Здравствуйте, в этой статье мы постараемся ответить на вопрос: «1. ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ». Если у Вас нет времени на чтение или статья не полностью решает Вашу проблему, можете получить онлайн консультацию квалифицированного юриста в форме ниже.
После того, как мы распознали виды и поняли, что из себя представляет деталь, давайте рассмотрим размеры на чертеже. ГОСТ 2.307-2011 регламентирует правила нанесения размеров. Основное правило по наличию размеров на чертеже – их должно быть немного, но достаточно для производства детали и выполнения проверки в процессе производства и при приёмке.
Чтение размеров на чертеже
Размеры на чертежах указываются в миллиметрах. Если на чертеже используется другие единицы измерения, то они пишутся на размере или в технических требованиях (ТТ). О них чуть позже.
Если после численного значения размера стоит знак * или **, если размер взят в скобки, то значение этих символов также следует искать в ТТ. Пример нанесения размеров представлен на рисунке 9.
Параметры шероховатости поверхностей назначают исходя из применения и конструктивных особенностей деталей машин. В большинстве случаев основными параметрами являются высотные, из которых наиболее информативным является параметр Ra. Этот параметр определен как предпочтительный. Параметр Rz применяется, когда прямой контроль параметра Ra по техническим причинам не представляется возможным.
Износостойкость, контактная жесткость, прочность посадок с натягом и другие эксплуатационные свойства сопрягаемых поверхностей связаны с фактической площадью контакта, выражаемой через параметр tp. Эксплуатационные свойства поверхности и назначаемые параметры шероховатости приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Эксплуатационные свойства поверхности и обеспечивающая их номенклатура параметров шероховатости
| Эксплуатационное
свойство поверхности |
Параметры шероховатости и характеристики,
определяющие эксплуатационное свойство |
| Износоустойчивость при всех видах трения | Ra (Rz), tp, направление неровностей |
| Виброустойчивость | Ra (Rz), Sm, S, направление неровностей |
| Контактная жесткость | Ra (Rz), tp |
| Прочность соединения | Ra (Rz) |
| Прочность конструкции при циклических нагрузках | Rmax, Sm, S, направление неровностей |
| Герметичность соединений | Ra (Rz), Rmax, tp |
| Сопротивление в волноводах | Ra, Sm, S |
Числовые значения параметров шероховатости и базовых длин при нормировании выбираются по табл. 3.
Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допуска размера и формы приведены в табл. 4. Этой таблицей можно пользоваться при назначении норм шероховатости, если по условиям сборки или работы изделий шероховатость поверхности не требуется ограничить более жесткими требованиями.
Квалитет (в русском от нем. Qualität, которое от лат. qualitas — качество) — характеристика точности изготовления изделия (детали), определяющая значения допусков.
Квалитет является мерой точности. С увеличением квалитета допуск увеличивается, а точность понижается.
- Допуск по квалитету обозначается буквами IT с указанием номера квалитета, например IT8 — допуск по 8-му квалитету.
- Квалитеты с 01 до 4-го используются для изготовления калибров и контркалибров.
- Квалитеты от 5-го до 12-го применяют для изготовления деталей, образующих сопряжения — относительные положения составных частей изделия, характеризуемые соприкосновением их поверхностей или зазором между ними, заданными конструкторской документацией. Примером таких сопряжений могут быть, ГЦС — гладкие цилиндрические соединения).
- Квалитеты от 13-го до 17-го используют для параметров деталей, не образующих сопряжений и не оказывающих определяющего влияния.
- Основная закономерность построения допусков размеров (допуск обозначается IT = International tolerance),
- IT, мкм = K * i,
- где K — квалитет (число единиц допуска), i — единица допуска, мкм.
Параметры шероховатости поверхности
В большинстве стран мира в качестве критериев для оценки шероховатости приняты шесть параметров, из которых три характеризуют высоту неровностей (высотные параметры), а три — шаговые размеры неровностей (шаговые параметры).
К высотным параметрам относят среднее арифметическое отклонение профиля Ra, наибольшую высоту профиля Rz и полную высоту профиля Rmax.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
При дискретном способе обработки профилограммы Ra рассчитывается по формуле
где y – измеренное отклонение профиля в дискретных точках; – число дискретных отклонений, измеренных на базовой длине.
Наибольшая высота профиля Rz – сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах базовой длины l.
Полная высота профиля Rmax – сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах длины оценки (рис. 2).
К шаговым параметрам шероховатости относят средний шаг неровностей профиля Sm, средний шаг местных выступов S и относительную опорную длину профиля tp.
Средний шаг неровностей профиля Sm – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (рис. 2):
Рисунок 2 – Схема для определения параметров шероховатости
Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины:
Опорная длина профиля ηp – сумма длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале линией, эквидистантной средней линии (рис. 2):
Опорную длину профиля p определяют на уровне сечения профиля p, т.е. на заданном расстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль, эквидистантной линии выступов.
Шероховатость исследуемой поверхности измеряются на допустимо небольших площадях, в связи с чем базовые линии выбирают, учитывая параметр снижения влияния волнообразного состояния поверхности на изменение высотных параметров.
Неровности на большинстве поверхностей возникают по причине образующихся деформаций верхнего слоя материала при осуществляемой обработке с использованием различных технологий. Очертания профиля получают при проведении обследования с помощью алмазной иглы, а отпечаток фиксируется на профилограмме. Основные параметры, характеризующие шероховатость поверхности имеют определенное буквенное обозначение, используемое в документации, чертежах и получаемые при проведении измерений деталей(Rz, Ra, Rmax, Sm, Si, Tp).
Суммарные допуски формы и расположения
Каждый из этих параметров объединяет в себе оба допустимых отклонения. Они возникают в результате одновременного проявления изменения геометрической формы и появления неровности (шероховатости) обработанной поверхности. Поэтому используя математическую терминологию, говорят, что предел, к которому должна стремиться разница между эталоном и реальным изделием считается суммарным допуском формы и расположения. Характер изменений определяется методом сравнения с выбранными базовыми объектами. В качестве таких объектов выбирают проверенные конструкции или поверхностями, которые могут считаться эталонами, например, различные калибры.
Такие допуски делятся на следующие категории:
- Биений. К ним относятся: радиальное, торцевое, в заранее заданном направлении;
- Всей формы поверхности.
Шероховатость меряют двумя способами: качественным и количественным. Качественный метод оценки неровностей поверхности больше подходит непосредственно для производственников. В тех ситуациях, когда глубокий анализ не целесообразен или на него нет банально времени. Данный способ носит более грубый характер и заключается в сравнении гладкости исследуемой поверхности с неким эталоном на ощупь.
Эталон представляет собой небольшую металлическую плитку с габаритными размерами 30х30 мм и толщиной 5 мм. Он имеет определенное значение Ra и Rz, является образцом по которому сравнивают качество поверхности. Такие плиты собирают в наборы с указанием напротив каждой позиции значение шероховатости.
Количественный метод более точен и требует для своего осуществления специального оборудования. Это могут быть профилометры, профилографы и двойные микроскопы. По исследуемой поверхности проводят подключенным к приборам стержень с алмазным наконечником, высокочувствительным к перемещениям. Этот стержень полностью повторяет форму поверхностей и передает ее размеры на экран или ленту профилограммы. Дальше, по полученным данным лаборант делает точное заключение о значение шероховатости и передает ее службе качества.
Основные правила, используемые для обозначения неровности поверхности на чертежах
Основные правила, которые необходимо использовать при выполнении чертежа:
- На чертеже указываются все шероховатости поверхности для используемого материала без учета используемых методов.
- Нанесение значений шероховатостей осуществляется на разрезах, которые имеют размер.
- Знаки наносятся на всех видах линий используемых в чертеже.
- При наличии у знака полки его местоположение определяется по отношении к основной надписи.
- Если изделие имеет разрыв на чертеже, то производится маркировка только одной части изображения.
- Если поверхностный слой требует использования обработки участков детали различного класса, то производится разделение с помощью сплошной линии.
- В случае сокращения места необходимого для нанесения обозначений на чертеже возможно допустимое упрощение знаков.
- При одинаковом значении шероховатости поверхности контура, значение наносится один раз.
- При идентичности различных поверхностей с одинаковыми значениями шероховатости, допускается нанесение значений один раз.
- Знаки, обозначающие неровности должны иметь толщину в 1.5 раза больше, чем нанесенные на изображение.
- Условия, обозначающие направление поверхностей должны соответствовать стандартам.
- Обозначение шероховатости поверхности производится с использованием общих правил.
Методы измерения шероховатости поверхности деталей.
Средства измерения шероховатости поверхности разделаются на количественные и качественные.
К количественным относятся: профилометр; профилограф; двойной микроскоп; интерференционный микроскоп, эти приборы определяют неровности в сечении; пневматический прибор — для оценки микронеровностей участка поверхности интегральным методом.
К качественным относятся: образцы чистоты поверхности; сравнительный микроскоп.
Профилометры служат для цехового контроля шероховатости поверхности 5-12 классов частоты по ГОСТу 2789-59.
Определяемый показатель шероховатости — среднее арифметическое отклонение неровностей поверхности от средней линии. Наи большее применение нашли контактные электродинамические профилометры КВ-4, КВ-7 (В. М. Киселева) и ПЧ-3 (В. С. Чамана).
Профилометры КВ-4 и КВ-7 имеют электродинамический датчик (рис.1), состоящий из подвижной катушки 4, находящейся в магнитном поле магнита 3, катушка жестко скреплена с иглой 2, перемещающейся по контролируемой поверхности 1.
Среднее арифметическое отклонение профиля
Для обозначения на чертеже, среднего арифметического отклонения профиля шероховатости, используется параметр «Ra» измеряемый в микрометрах.
При указании шероховатости, на графическом документе, около специального знака указывается её величина.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra, мкм 100 8,0 0,63 0,050 80 6,3 0,50 0,040 63 5,0 0,40 0,032 50 4,0 0,32 0,025 40 3,2 0,25 0,020 32 2,5 0,20 0,016 25 2,0 0,160 0,012 20 1,60 0,125 0,010 16,0 1,25 0,100 0,008 12,5 1,00 0,080 10,0 0,80 0,063 Обозначение среднего арифметического отклонения профиля считается наиболее предпочтительным.
Шероховатость поверхности представляет собой одну из основных геометрических характеристик определяющих качество поверхности изделий и оказывающую влияние на эксплуатационные показатели. В процессе работы машин или приборов, внешним воздействиям окружающей среды, в пер¬вую очередь, подвергаются детали, из которых они состоят. Износ поверхностей подвергающихся трению, появление трещин из-за усталости материала, смятие рабочих поверхностей деталей, коррозионное и эрозионное воздействие, разрушение вследствие кавитации и пр.– все эти процессы, протекают на поверхностях деталей. Известно, что придание поверхностям деталей надлежащих свойств, способствует значительному повышению показателей качества эксплуатируемых машин в целом и в первую очередь показателей их надежности.
Шероховатость участка поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого методом сечения реальной поверхности геометрической плоскостью. Для отделения шероховатости неровностей поверхности от других рельефных участков с относительно крупным шагом, ее рассматривают в пределах отдельного сегмента, длину которого называют базовой длиной.
Таблица параметров шероховатости типовых поверхностей деталей
Параметры шероховатости, мкм Типовые поверхности и детали Rz 400 Поверхности заготовок в состоянии поставки, не прошедшие механической обработки. Rz 200 Нерабочие контуры детали, поверхности после литья, ковки, штамповки. Ra 25 Поверхности деталей под сварные швы. Опорные поверхности пружин сжатия. Опорные поверхности станин, корпусов, лап. Отверстия масляных канатов на силовых валах. Ra 12,5 Несопрягаемые поверхности неответственных деталей: оснований, кронштейнов, корпусов, свободные поверхности крепежных деталей. Отверстия на проход под болты, винты, головки винтов; поверхности пазов под головки болтов, винтов, гаек. Свободные несопрягаемые торцовые поверхности валов, муфт, втулок. Поверхности головок винтов. Ra 6,3 Поверхности деталей, прилегающие к другим поверхностям, но не являющиеся посадочными: опорные плоскости корпусов, кронштейнов, крышек, торцы бобышек. Нерабочие торцы валов, втулок, планок. Торцовые поверхности под подшипники качения. Наружные свободные поверхности зубчатых колес. Канавки, фаски, выточки, зенковки, закругления и т.п. Ra 3,2 Торцы ответственных валов, втулок, планок, поверхности канавок, выточек, дисков. Несопрягающиеся поверхности зубчатых колес, шлицевых валов и втулок. Рабочие поверхности шпонок и шпоночных пазов; эвольвентные поверхности профиля зуба стальных зубчатых колес. Шаровые поверхности ниппельных соединений, канавки под уплотнительные резиновые кольца подвижных и неподвижных торцовых соединений. Ra 1,6 Поверхности выступающих частей быстровращающихся деталей. Поверхности направляющих. Опорные плоскости реек. Поверхности эвольвенты зуба стальных цилиндрических и конических колес, шлицевых валов, крепежной резьбы нормальной точности. Посадочные поверхности зубчатых колес, червяков. Ra 0,8 Трущиеся поверхности малонагруженных деталей. Посадочные поверхности отверстий и валов под неподвижные посадки. Рабочие поверхности дисков трения. Поверхности резьбы ходовых винтов. Поверхности цилиндров, работающих с манжетами. Посадочные места подшипников качения. Наружные диаметры шлицевого соединения. Ra 0,4 Посадочные поверхности с длительным сохранением заданной посадки: оси эксцентриков, точные червяки, зубчатые колеса. Притираемые поверхности в герметичных соединениях. Поверхности штоков и шеек валов, работающих в уплотнениях. Торцовые поверхности поршневых колец. Ra 0,2 Трущиеся поверхности сильнонагруженных деталей. Поверхности, работающие в условиях трения, например, наиболее ответственные оси и валы повышенной точности; рабочие поверхности коленчатых и распределительных валов быстроходных двигателей; поверхности ответственных цилиндрических и призматических направляющих. Ra 0,1 Поверхности деталей, работающих на трение, от износа которых зависит точность работы механизма. Внутренние поверхности цилиндров поршневых машин, наружные поверхности пальцев поршневых колец, поверхности трения. Ra 0,05 Рабочие шейки валов прецизионных быстроходных станков и механизмов. Рабочие поверхности деталей измерительных приборов в подвижных соединениях средней точности, измерительные поверхности калибров. Ra 0,025 Зеркальные валики координатно-расточных станков, поверхности прецизионных шкал с оптическим отсчетом. Ra 0,012 Зеркальные поверхности концевых мер длины. Квалитет является мерой точности
. Именно он определяет ту совокупность допусков, которая соответствует одному уровню точности:
- Допуском считаются все допустимые значения – от минимального до максимального;
- Чем больше допуск, тем ниже точность – возможен больший разброс показателей;
- Для разных типов деталей установлены разные квалитеты;
- Степень точности зависит от размеров изделия.
Самая высокотехнологичная аппаратура не способна сделать всё идеально, что уже говорить о том, что не все наши заводы оборудованы по последнему слову техники. Поэтому были разработаны нормы, позволяющие:
- Сократить финансовые затраты на производство;
- Увеличить скорость изготовления деталей;
- Сохранить качество на надлежащем уровне;
- Отказаться от «лишней» работы.
С появлением новых технологий все стандарты могут быть пересмотрены, так что лучше следить за всем этим делом.
Нужен специфический склад ума, чтоб именно понять, что же такое квалитет и как это работает. Не просто раз где-то прочитать и запомнить, а вникнуть и уяснить.
Квалитет является мерой точности. Именно он определяет ту совокупность допусков, которая соответствует одному уровню точности:
- Допуском считаются все допустимые значения – от минимального до максимального;
- Чем больше допуск, тем ниже точность – возможен больший разброс показателей;
- Для разных типов деталей установлены разные квалитеты;
- Степень точности зависит от размеров изделия.
Самая высокотехнологичная аппаратура не способна сделать всё идеально, что уже говорить о том, что не все наши заводы оборудованы по последнему слову техники. Поэтому были разработаны нормы, позволяющие:
- Сократить финансовые затраты на производство;
- Увеличить скорость изготовления деталей;
- Сохранить качество на надлежащем уровне;
- Отказаться от «лишней» работы.
С появлением новых технологий все стандарты могут быть пересмотрены, так что лучше следить за всем этим делом.
Нужен специфический склад ума, чтоб именно понять, что же такое квалитет и как это работает. Не просто раз где-то прочитать и запомнить, а вникнуть и уяснить.
Таблица параметров шероховатости типовых поверхностей деталей
Параметры шероховатости, мкм Типовые поверхности и детали Rz 400 Поверхности заготовок в состоянии поставки, не прошедшие механической обработки. Rz 200 Нерабочие контуры детали, поверхности после литья, ковки, штамповки. Ra 25 Поверхности деталей под сварные швы. Опорные поверхности пружин сжатия. Опорные поверхности станин, корпусов, лап. Отверстия масляных канатов на силовых валах. Ra 12,5 Несопрягаемые поверхности неответственных деталей: оснований, кронштейнов, корпусов, свободные поверхности крепежных деталей. Отверстия на проход под болты, винты, головки винтов; поверхности пазов под головки болтов, винтов, гаек. Свободные несопрягаемые торцовые поверхности валов, муфт, втулок. Поверхности головок винтов. Ra 6,3 Поверхности деталей, прилегающие к другим поверхностям, но не являющиеся посадочными: опорные плоскости корпусов, кронштейнов, крышек, торцы бобышек. Нерабочие торцы валов, втулок, планок. Торцовые поверхности под подшипники качения. Наружные свободные поверхности зубчатых колес. Канавки, фаски, выточки, зенковки, закругления и т.п. Ra 3,2 Торцы ответственных валов, втулок, планок, поверхности канавок, выточек, дисков. Несопрягающиеся поверхности зубчатых колес, шлицевых валов и втулок. Рабочие поверхности шпонок и шпоночных пазов; эвольвентные поверхности профиля зуба стальных зубчатых колес. Шаровые поверхности ниппельных соединений, канавки под уплотнительные резиновые кольца подвижных и неподвижных торцовых соединений. Ra 1,6 Поверхности выступающих частей быстровращающихся деталей. Поверхности направляющих. Опорные плоскости реек. Поверхности эвольвенты зуба стальных цилиндрических и конических колес, шлицевых валов, крепежной резьбы нормальной точности. Посадочные поверхности зубчатых колес, червяков. Ra 0,8 Трущиеся поверхности малонагруженных деталей. Посадочные поверхности отверстий и валов под неподвижные посадки. Рабочие поверхности дисков трения. Поверхности резьбы ходовых винтов. Поверхности цилиндров, работающих с манжетами. Посадочные места подшипников качения. Наружные диаметры шлицевого соединения. Ra 0,4 Посадочные поверхности с длительным сохранением заданной посадки: оси эксцентриков, точные червяки, зубчатые колеса. Притираемые поверхности в герметичных соединениях. Поверхности штоков и шеек валов, работающих в уплотнениях. Торцовые поверхности поршневых колец. Ra 0,2 Трущиеся поверхности сильнонагруженных деталей. Поверхности, работающие в условиях трения, например, наиболее ответственные оси и валы повышенной точности; рабочие поверхности коленчатых и распределительных валов быстроходных двигателей; поверхности ответственных цилиндрических и призматических направляющих. Ra 0,1 Поверхности деталей, работающих на трение, от износа которых зависит точность работы механизма. Внутренние поверхности цилиндров поршневых машин, наружные поверхности пальцев поршневых колец, поверхности трения. Ra 0,05 Рабочие шейки валов прецизионных быстроходных станков и механизмов. Рабочие поверхности деталей измерительных приборов в подвижных соединениях средней точности, измерительные поверхности калибров. Ra 0,025 Зеркальные валики координатно-расточных станков, поверхности прецизионных шкал с оптическим отсчетом. Ra 0,012 Зеркальные поверхности концевых мер длины. Похожие записи: