
- допуски на форму и расположение.
В чем измеряется шероховатость поверхности
Шероховатость поверхности измеряется в микрометрах (1 мкм = 0,001 мм) и оценивается обычно по двум параметрам Rz и Ra.
Rz — это высота неровностей профиля по 10 точкам в то время как Ra — это среднее арифметическое отклонение профиля.
Примерное соответствие этих параметров друг другу с привязкой к классу чистоты шероховатости поверхности смотрите в таблице приведенной ниже:
| Класс чистоты поверхности | Среднеарифметическое отклонения профиля Ra, мкм | Высота неровностей Rz, мкм | Базовая длина l, мм |
| не более | |||
| 1 | 80 | 320 | 8 |
| 2 | 40 | 160 | 8 |
| 3 | 20 | 80 | 8 |
| 4 | 10 | 40 | 2,5 |
| 5 | 5 | 20 | 2,5 |
| 6 | 2,5 | 10 | 0,8 |
| 7 | 1,25 | 6,3 | 0,8 |
| 8 | 0,63 | 3,2 | 0,8 |
| 9 | 0,32 | 1,6 | 0,25 |
| 10 | 0,16 | 0,8 | 0,25 |
| 11 | 0,08 | 0,4 | 0,25 |
| 12 | 0,04 | 0,2 | 0,25 |
| 13 | 0,02 | 0,1 | 0,08 |
| 14 | 0,01 | 0,05 | 0,08 |
Обозначение шероховатости поверхности
Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.
Читайте также: Гибка листового металла по радиусу
Структура обозначения шероховатости поверхности включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.
Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.
Средства измерения шероховатости поверхности
Шероховатость поверхности можно измерить двумя способами:
- Визуальный метод сравнения поверхности с эталоном (сравнение на ощупь)
- Прибором для измерения шероховатости
Для экспресс оценки в машиностроительной, ремонтной и приборостроительной отраслях промышленности, где допускаются отклонения от проектной величины, как правило, используют визуальный метод сравнения. В качестве эталонов используют образцы шероховатости, полученные различными способами обработки и имеющие заранее известное значение шероховатости.
Для более точного измерения шероховатости поверхности, в местах где требуется строгое соответствие проектным величинам, применяют специальные приборы: профилометры или профилографы. С помощью профилографа получают так называемую профилограмму, которая требует дополнительной расшифровки, в то время как профилометр сразу показывает точное значение неровности по заданным параметрам. Существуют как портативные профилометры применяемые в «полевых» условиях, так и стационарные приборы, которые используются в метрологических лабораториях для непосредственной калибровки эталонов шероховатости, а так же в учебных целях.
Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что контроль поверхности важно проводить в тех случаях, когда необходимо износостойкость, антикоррозийную стойкость и исключить возможность появления поверхностных трещин от усталости металла. Иногда низкий уровень шероховатости нужно получить не только для технических характеристик детали, но и для ее эстетического вида.
Еще немного об измерении
Параметры шероховатости поверхности определены в серии ISO 25178. Результирующие значения: Sa, Sq, Sz… Многие оптические измерительные приборы способны измерять шероховатость поверхности по площади. Измерения площади также возможны с помощью контактных систем. Многократные, близко расположенные 2D-сканирования взяты из целевой области. Затем они сшиваются в цифровом виде с использованием соответствующего программного обеспечения, в результате получается трехмерное изображение и соответствующие параметры шероховатости.
Приборы контактного действия
Принципиальная схема контактного профилометра с индуктивным преобразованием сигнала включает в себя:
- Щуп с алмазным наконечником.
- Преобразователь.
- Механизм перемещения щупа.
- Усилитель электрического сигнала.
- Аналогово-цифровой преобразователь.
- Дисплей, либо стрелочный индикатор.
- Датчики обратной связи, управляющие движением щупа.
- Реле времени.
- Переключатель диапазонов измерения.
Типовым представителем этого класса измерительной техники считается профилометр модели 296, которым можно замерить шероховатость плоских поверхностей. Основные технические характеристики устройства приведены ниже:
Измеритель типа 296 и им подобные (например, модели 130) из-за больших габаритов позволяют определять шероховатость изделий в условиях цеховых лабораторий.
Профилометром портативного типа, который работает по тому же принципу, является российский прибор модели ТR-100, включающий в себя пьезоэлектрический преобразователь. Он позволяет контроль шероховатости, если деталь имеет не только плоские, но и на выпуклые/вогнутые поверхности. Калибровка показаний для готовности прибора к работе производится узлом, встроенным в основную схему. ТR-100 обладает увеличенным диапазоном (0,05…50 мкм), но при тех же значениях производительности отличается несколько меньшей точностью — ±12 %.
Методы и приборы для измерения шероховатости
Существуют два основных метода, позволяющих определить шероховатость поверхности изделия — оптический и механический.
Механический метод (щуповой) основан на работе специального прибора профилометра. Это достаточно дорогое и хрубкое устройство. Одно из его недостатков – это непосредственный контакт с поверхностью. Это может привести к появлению царапин на поверхности исследуемой детали, а в результате прибор может неточно оценить наличие шероховатостей.
Оптический метод позволяет исследовать поверхность бесконтактным способом. Такие устройства считывают информацию о наличии шероховатости благодаря отражению света от поверхности детали. При чем, считанная информация автоматически обрабатывается с помощью компьютера. Реализация оптических методов не требует больших финансовых вложений, высокой точности, каких-либо сложных оптических или механических устройств. Обработка данных компьютером существенно ускоряет процесс, поэтому оптические методы измерения шероховатости могут быть применены в условиях непрерывного производства.
Читайте также: Основные варианты покрытия украшений из серебра золотом
Ниже представлена работа двух приборов, использующих оптические методы для измерения шероховатости:
- Принцип работы прибора I
Это устройство использует в своей работе метод микроинтерференции. При измерении на шероховатой структуре поверхности образуются помехи. Направление шероховатых участков совпадает с направлением помех. Если диапазон частот этих помех совпадает с частотой встречаемости шероховатостей, свет отражается от неровностей, показывая минимальную и максимальную интенсивность. Благодаря изменению диапазона частоты помех и синхронного измерения интенсивности светового отражения от неровной поверхности можно получить интерференционную картину шероховатости, ориентируясь на максимальную или минимальную интенсивность светового отражения.
- Принцип работы прибора II
Это устройство использует в своей работе метод светового сечения. Световой луч из точечного источника скользит по неровной поверхности и отражается от нее. С помощью отраженного светового луча можно определить размер и распространение неровностей. Для определения размера шероховатостей необходимо сравнить интенсивность светового отражения в зеркальном и любом другом направлениях.
Принципы выбора типоразмера техники для измерения шероховатости
Для более точной оценки, причём отдельно по показателям Rz и Ra, используются стационарные устройства контактного способа действия. Шероховатость поверхности из твёрдых материалов (например, из высокоуглеродистых сталей) целесообразно определить профилометрами, оснащёнными алмазным щупом. Результаты удобно фиксировать либо программным способом на компьютере, либо распечаткой на бумажный носитель. По анализу результатов измерений можно вносить необходимые коррективы в технологический процесс изготовления деталей.
Для оперативной оценки качества обработки непосредственно на месте (для крупных деталей) полезнее переносные профилометры. Полученные ими данные являются основой для внесений изменений в настройку станков и систем их ЧПУ.
Следует отметить, что профилометры всех типов периодически должны подвергаться поверке, содержание и периодичность которой устанавливается МИ 1850-88.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Приборы для измерения шероховатости. Профилометры, профилографы и их модификации
Параметры шероховатости поверхности – один из самых важных показателей качества продукции, работающей с большим износом. Шероховатость – это одна из самых важных эксплуатационных характеристик движущихся механизмов, изделий, двигателей внутреннего сгорания. Именно от шероховатости зависит коэффициент трения, коррозионная стойкость, износостойкость, и другие механические характеристики деталей. Таким образом, на поверхностях рабочих деталей постоянно происходят процессы, которые могут оказывать на них негативное влияние. К таким процессам относят: появление трещин, механический износ, обуславливаемый трением, эрозия, коррозия металла, смятие, появление заусенцев. Такие дефекты могут оказывать даже большее негативное влияние на работу всего механизма, чем деформация тел, в результате перегрева или гидроудара. Кстати, перегрев может возникать и от усиленного трения, в том числе, вызванного повышенной шероховатостью.
Если придать поверхности некоторые микрогеометрические свойства, то можно повысить сопротивляемость детали различным внешним воздействиям, и тем самым, улучшить параметры прочности и надежности.
Значения параметров поверхности детали, которые смогли бы обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики, можно повысить путём технологической обработки поверхности – т.е. шлифования. Измерить качество уже обработанной поверхности можно при помощи приборов, измеряющих шероховатость: профилометра и профилографа.
Отметим, что разница в техническом устройстве и принципе действия у данных приборов невелика. Отличаются они, по-сути, только способом предоставления результатов. Профилометр отображает значения измеряемого параметра шероховатости на специальном индикаторе (встроенном дисплее или шкале). Профилограф, в свою очередь, представляет результаты измерений в конце всей процедуры в виде графика – так называемой профилограммы, которая представляет собой кривую линию. Профилограмма, обычно, нуждается в анализе и расшифровке.
Измерители шероховатости поверхности (Профилометры)
Шероховатость поверхности — совокупность неровностей на поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Шероховатость измеряется в микрометрах. Шероховатость относится к микрогеометрии твёрдого тела и определяет его основные эксплуатационные свойства: прочность, герметичность(в случае соединений), износостойкость и внешний вид. При проектировании деталей машин обязательно указывается шероховатость поверхности на чертежах и в технологических картах.Исходная шероховатость является следствием технологической обработки поверхности материала: сверление, точение, фрезерование, зенкерование, шлифование.В результате изнашивания параметры шероховатости, обычно, изменяются и образуется эксплуатационная шероховатость.
Для измерения неровностей поверхности широко используются контактные приборы- профилометры. Измерители шероховатости поверхности предназначены для измерений в лабораториях и цехах машиностроительных и приборостроительных производств, а также в полевых условиях. Измерение параметров шероховатости производится по системе средней линии в соответствии с ГОСТ 2789-73. Этот стандарт нормирует типы и направления неровностей и общие указания по установлению требований к шероховатости. Стандарт не распостраняется на шероховатость ворсистых и других поверхностей, характеристики которых делают невозможным нормирование шероховатости. Стандарт также не распостраняется на дефекты поверхности, являющиеся причиной случайных повреждений или дефекты материала( трещины, раковины). При контроле шероховатости влияние дефектов поверхности должно быть исключено.При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности, к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.Портативный измеритель шероховатости контактного типа имеет датчик, тонкая игла которого выполнена из твердого материала. В процессе измерения алмазная игла перемещается вдоль измеряемой поверхности, огибая все неровности этой поверхности. Игла жестко соединена с электронным датчиком, который преобразует перемещение иглы в вертикальной плоскости в электрический сигнал. Электрические сигналы, полученные от датчика,позволяют получить следующие основные параметры шероховатости: Ra, Rz,Рmax.
Измерители шероховатости различаются по количеству измеряемых параметров. диапазону измерений и точности измерений. Одними из самых популярных приборов для измерения шероховатости поверхности являются профилометры компании TIME Group Inc: измеритель шероховатости TR100, измеритель шероховатости TR200.Измеритель шероховатости Time TR 110 отличается доступной ценой и портативными размерами. Измеритель шероховатости Time TR 210 позволяет измерять 4 основных параметра шероховатости. Чем выше стоимость прибора, тем больше параметров измеритель шероховатости может измерить или рассчитать математически.
ли со статьей или есть что добавить?