Шероховатость поверхности и ее влияние на эксплуатационные свойства машин

После обработки на поверхности детали остаются следы в виде неровностей как в направлении главного движения, так и в направлении подачи. В результате получается шероховатость, характеристика которой зависит от многих факторов, основными из них являются: свойства обрабатываемого материала, режимы резания, геометрические показатели режущих инструментов, состояние рабочих кромок инструментов и т.д.

Высокая точность размеров, как правило, требует высокой степени шероховатости поверхности (меньше величина шероховатости). Чем меньше шероховатость поверхности, тем выше износостойкость детали; чем больше шероховатость, тем ниже антикоррозионные свойства детали.

 

Методы обеспечения заданной точности.

Необходимая точность обработки может быть достигнута следующими методами:

1. Метод пробных ходов – применяется в единичном, реже – в мелкосерийном производстве.

2. Метод автоматического получения заданного размера – применяется в серийном и массовом производстве.

Точность, надежность механизмов и машин зависят от качества обработки поверхностей составляющих их деталей и узлов.

Под шероховатостью поверхности ГОСТ 25142–82 понимается совокуп-ность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине ℓ (рис. 44 [4, с. 119]).

Числовые значения базовой длины ℓ выбираются из следующего ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25мм.

Шероховатость поверхностей обозначается числовыми значениями параметров Ra, Rz (Ra – предпочтительнее).

Диапазон колебаний: Ra – от 0,008 до 100 мкм.; Rz – 0,05 до 1600 мкм.

Высота неровностей профиля по десяти точкам – Rz: сумма средних абсолютных значений высот 5-ти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины ℓ:

                 _{5                    5}

Rz =(å ïy_piï+ å ïy_viï)/5, мкм                        (2.1)

                             ^{i = 1           i = 1}

где y_pi – величина выступа профиля, мкм;

 y_vi – величина впадины профиля, мкм.

Среднее арифметическое отклонение профиля – Ra:

           Ra = åïy_iï/n, мкм                                              (2.2)

где y_i – текущее значение отклонения профиля, мкм;

 n – количество отклонений профиля.

Структура обозначения шероховатости следующая:

 

 

При наличии в обозначении шероховатости только значения параметра применяют знак Ö без полки. Значение шероховатости указывают: для Rz после символа – Rz40; для Ra – без символа – 0,25.

Применяются также следующие обозначения шероховатости поверхности: √- для поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала (литье; ковка; штамповка объемная; прокат; волочение и т.д.)

√- для поверхности, которая образуется с удалением слоя материала: точением; фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием; травлением и т.п.

√- для поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается.

 Допуски размеров регламентируются ГОСТ25346 – 82. Допуски формы и расположения – ГОСТ 24643–81. В большинстве стандартных систем допуски размеров определяются на основе единицы допуска i, зависящей от номинального размера диаметра. Для гладких цилиндрических соединений в диапазоне Ø 1....500 мм: i = 0,5D^1/3 мкм – в общесоюзной системе ОСТ,   (2.3)

I = 0,45D^1/3 + 0,001D – в международной системе ISO,        (2.4)

где D – среднее значение номинальных размеров (мм) для данного интервала, в пределах которого допуск принимают постоянным. Для диапазона: 1¸500 мм отобрано 13 значений единиц допусков, равных ординатам средних геометрических значений интервалов: до 3; 3¸6; 6¸10; 10¸18; 18¸30; 30¸50; 50¸80; 80¸120; 120¸180; 180¸250; 250¸315; 315-400; 400-500 мм.

Каждому методу обработки соответствует определенной диапазон квалитетов точности. Квалитет характеризуется числом единиц допуска. Квалитет отражает точность технологического процесса. В ЕСДП СЭВ для размеров до 500 мм установлено 19 квалитетов: IТ 01; IТ 0 ¸ IТ 17; IТ – международный допуск ISO.

Литература: [1, с. 280-390]; [2, с. 57-69]; [3, с. 87-90; 100-123]; [4, с. 117-139].

Вопросы для самоконтроля по теме:

1. Что понимают под точностью обработки в технологии конструкционных материалов?

2. Какие квалитеты точности размеров преимущественно используются в пищевом машиностроении?

3. Что понимается под технически достижимой и экономической точностью обработки?

4. Приведите примеры погрешностей взаимного расположения обработанных поверхностей?

5. Приведите примеры отклонений от точности цилиндрической формы обработанных заготовок в осевых и радиальных сечениях.

6. Какое влияние на точность обработки оказывает размерный износ режущего инструмента?

7. Какая взаимосвязь между точностью и шероховатостью поверхности при механической обработке стальных и чугунных заготовок?

Тесты по теме:

1. Назовите методы достижения требуемой точности обработки?

1) метод образования; 2) метод пробных ходов; 3) метод приближений; 4)метод автоматического получения размеров на настроенных станках.

2.Что такое жёсткость технологической системы «СПИД»?

1) способность системы деформироваться под действием крутящего момента; 2) способность системы противостоять действию сил резания; 3) способность системы перемещаться под действием сил резания.

3.Какими параметрами характеризуется шероховатость поверхности при обработке?

1) микронеровностями; 2) волнистостью; 3) параметрами  Ra и Rz.