Тема 5 Точность формы деталей. Шероховатость поверхностей

Тема 5 Точность формы деталей. Шероховатость поверхностей
Лекция 9 Общие сведения. Отклонения формы и расположения поверхностей
Качество поверхностного слоя определяется совокупностью характеристик: физикомеханическим
состоянием,
микроструктурой
металла
поверхностного
слоя,
шероховатостью
поверхности.
Состояние
поверхностного
слоя
влияет
на
эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, виброустойчивость,
контактную жесткость, прочность соединений, прочность конструкций при циклических
нагрузках и т. д.
Параметры и характеристики шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789-73,
требования к другим характеристикам поверхностного слоя назначают по руководящим
материалам предприятия.
Для оценки шероховатости поверхности ГОСТ 2789 — 73 предусматривает шесть параметров:
в ы с о т н ы е : Ка — среднее арифметическое отклонение профиля; Кг — высота
неровностей профиля по десяти точкам; Ятах— наибольшая высота профиля;
ш а г о в ы е : 5 — средний шаг неровностей профиля по вершинам; 5т—средний шаг неровностей профиля по средней линии;
в ы с о т н о - ш а г о в ы й 1р— относительная опорная длина профиля.
Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых
нормируются, служит средняя линия профиля (рис. 279) — базовая линия, имеющая
форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее
квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально.
Через высшую и низшую точки профиля в пределах базовой длины / проводят линии
выступов и впадин профиля, эквидистантно средней линии. Расстояние между этими линиями определяет наибольшую высоту неровностей профиля Лтах.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ка определяется как среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
или приближенно
Высота неровностей профиля по десяти точкам Кг равна средней арифметической
суммы абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов Н;т1П и пяти
наибольших максимумов Я(тах профиля в пределах базовой длины:
Рис. 1. К определению параметров шероховатости поверхности
Вместо средней линии, имеющей форму отрезка прямой, определяют расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов himax и низших точек пяти наибольших
минимумов ^imin Д° линии, параллельной средней и не пересекающей профиль.
Тогда
Средний шаг неровностей S вычисляют как среднее арифметическое значение шага
неровностей Smi в пределах базовой длины:
Средний шаг неровностей профиля по вершинам S — среднее арифметическое значение
шага неровностей профиля по вершинам S, в пределах базовой длины
Под опорной длиной профиля Г|р понимают сумму длин отрезков в пределах базовой
длины, отсекаемых на заданном уровне в материале выступов профиля линией, эквидистантной средней линии.
Относительная опорная длина профиля tp определяется как отношение опорной длины
Рис. 2. Условные обозначения направления неровностей
Рис. 3. Структура обозначения шероховатости
профиля х\р к базовой длине:
Требования к шероховатости поверхности по ГОСТ 2789 — 73 устанавливают
указанием числовых значений параметров. В дополнение к количественным параметрам
для более полной характеристики шероховатости указывают направление неровностей
(условное обозначение — см. рис. 280), вид обработки поверхности или
последовательность видов обработки (рис. 281—283).
Рис. 4. Знаки обозначения шероховатости
В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не
устанавливается, применяют знак, приведенный на рис. 282,а; если поверхность образована с удалением слоя материала — знак, приведенный на рис. 282,6; и для поверхности,
образованной без удаления слоя материала,— знак, приведенный на рис. 282, е.
Значение параметра Ra указывают без символа, например 0,5. Для остальных указывают
символы, например i?max 6,3. В случае необходимости можно давать пределы значений
Рис. 5. Упрощенное обозначение шероховатости на чертежах
параметра (их размещают в две строки, например :о,'бз)>' номинальное значение
параметра и предельные отклонения (например, 1+20 %).
ГОСТ 2789 — 73 установлено 14 классов шероховатости поверхности. Причем
классы 1 — 5, 13 и 14 определены через параметр Rz, классы 6 — 12 через параметр Ra.
Каждый класс определен только по одному параметру и базовой длине. Числовые
значения параметров заданы в виде диапазонов, верхние пределы которых полностью
соответствуют ранее действовавшим.
Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем задания значения
параметра (параметров) и базовой длины. Причем целесообразно пользоваться
предпочтительными значениями параметра Ra (графа 2, табл. 29). Эти значения
находятся вблизи середины диапазона, определяющего данный класс шероховатости. В
других случаях могут назначать величины параметров по графам 3 или 4.
Требования к шероховатости поверхности определяются условиями работы
поверхности в машине. В общем случае, чем выше требования по точности, тем выше
требования и по шероховатости поверхности.
Для грубых квалитетов с расширенным полем допусков класс шероховатости можно
снижать, что уменьшает стоимость изготовления.
ОТКЛОНЕНИЯ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
1.Неплоскостность (отклонение от плоскостности) — наибольшее расстояние от
точек реальной поверхности до прилегающей плоскости (рис. 4).
2.Непрямолинейность (отклонение от прямолинейности) — наибольшее расстояние от
точек реального профиля до прилегающей прямой (рис. 5). Элементарными
(простейшими) видами неплоскостности и непрямолинейности являются вогнутость
(рис. 6, а) и выпуклость (рис. 6, б).
3.Нецилиндричностъ (отклонение от цилиндричности) — наибольшее расстояние от
точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра (рис. 7). Нецилиндричность
включает в себя некруглость (рис. 8) и отклонение профиля продольного сечения (рис.
9).
Элементарными видами некруглости являются овальность (рис. 10, а), за величину
которой принимают разность между наибольшим и наименьшим диаметрами сечения, т. е.
удвоенную величину некруглости, и огранка (рис. 10, б).
Элементарными видами отклонения профили продольного сeчeния являются
конусообразность (рис. J1, а), бочкообразность (рис. И, б), седлообразность (рис. 11, в),
изогнутость (рис. 11, г).
За величину конусообразности, бочкообразности и седлообразности принимают
разность между наибольшим и наименьшим диаметрами продольного сечения, т. е.
удвоенную величину отклонения профиля продольного сечения.
Количественно изогнутость оценивается так же, как отклонение профиля продольного
сечения.