Определение шероховатности поверхности детали

Цель работы: исследовать взаимное расположение полей допусков соединений и рассчитать параметры посадок.

 

Теоретические сведения

 

Поверхности деталей нельзя выполнить идеально гладко, так как существует много различных факторов, вызывающих появление на поверхностях обрабатываемых деталей неровностей. Одним из таких факторов является сам процесс резания, т.е. режущие кромки инструмента и зерно абразивных материалов оставляют на поверхностях свои следы. Неровности появляются также от толчков, дрожаний, вибраций, вызывающих колебательное движение режущего инструмента, от вырыва частичек метала при резании, от трения задней грани режущего инструмента по обрабатываемой поверхности. Эти неровности появляются в виде выступов и впадин, высота которых измеряется долями миллиметра.

Совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине называется шероховатостью поверхности. Параметры и характеристики шероховатости поверхности регламентированы ГОСТ 2789-73. Стандарт устанавливает следующие параметры шероховатости поверхности.

Ra – среднее арифметическое отклонение профиля определяется как среднее арифметическое абсолютных значений отклонений от средней линии профиля в пределах базовой длины l. Приближенно:

где , , – расстояния точек действительного (измеренного) профиля до его средней линии рис. 1; – количество измеренных расстояний.

При определении средней линии необходимо, чтобы в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии было минимальным. Приближенно это значит, что площади, расположенные по обеим сторонам от средней линии до контура профиля, были равны между собой (рис. 5.1) т.е.

– высота неровностей профиля по десяти токам определяется как среднее расстояние между пятью высшими и пятью низшими точками измеряемого профиля в пределах базовой длины l по формуле:

 

Рисунок 5.1. Профилограмма шероховатости поверхности

 

где , , , , – ординаты высших точек;

, , , , – ординаты низших точек.

Rmax – наибольшая высота неровностей профиля – расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины;

– средний шаг неровностей – среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины, измеренное по средней линии;

– средний шаг неровностей по вершинам – среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины;

– относительная опорная длина профиля – отношение опорной длины профиля ηp к базовой длине l.

где – равна сумме длин отрезков bi, отсекаемых на выступах профиля заданной линией, параллельной средней лини, в пределах базовой длины (рис. 5.1)

Опорная длина профиля определяется на так называемом уровне сечения профиля р, т.е. на заданном расстоянии между линией выступов и линией, пересекающей профиль параллельно линии выступов. Значения р и tp выбирают из таблиц стандарта.

При назначении требований к шероховатости изготавливаемых поверхностей выбирают один или несколько вышеуказанных параметров. Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем указания числового значения параметра (числовые значения каждого параметра также установлены стандартом) и значения базовой длины, на которой должно происходить определение этого параметра. При использовании номинальных числовых значений параметров шероховатости необходимо установить допустимые отклонения от номинального значения параметра. Требования к шероховатости поверхности устанавливают без учета дефектов поверхности (раковин, царапин, забоин и др.). Требования к дефектам поверхности устанавливают отдельно.

В обозначении шероховатости поверхности согласно ГОСТ 2.309-73 применяют один из знаков (рис. 5.2):

 

Рисунок 5.2. Структура обозначения шероховатости поверхности.

 

В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак

В обозначении шероховатости, которая должна быть образована только удалением слоя материала, применяют знак

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала, применяют знак

Значение параметра шероховатости по ГОСТ 2789-73 указывают в обозначении шероховатости после соответствующего символа, например: Ra 0,4; Rmax 6,3; Sm 0,63; t₅₀ 70; S 0,032.

Примечание. В примере t₅₀ 70 указана относительная опорная длина профиля tp = 70% при уровне сечения профиля р = 50%.

При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке.

 

параметр высоты

параметр шага неровностей профиля

относительная опорная длина профиля

 

Условные обозначения направления неровностей должны соответствовать приведенным в таблице 5.1.

 

Таблица 5.1

 

Типы направления неровностей	Обозначение	Типы направления неровностей	Обозначение

 

Обозначение шероховатости, одинаковой для части поверхностей изделия, может быть помещено в правом верхнем углу чертежа вместе с условным обозначением (). Это означает, что все поверхности, на которых на изображении не нанесены обозначения шероховатости или знак , должны иметь шероховатость, указанную перед условным обозначением ().

 

Рисунок 5.3 Обозначение шероховатости, одинаковой для части поверхностей изделия

 

Обозначения шероховатости симметрично расположенных элементов симметричных изделий наносят один раз (рис. 5.3).

 

Порядок выполнения работы

 

1. Начертить эскиз детали.

2. Назначить методы обработки поверхностей детали.

3. определить параметры шероховатости поверхностей исследуемой детали методом сравнения их с эталонами шероховатости. При этом следует выполнить условия:

- эталон шероховатости должен быть выполнен из того же материала, что и исследуемая деталь;

- рабочая поверхность эталона шероховатости должна быть обработана тем же методом, что и исследуемая поверхность;

- геометрическая форма рабочей поверхности эталона шероховатости должна соответствовать геометрической форме исследуемой детали.

4. Письменно объяснить структуру обозначения шероховатости поверхности в соответствии с требованиями ГОСТ 2.309 – 73 на конкретном примере.

5. На эскизе детали нанести обозначения параметров шероховатости исследуемой поверхности согласно ГОСТ 2.309-73.

6. Записать вывод о проделанной работе.

 

Контрольные вопросы

1. Указать параметры, принятые для количественной оценки шероховатости поверхности.

2. Каким методом контролируют шероховатость поверхности с помощью эталонов шероховатости?

3. С помощью каких приборов измеряют величину шероховатости контактным методом?

 

Литература: [1], [4], [5], [7], [17]

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6