Примечание. Подчеркнутые отклонения являются предпочтительными при нормировании параметра

ОП.18 «Технические измерения»

Гр.ТМ.18

Практическая работа №5 (22.04) – 80 мин.

Определение шероховатости поверхности

Цели занятия: Выполнить практическую работу (оформить отчёт до 27.04).

Отчёт практической работыоформить в тетрадях для практических работи сфотографировать на телефон и выслать на дистанционную почту: dist-obuchenie@mai.ru и в ВК https://vk.com/id273492704

Практическая работа №5

Тема: Определение шероховатости поверхности.

Цель работы: Научиться определять шероховатость поверхности для деталей разного назначения.

Материалы для выполнения работы:

ГОСТ 25142—82. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики;

ГОСТ 2.309—73. Шероховатость поверхности. Термины и определения;

ГОСТ 2789—73. Обозначение шероховатости поверхностей.

Описание практической работы:

Общие теоретические сведения.

 

Шероховатость поверхности регламентируется следующими стандартами:

ГОСТ 25142—82. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики;

ГОСТ 2.309—73. Шероховатость поверхности. Термины и определения;

ГОСТ 2789—73. Обозначение шероховатости поверхностей.

Шероховатость поверхности влияет 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.

ГОСТ2789—73 устанавливает следующие параметры шероховатости:

1. Среднее арифметическое отклонение профиля Rа.

2. Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz.

3. Наибольшая высота неровностей профиля Rmax.

4. Средний шаг неровностей профиля Sm. 

5. Средний шаг местных выступов S.

6. Относительная опорная длина профиля tp.

 

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 Ra, который лучше отражает отклонения профиля, поскольку определяется по значительно большему числу точек, чем Rz.

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

Числовые значения параметров Ra и Rz приведены в таблице 15 (см. приложение). Следует применять в первую очередь предпочтительные значения.

Технологический процесс изготовления детали и окончательная обработка поверхности детали определяет ее шероховатость. Параметры шероховатости поверхности при различных методах ее обработки даны в табл. 17(см. приложение).

Шероховатость (параметр Ra) связана с точностью изготовления изделия, т. е. с квалитетом табл.18 (см. приложение). Чем, меньше квалитет (уже поле допуска), тем более высокие требования к параметрам шероховатости.

 

Пример 1.

На чертеже вала проставлен размер 30р6,но отсутствует параметр шероховатости. Известно, что вал будет соединен с деталью по посадке с натягом. Выбрать параметр шероховатости и по его числовому значению назначить вид окончательной обработки вала.

 

Решение

 Согласно таблице 16 (см. приложение) назначают параметр Ra или Rz, - выбираем Ra. Для вала 6-го квалитета номинального размера 30 мм (интервал размеров «Св. 18 до 50 мм») по таблице18 (приложение) могут быть назначены три значения Ra: 1,6; 0,8 и 0,4 мкм Выбираем Ra = 0,8 мкм.Согласно табл. 17 (приложение) требования по точности и шероховатости выполняются при обтачивании и тонком шлифовании.

 

Пример 2

На чертеже детали задан размер Ø42k6 .Определить параметр шероховатости Ra.

Решение

Допуск размера I T =  + 0,018 – (+0,002) = 16 мкм (переводим в микрометры просто 18 -2 =16мкм). Параметр Rz = 0,33* I T = 0,33х16 = 5,3 мкм. Параметр Ra = 0,2 * Rz = 0,2х5,3 = 1,06 мкм. Для нанесения на чертеже детали принимаем Ra = 0,8 мкм.

Пример 3

На чертеже детали заданы Ø36k6 , допуск радиального биения ТР = 9 мкм и отклонение от цилиндричности TF = 4 мкм. Определить параметр шероховатости Ra.

Решение

Допуск размера I T = 13 мкм, допуск ТР = 9 мкм, поэтому параметр Rz = 0,5 TF = 0,5 х 4 = 2 мкм. Параметр Rа = 0,2 Rz = 0,2 х 2 = 0,4 мкм. Для нанесения на чертеже детали принимаем Ra = 0,4 мкм.

ЗАДАНИЕ:

1. Задано соединение (по варианту см. таблицу 9). Таблица 9 к примеру № 1 с таблицы выбирать свой вариант и решать по примеру 1 смотря в порядок выполнения работы по заданию 1.

Таблица 9

Варианты заданий

1, 19

2, 20

3, 21

4, 22

5, 23

6, 24

7, 25

8, 26

9, 27

Ø15

H6       p5

Ø20

H7 s6

Ø110

H6 r5

Ø90

H7 t6

Ø45

H6 s5

Ø10

H8 s7

Ø85

H7 p6

Ø50

H8 u8

Ø72

H7 r6

Варианты заданий

10, 28

11, 29

12, 30

13, 31

14, 32

15, 33

16, 34

17, 35

18, 36

Ø75

H7 t6

Ø30

H8 s7

Ø130

H9 u8

Ø80

H7 s6

Ø12

H7 r6

Ø28

H7 p6

Ø35

H6 s5

Ø60

H6 r5

Ø48

H6       p5

 

2. На чертеже задан размер (см. по варианту таблицу 10). Определить параметр шероховатости Rа по расчетным формулам.

Таблица 10 к примеру № 2 с таблицы выбирать свой вариант и решать по примеру 2 смотря в порядок выполнения работы по заданию 2.

Таблица 10

Варианты заданий
1,7,13,19,25	2,8,14,20,26	3,9,15,21,27	4,10,16,22,28	5,11,17,23,29	6,12,18,24,30
Ø25	Ø15	Ø30	Ø45	Ø64	Ø85

3.По варианту задан размер детали, допуск формы и расположения. Определить параметр шероховатости Rа по расчетным формулам (см. таблицу 11).

 Таблица 11 к примеру № 3 с таблицы выбирать свой вариант и решать по примеру 3 смотря в порядок выполнения работы по заданию 3.

Таблица 11

Варианты	Соединение	Допуск формы, мкм			Допуск расположения, мкм
		плоскостноть	круглость	цилиндричность	соосность	перпендикулярность	торцовое биение
1,7,13,19,25	Ø32	12				20
2,8,14,20,26	Ø36		6		25
3,9,15,21,27	Ø70			40			100
4,10,16,22,28	Ø55	10				16
5,11,17,23,29	Ø18		6		10
6,12,18,24,30	Ø50			16			25

 

4.Подробно записать решение своего варианта по всем пунктам выполнения работы.

Порядок выполнения работы:

Задание 1.

1. Выписав по своему варианту задание, по таблице 4 (см. приложение) по системе отверстия и основному отверстию для заданного поля допуска вала определить характер соединения.

2. Для выбранного соединения по таблице 16 (см. приложение) выбрать параметр шероховатости.

3. Для отверстия и вала заданного квалитета и номинального размера по таблице 18 (см. приложение) выбрать числовое значение Rа, по которому (см. таблицу 17- приложение) назначить вид окончательной обработки отверстия и вала.

Задание 2.

Решать по образцу примера 2, для нанесения на чертеже принимать предпочтительное значение Rа по таблице 15 приложения.

Задание 3.

Решать по образцу примера 3, окончательным ответом принимать предпочтительное значение Rа по таблице 15 приложения.

 

Контрольные вопросы:

 

1. Какими стандартами регламентируется шероховатость поверхности?

2. Как влияет на работу деталей машин шероховатость поверхности?

3. От чего зависит выбор параметров шероховатости поверхности?

4. Какие параметры являются основными при выборе шероховатости поверхности?

 

Список используемой литературы:

 

1. Димов Ю.В.. Метрология, стандартизация и сертификация. Питер, 2004.

2. Никифоров А.Д., Бакиев Т.А.. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Высшая школа, 2005.

3. Анухин В.И.. Допуски и посадки. Питер, 2005.

4. И.М.Белкин Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости) Москва «Машиностроение», 1992.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Шероховатость поверхности (ГОСТ 2789—73)

                                                                                                                                 Таблица 15.   

	Среднее арифметическое профиля мкм отклонение		Rа,мкм
100	10.0	1.00	0.100	0.010
80	8.0	0.80	0.080	0.008
63	6.3	0.63	0.063
50	5.0	0.50	0.050
40	4.0	0.40	0.040
32	3.2	0.32	0.032
25	2.5	0.25	0.025
20	2.0	0.20	0.020
16.0	1.60	0.160	0.016
12.5	1.25	0.125	0.012

 

	Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz, мкм
	1000	100	10.0	1.00	0.100
	800	80	8.0	0.80	0.080
	630	63	6.3	0.63	0.063
	500	50	5.0	0.50	0.050
	400	40	4.0	0.40	0.040
	320	32	3.2	0.32	0.032
	250	25.0	2.5	0.25	0.025
	200	20.0	2.0	0.20
1600	160	16.0	1.60	0.160
1250	125	12.5	1.25	0.125

Примечание. Подчеркнутые отклонения являются предпочтительными при нормировании параметра.

 

Выбор параметров шероховатости в зависимости от эксплуатационных свойств поверхности детали Таблица 16..                                                                                              

Квалитет	Условия работы поверхности детали.	Параметры шероховатости
h5	Испытывают трение скольжения и качения, подвержены изнашиванию, должны быть изно­состойкими.	Rа (Rz), tp.
h6	Испытывают контактные напряжения, должны иметь высокую контактную жесткость и прочность.	Rа (Rz), tp.
h7	Испытывают переменные нагрузки, должны иметь виброустойчивость и прочность при цик­лических нагрузках.	Rmax, Sm (S).
h8	Образуют герметичные соединения деталей.	Rа (Rz), tp.
h9	Образуют неподвижность соединенных деталей, например в соединениях с натягом.	Rа (Rz)

 

 Шероховатость поверхности при различных методах обработки.                       Таблица17

Параметры шерохова-тости Rа,мкм	Наименование поверхности изделия	Метод обработки
50 – 25	Вал	Черновое обтачивание.
12,5 - 6,3	Зубчатое колесо Шлицевой вал (Отверстие)	Зубонарезание модульной фрезой.     Предварительное шлицефрезерование. Черновое растачивание.
12,5 - 3,2	(Отверстие) (Плоская) Вал	Сверление и растачива­ние. Черновое торцовое фре­зерование. Получистовое обтачива­ние
6,3 - 3,2	Зубчатое колесо (Отверстие)	Зубонарезание червячной фрезой. Черновое зенкерование.
6,3 - 1,6	(Плоская)   (Отверстие)	Шабрение, чистовое торцовое точе­ние, чистовое строгание. Получистовое растачи­вание
3,2 - 1,6	Зубчатое колесо Шлицевой вал	Зубонарезание долбяками. Предварительное шлифование.
3,2 - 1,25	(Отверстие) (Плоская)	Чистовое зенкерование. Черновое протягивание.
2,5 -1,25 2,5 – 1 2.5 – 0,8 2,5 – 0,63 1,6 – 0,8	(Отверстие) Вал. » (Плоская) Шлицевая втулка	Черновое развёртыва­ние. Предварительное шлифование. Чистовое обтачивание. Шабрение от себя. Шлицепротягивание.
1.25 – 0,63 1.25 – 0,32 1,25 – 0,2 1 – 0,2	(Отверстие) » Вал (Плоская)	Ч истовое развертывание. Чистовое протягивание. Чистовое шлифование. Тонкое фрезерование.
1 – 0,32	Шлицевой вал Зубчатое колесо	Обкатывание шлицев. Обкатывание зубьев.
0,8 – 0.2 0,8 – 0,1 0,63 – 0,32 0,32 – 0,08 0,25 – 0,05 0,25 – 0,04 0,16 – 0,02	(Отверстие) Вал (Отверстие) » Вал (Отверстие) »	Тонкое растачивание. Тонкое обтачивание. Тонкое развертывание. Тонкое шлифование. То же Тонкое хонингование. Притирка.

 

  Минимальные требования к шероховатости поверхности (по параметру Rа, мкм) в зависимости от допусков размера.                                                                   Таблица 18.                      

Допуск размера	Номинальные размеры, мм				Допуск размера	Номинальные размеры, мм
	до 18	18 до 50	50 до120	Св.120		до 18	18 до 50	50 до120	Св.120
IТ5	0,4	0,8	1,6	1,6	IТ8	1,6	3,2	3,2	3,2
	0,2	0,4	0,8	0,8		0,8	1,6	3,2	3,2
	0,1	0,2	0,4	0,4		0,4	0,8	1,6	1,6
IТ6	0,8	1,6	1,6	3,2	IТ9	3,2	3,2	6,3	6,3
	0,4	0,8	0,8	1,6		1,6	3,2	3,2	6,3
	0,2	0,4	0,4	0,8		0,8	1,6	1,6	3,2
IT7	1,6	3,2	3,2	3,2	IТ10	3,2	6,3	6,3	6,3
	0,8	1,6	1,6	3,2		1,6	3,2	3,2	6,3
	0,4	0,8	0,8	1,6		0,8	1,6	1,6	3,2