Параметры оценки и измерение шероховатости поверхности

Содержание.

1 Введение

2 Определения и основные понятия.

3 Параметры оценки и измерение шероховатости поверхности.

4 Влияние качества поверхности на эксплуатационные

свойства деталей    

машин.

5 Методы и средства оценки шероховатости.

6 Зависимость шероховатости поверхностей и точности от

видов обработки.

7 Список литературы.

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение - важнейшая отрасль промышленности. Его продукция - машины различного назначения поставлятся всем отраслям народного хозяйства.

Весьма актуальна проблема повышения и технологического обеспечения точности в машиностроении. Точность в машиностроении имеет большое значение для повышения эксплуатационных качеств машины и технологии их производства. Решение вопросов точности должно решаться комплексно. Так повышение точности механической обработки снижает трудоемкость сборки в результате устранения пригоночных работ и обеспечения взаимозаменяемости деталей изделия. Особое значение имеет точность при автоматизации производства. С развитием автоматизации производства проблема получения продукции высокого качества становится все более актуальной. Ее решение должно базироваться на глубоком исследовании технологических факторов.

Из изложенного выше следует, что установление заданной точности - от-ветственная задача конструктора. Точность должна назначаться на основе анализа условий работы машины с учетом экономики ее изготовления и последующей эксплуатации.

2 Определения и основные понятия

Эксплуатационные свойства деталей машин и долговечность их работы в значительной степени зависят от состояния их поверхности.

В отличие от теоретической поверхности деталей, изображаемых на чертеже, реальная поверхность всегда имеет неровности различной формы и высоты, образующиеся в процессе обработки.

Высота, форма, характер расположения и направление неровностей поверхностей обрабатываемых заготовок зависят от ряда причин:

режима обработки, условий охлаждения и смазки режущего инстру­мента, химического состава и микроструктуры обрабатываемого ма­териала, конструкции, геометрии и режущей способности инстру­мента, типа и состояния оборудования, вспомогательного инструмента и приспособлений.

Различают следующие отклонения от теоретической поверхности:

макрогеометрические, волнистость и микрогеометрические.

Макрогеометрические отклонения — единич­ные, не повторяющиеся регулярно отклонения от теоретической формы поверхности, характеризующиеся большим отношением протяженно­сти поверхности L к величине отклонения h, которое больше 1000.

Макрогеометрические отклонения характеризуют овальность, конусообразность и другие отклонения от правильной геометрической формы.

Волнистость поверхности представляет собой сово­купность периодически чередующихся возвышений и впадин с отно­шением шага волны L/h =50…1000. Волнистость является следствием вибрации системы СПИД, а также неравномерности процесса резания.

Микрогеометрические отклонения, или микро­неровности, образуются при обработке заготовок в результате воздей­ствия режущей кромки инструмента на обрабатываемую поверхность, а также вследствие пластической деформации обрабатываемого мате­риала в процессе резания.

Микронеровности определяют шероховатость (негладкость) обра­ботанной поверхности.

Микрогеометрические отклонения характеризуются небольшим зна­чением отношения шага микронеровностей S к их высоте h

S/ h < 50.                           (1)

Характер и расположение микронеровностей зависят от направле­ния главного движения при резании и направления движения подачи.

Поперечная шероховатость образуется в направлении, перпендику­лярном движению режущего инструмента, а продольная — в парал­лельном направлении. По ГОСТ 2789—59 шероховатость измеряется в направлении, дающем наибольшее значение шероховатости. Как правило, этим условиям соответствует поперечная шероховатость.

Этим же ГОСТом установлены следующие определения, относя­щиеся к шероховатости поверхностей (рисунок 1):

- реальная поверхность — поверхность, ограничиваю­щая тело и отделяющая его от окружающей среды;

- неровности — выступы и впадины реальной поверхности;

- геометрическая поверхность 1— по­верхность заданной геометри­ческой формы, не имеющая неровностей и отклонений формы;

- измеренная поверхность 2 — поверх­ность, воспроизведенная в ре­зультате измерения реальной поверхности;

- реальный про­филь — сечение реальной поверхности плоскостью, ори­ентированной в заданном направлении по отношению к геометрической поверхности;

- геометрический профиль 3 — сечение геометриче­ской поверхности плоскостью, ориентированной в заданном направ­лении по отношению к этой поверхности;

- измеренный профиль 4 — сечение измеренной поверх­ности плоскостью, ориентированной в заданном направлении по от­ношению к геометрической поверхности.

Графическое изображение измеренного профиля называется профилограммой.

Параметры оценки и измерение шероховатости поверхности

Для оценки шероховатости поверхности ГОСТ 2789—59 установ­лены следующие два параметра: среднее арифметическое отклонение профиля -R_a и высота неровностей -R _z.

Среднее арифметическое отклонение про­филя R_a есть среднее значение расстояний (у₁, у₂, ..., у_n ) точек изме­ренного профиля до его средней линии (рисунок 2):

R_a =( Σ у_i)/n                                             (2)

где у_i- абсолютные (без учета алгебраического знака) расстояния до средней линии;

 n — число измеренных отклонений.

Средняя линия профиля делит измеряемый профиль таким об­разом, что в пределах длины участка поверхности, выбираемого для измерения шероховатости, сумма квадратов расстояний (у₁, у₂, ..., у_n ) точек профиля для этой линии минимальна.

При определении положения средней линии на профилограмме можно использовать следующее условие: средняя линия должна иметь направление измеренного профиля и делить его таким образом, чтобы в пределах базовой длины l площади F по обеим сторонам от этой ли­

нии до линии профиля были равны между собой

F₁+F₃+…+F_n-1 =F₂+F₄+…+F_n.                                   (3)

Длина участка поверхности, выбираемая для измерения шерохо­ватости, называется базовой длиной и обозначается l.

Высота неровностей R _z характеризует среднее расстоя­ние между находящимися в пределах базовой длины пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин, измеренное от линии, параллельной средней линии (см. рисунок 2),

R _z =((h₁+h₃+…+h₉) - (h₂+h₄+…+h₁₀))/5                             (4)

где h₁, h₃, …, h₉—расстояние от высших точек выступов до линии, параллельной средней линии;

  h₂,h₄,…,h₁₀— расстояние от низших точек впадин до линии,параллельной средней линии.

  По ГОСТ 2789—59 шероховатость поверхности — это совокупность неровностей с относительно малыми шагами (расстоянием между вершинами характерных неровностей измеренного профиля), образую­щих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается в зависимости от характера поверхности и равна базовой длине.

Шероховатость поверхности появляется в результате обработки независимо от метода и представляет собой сочетание наложенных друг на друга неровностей с различными шагами.

ГОСТ 2789—59 установлены следующие значения базовых длин:0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8 и 25 мм, а также 14 классов чистоты поверхности.

Шероховатость поверхности следует измерять в направлении, которое дает наибольшее значение R_a или R _z ,если заранее не указано какое-либо другое определенное направление измерения шерохова­тости.

Различные дефекты поверхности (царапины, раковины и т. п.) при измерении шероховатости не учитывают.