Когда и как обозначать шероховатость поверхности?

ПРАВИЛА НАНЕСЕНИЯ ОБОЗНАЧЕНИЙ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ЧЕРТЕЖАХ

2.1. Обозначения шероховатости
поверхностей на изображении изделия располагают на линиях контура, выносных
линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках линий-выносок.

Допускается при недостатке места располагать
обозначения шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях, на рамке
допуска формы, а также разрывать выносную линию (черт.
7).

Черт. 7

(Измененная редакция, Изм. № 3).

2.2. На линии невидимого контура допускается наносить
обозначение шероховатости только в случаях, когда от этой линии нанесен размер.

2.3. Обозначения шероховатости
поверхности, в которых знак имеет полку, располагают относительно основной
надписи чертежа так, как показано на черт. 8 и 9.

2.4. Обозначения шероховатости
поверхности, в которых знак не имеет полки, располагают относительно основной
надписи чертежа так, как показано на черт. 10.

2.5. При изображении изделия с
разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения,
по возможности ближе к месту указания размеров (черт. 11).

2.6. При указании одинаковой шероховатости для всех
поверхностей изделия обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу
чертежа и на изображении не наносят (черт. 12).

Черт. 8

Черт. 9

Черт. 10

Черт. 11

Черт. 12

Размеры и толщина линий знака в обозначении
шероховатости, вынесенном в правый верхний угол чертежа, должны быть
приблизительно в 1,5 раза больше, чем в обозначениях, нанесенных на
изображении.

Примечание. При расположении поверхности в заштрихованной зоне
обозначение наносят только на полке линии-выноски.

2.7. Обозначение шероховатости.
одинаковой для части поверхностей изделия, может быть помещено в правом верхнем
углу чертежа (черт. 13, 14) 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 .

Размеры знака, взятого в скобки, должны быть
одинаковыми с размерами знаков, нанесенных на изображении.

Примечание. Не допускается обозначение шероховатости или знак  выносить в
правый верхний угол чертежа при наличии в изделии поверхностей, шероховатость
которых не нормируется.

Черт. 13

Черт. 14

2.4 — 2.7. (Измененная
редакция. Изм. № 2,
).

2.8. Обозначение шероховатости поверхностей
повторяющихся элементов изделия (отверстий, пазов, зубьев и т. п.), количество
которых указано на чертеже, а также обозначение шероховатости одной и той же
поверхности наносят один раз, независимо от числа изображений.

Обозначения шероховатости симметрично расположенных
элементов симметричных изделий наносят один раз.

2.9. Если шероховатость одной и
той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки
разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и
обозначений шероховатости (черт. 15а). Через заштрихованную зону линию границы между
участками не проводят (черт. 15б).

Черт. 15

2.10. Обозначение шероховатости
рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес, эвольвентных шлицев и т. п., если
на чертеже не приведен их профиль, условно наносят на линии делительной
поверхности (черт. 16а, б, в), а для глобоидных червяков и
сопряженных с ними колес — на линии расчетной окружности (черт. 16г).

Черт. 16

2.11. Обозначение шероховатости
поверхности профиля резьбы наносят по общим правилам при изображении профиля
(черт. 17а) или условно на выносной линии для указания размера
резьбы (черт. 17б, в,
г, д
), на размерной линии или на ее продолжении (черт. 17е).

Черт. 17

2.9 — 2.11. (Измененная
редакция, Изм. № 2,
).

2.12. Если шероховатость
поверхностей, образующих контур, должна быть одинаковой, обозначение
шероховатости наносят один раз в соответствии с черт. 18. Диаметр
вспомогательного знака  — 4 … 5 мм.

Черт. 18

В обозначении одинаковой шероховатости поверхностей,
плавно переходящих одна в другую, знак  не приводят (черт. 19).

Черт. 19

(Измененная редакция, Изм. № 1, 2, ).

2.13. Обозначение одинаковой
шероховатости поверхности сложной конфигурации допускается приводить в
технических требованиях чертежа со ссылкой на буквенное обозначение
поверхности, например: «шероховатость поверхности А — ». При
этом буквенное обозначение поверхности наносят на полке линии-выноски,
проведенной от утолщенной штрихпунктирной линии, которой обводят поверхность на
расстоянии 0,8 … 1 мм от линии контура (черт. 20).

Черт. 20

(Измененная редакция, Изм. № 2, ).

1.
Обозначение шероховатости поверхностей. 1

2.
Правила нанесения обозначений шероховатости  поверхностей на чертежах. 4

Варианты обозначения шероховатости поверхности

Как
и многие вопросы в конструировании, обозначение шероховатостей поверхности
строго регламентируется соответствующим ГОСТом в единой системе конструкторской
документации (ЕСКД). В данном конкретном случае это ГОСТ 2.309-73 –
«Обозначение шероховатостей поверхностей».

При
механической обработке изделия, будь то деталь, целиком изготавливаемая из
материала, или дообработка сборочной единицы в сборке, на обрабатываемые
поверхности наносится в обязательном порядке обозначение шероховатости. Это
сделано для того, чтобы рабочие, изготавливающие вашу деталь, знали, какой
чистоты должна быть поверхность детали, а не оставили вам криво и косо
отрубленный кусок железа в нужных габаритных размерах.

Обозначение шероховатости производится строго регламентированным значком, его можно видеть на рисунке ниже.

Отличительной особенностью знака является тот факт, что в случае применения оного без определенной характеристики, как, например, в случае не обработки поверхности (будет рассказано чуть далее), допускается изображать его без полки, просто в виде галочки.

Виды значка делятся на три типа:

 — устанавливается в случае, когда конструктор
не указывает конкретный способ обработки поверхности, требуя только конечный
результат в виде определенной шероховатости поверхности.


устанавливается в том случае, когда указанная шероховатость должна быть
обязательно достигнута с удалением слоя материала с поверхности. Например,
когда деталь явно берется с запасом по габаритам, оставляя допуск на обработку.


устанавливается в тех случаях, когда поверхность не должна быть обработана с
удалением слоя материала. Он же в простонародье именуется «не обработка».
Обычно устанавливают на поверхности, которые не обрабатываются – внутренние и
внешние диаметры труб, поверхности листов гнутых деталей, или определенные
стороны листов металла, чистота поверхности которых не играет роли в
изготовлении изделия. Подразумевается, что чистота этой поверхности указана в
ГОСТе или ТУ на материал, указанные в поле «Материал» основной надписи, и
должна ей соответствовать.

Габариты значка шероховатости имеют определенные заданные ГОСТом размеры, они показаны на рисунке ниже.

Высота
маленькой полки h
должна быть приблизительно равна высоте букв шрифта на поле чертежа, H больше h в от 1,5 до 5 раз, и зависит от того,
что записано под полкой знака. Толщина линий примерно половина толщины от
основной линии на чертеже.

Основные
правила обозначение шероховатостей поверхностей:

Значение параметра шероховатости берется из ГОСТ 2789-73

Это значение записывается под полкой значка после соответствующего обозначения, описанного так же в ГОСТ 2789-73. Пример – Ra1,6; Rz50.

При указании наибольшего значения шероховатости указывается только это значение — Ra1,6

Допускается указывать наименьшее значение шероховатости — Ra6,3min

Допускается указывать диапазон шероховатостей от минимального до максимального значения, в таком случае пределы указывается в две строки после обозначения типа шероховатости

Допускается указывать несколько диапазонов разных типов шероховатостей под одним знаком. Показано на рисунке далее.

Условные обозначение направления неровностей должны соответствовать обозначениями их ГОСТ 2789-73, но приводятся они только при необходимости. Ниже приведена таблица соответствия условных обозначений направлениям неровностей.

В случае, когда достигнуть необходимой чистоты поверхности можно только конкретным способом, либо конструкция изделия подразумевает использование только одного способа обработки поверхности, этот способ указывается над полкой значка.

На чертежах допускается упрощенное изображение шероховатостей поверхностей. В таком случае нужная шероховатость обзывается одной из свободных букв, не использованных на чертеже, а полное ее обозначение расшифровывается в технических требованиях.

В случае, если направление для измерения шероховатости определенной поверхности отличается от предусмотренного ГОСТ, это отображается на чертеже при помощи специальной двунаправленной стрелки.

14 классов обработки поверхности металла

Шероховатость готового изделия определяется специальным прибором. Единица измерения данного критерия – микрометр. Причем существует две категории шершавости: исходный, достигаемый за счет производственной обработки поверхности, и равновесный, который получается в процессе эксплуатации детали за счет ее естественного износа.

Чистота обработки металла регламентируется ГОСТом, который содержит четкие требования к характеристикам деталей той или иной категории. Всего существует 14 классов, при этом первый класс – наиболее грубый, четырнадцатый – максимально чистый.

Степень неровности поверхности определяется посредством трех числовых критериев:

  • L – длина участка поверхности (мм);
  • Rz – высота неровности (мкм);
  • Ra – среднеарифметическое отклонение профиля (мкм).

Показатель среднеарифметического отклонения свидетельствует о степени шероховатости поверхности. Классы чистоты обработки металла с 6-го по 14-й имеют три разряда (а, б, в), поскольку характеризуются минимальными погрешностями.

Таблица. Значения параметров Ra и Rz, соответствующих той или иной категории шероховатости. Стоит отметить, что теоретически лучше использовать в качестве контрольного показателя Ra вместо Rz.

Класс чистоты обработки металла Базовая длина l, мм Ra предпочт., мкм Ra допустимые, мкм Rz, мкм
1 8,0 50 <p>80; 63; 40 320; 250; 200; 160
2 8,0 25 <p>40; 32; 20 160; 125; 100; 80
3 8,0 12,5 <p>20; 16,0; 10,0 <p>80; 63; 50; 40
4 2,5 6,3 10,0; 8,0; 5,0 <p>40; 32; 25; 20
5 2,5 3,2 5,0; 4,0; 2,5 <p>20; 16; 12,5; 10,0
6 0,8 1,6 2,5; 2,0; 1,25 10,0; 8,0; 6,3
7 0,8 0,80 1,25; 1,00; 0,63 6,3; 5,0, 4,0; 3,2
8 0,8 0,40 0,63; 0,50; 0,32 3,2; 2,5; 2,0; 1,60
9 0,25 0,20 0,32; 0,25; 0,160 1,60; 1,25; 1,00; 0,80
10 0,25 0,10 0,160; 0,125; 0,080 0,80; 0,63; 0,50; 0,40
11 0,25 0,050 0,080; 0,063; 0,040 0,40; 0,32; 0,25; 0,20
12 0,25 0,025 0,040; 0,032; 0,020 0,20; 0,16; 0,125; 0,100
13 0,08 0,012 0,020; 0,016; 0,010 0,100; 0,080; 0,063; 0,050
14 0,08 0,012 0,010; 0,008 0,050; 0,040; 0,032

Классификация поверхностей

При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:

  1. Рабочие поверхности, имеющие сопряжение с изменением местоположения в ходе осуществляемого процесса, по отношению друг к другу (механизмы двигателей, насосов и т.д.). Детали, используемые в механизмах обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать величинам Ra=2.5-0.16 мкм, Rz=10-0.8 мкм.
  2. Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
  3. Ограничительные и соединительные поверхности – элементы служащие ограничением для работающих механизмов (корпуса приборов, станков и т.д.). Данные поверхности в зависимости от требований могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
  4. Поверхности, требующие специальной обработки (детали внешних корпусов механизмов, агрегатов). Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5.0-1.25 мкм, Rz=20-6.3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов, приборов у которых показатели должны, находится на уровне Ra=0.63-0.08 мкм, Rz=3.2-0.4 мкм.
  5. Используя данные качества поверхности, получаемые при различных методах обработки можно выстраивать технологическую цепочку, обеспечивающую наибольшую эффективность и сокращение времени обработки деталей.

Читать также: Как правильно высверлить шпильку

Классы шероховатости поверхности

Нормативные данные также содержатся в ГОСТ 2.309-73 согласно, которому наносятся обозначения на чертежи и содержат характеристики поверхностей по установленным правилам и обязательны для всех промышленных предприятий. Необходимо также учитывать, что знаки и их форма, наносимые на чертежи должны иметь установленный размер с указанием числового значения неровности поверхности. Регламентируется высота знаков, указывается вид обработки.

Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:

  • первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление, фрезерование и т.д.);
  • второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем ковки, литья, прокатки;
  • третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать Ra или Rz.

В случае отсутствия знака на чертеже, поверхностный слой не подвергается специальной обработке.

На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:

  • с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
  • без удаления верхнего слоя детали.

При удалении верхнего слоя материала в основном используется специальный инструмент, предназначенный для выполнения определенных действий – сверления, фрезерования, шлифования, точения, и т.д. В ходе обработки происходит нарушение верхнего слоя материала с образованием остаточных следов от используемого инструмента.

Когда применяется обработка без удаления верхнего слоя материала – штамповка, прокат, литье, происходит смещение структурных слоев их деформация с принудительным созданием «гладко-волокнистой» структуры.

При конструировании и изготовлении деталей параметры неровностей задает конструктор, основываясь на техническом задании определяющим характеристики изделия в зависимости от требований, предъявляемых к изготовляемому механизму, технологии используемой при производстве и степени обработки.

Основные параметры

В основном они меняются в зависимости от экономической целесообразности процесса, а именно:

  • производительности – как много деталей за короткий срок можно изготовить;
  • качества – отсутствие дефектов и достижение высокой точности согласно ГОСТ;
  • себестоимость и конечная стоимость изделия;
  • износ оборудования;
  • срок эксплуатации резцов;
  • нормы безопасности на производстве.

В связи с этим высокоскоростное точение конуса или цилиндра на токарном станке на пределе возможностей – не всегда выгодное решение. Опишем основные параметры.

Глубина

Это размер срезанной стружки. Его заранее определяют, чтобы оставить припуск. В технических расчетах определяется по формуле: t = (D-d)/2, где:

D – диаметр заготовки; d – размер итоговой детали.

Осуществляется процедура обычно в 2 подхода, отсюда деление глубины резца на два.

Подача

Это поперечное перемещение резца по направляющим. Не всегда высокая скорость – это хорошо. Обычно производительность напрямую зависит от нее, но, к примеру, при повышении класса точности она должна быть невысокой, только так можно добиться правильной шероховатости. Существует продольное точение – это самый стандартный вид, когда вращается заготовка, а инструмент передвигается по линии. Второй тип, когда сам резец имеет два движения – горизонтальное и вращательное, применяется при сверлении и растачивании отверстий.

Скорость

Фактически это то, сколько метров поверхности будет обработано при перемещении режущей кромки на 1 мм. Параметр прямо зависит от количества оборотов заготовки и от подачи. Определяется по формуле:

Скорость резания при точении – таблицы для черновой и чистовой металлообработки:

Расчет среднеквадратичного (стандартного) отклонения

Формулы вычисления стандартного отклонения

Где:
σ — стандартное отклонение,
xi — величина отдельного значения выборки,
μ — среднее арифметическое выборки,
n — размер выборки.
Эта формула применяется, когда анализируются все значения выборки.

Где:
S — стандартное отклонение,
n — размер выборки,
xi — величина отдельного значения выборки,
xср — среднее арифметическое выборки.
Эта формула применяется, когда присутствует очень большой размер выборки, поэтому на анализ обычно берётся только её часть.
Единственная разница с предыдущей формулой: “n — 1” вместо “n”, и обозначение «xср» вместо «μ».

Разница между формулами S и σ («n» и «n–1»)

Состоит в том, что мы анализируем — всю выборку или только её часть:

  • только её часть – используется формула S (с «n–1»),
  • полностью все данные – используется формула σ (с «n»).

Как рассчитать стандартное отклонение?

Пример 1 (с σ)

Рассмотрим данные о запасе какого-то товара на складах Предприятия Б.

День 1 День 2 День 3 День 4
Пред.Б 15 26 15 24

Если значений выборки немного (небольшое n, здесь он равен 4) и анализируются все значения, то применяется эта формула:

Применяем эти шаги:

1. Найти среднее арифметическое выборки:

μ = (15 + 26 + 15+ 24) / 4 = 20

2. От каждого значения выборки отнять среднее арифметическое:

x1 — μ = 15 — 20 = -5

x2 — μ = 26 — 20 = 6

x3 — μ = 15 — 20 = -5

x4 — μ = 24 — 20 = 4

3. Каждую полученную разницу возвести в квадрат:

(x1 — μ)² = (-5)² = 25

(x2 — μ)² = 6² = 36

(x3 — μ)² = (-5)² = 25

(x4 — μ)² = 4² = 16

4. Сделать сумму полученных значений:

Σ (xi — μ)² = 25 + 36+ 25+ 16 = 102

5. Поделить на размер выборки (т.е. на n):

(Σ (xi — μ)²)/n = 102 / 4 = 25,5

6. Найти квадратный корень:

√((Σ (xi — μ)²)/n) = √ 25,5 ≈ 5,0498

Пример 2 (с S)

Задача усложняется, когда существуют сотни, тысячи или даже миллионы данных. В этом случае берётся только часть этих данных и анализируется методом выборки.

У Андрея 20 яблонь, но он посчитал яблоки только на 6 из них.

Популяция — это все 20 яблонь, а выборка — 6 яблонь, это деревья, которые Андрей посчитал.

Яблоня 1 Яблоня 2 Яблоня 3 Яблоня 4 Яблоня 5 Яблоня 6
9 2 5 4 12 7

Так как мы используем только выборку в качестве оценки всей популяции, то нужно применить эту формулу:

Математически она отличается от предыдущей формулы только тем, что от n нужно будет вычесть 1. Формально нужно будет также вместо μ (среднее арифметическое) написать X ср.

Применяем практически те же шаги:

1. Найти среднее арифметическое выборки:

Xср = (9 + 2 + 5 + 4 + 12 + 7) / 6 = 39 / 6 = 6,5

2. От каждого значения выборки отнять среднее арифметическое:

X1 – Xср = 9 – 6,5 = 2,5

X2 – Xср = 2 – 6,5 = –4,5

X3 – Xср = 5 – 6,5 = –1,5

X4 – Xср = 4 – 6,5 = –2,5

X5 – Xср = 12 – 6,5 = 5,5

X6 – Xср = 7 – 6,5 = 0,5

3. Каждую полученную разницу возвести в квадрат:

(X1 – Xср)² = (2,5)² = 6,25

(X2 – Xср)² = (–4,5)² = 20,25

(X3 – Xср)² = (–1,5)² = 2,25

(X4 – Xср)² = (–2,5)² = 6,25

(X5 – Xср)² = 5,5² = 30,25

(X6 – Xср)² = 0,5² = 0,25

4. Сделать сумму полученных значений:

Σ (Xi – Xср)² = 6,25 + 20,25+ 2,25+ 6,25 + 30,25 + 0,25 = 65,5

5. Поделить на размер выборки, вычитав перед этим 1 (т.е. на n–1):

(Σ (Xi – Xср)²)/(n-1) = 65,5 / (6 – 1) = 13,1

6. Найти квадратный корень:

S = √((Σ (Xi – Xср)²)/(n–1)) = √ 13,1 ≈ 3,6193

ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1. ОБОЗНАЧЕНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

1.1. Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

1.2. Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на черт.1.

При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

1.3. В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных на черт.2.

Высота должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота равна (1,5. 5) . Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.

В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак (черт.2а).

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована только удалением слоя материала, применяют знак (черт.2б).

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала, применяют знак (черт.2в) с указанием значения параметра шероховатости.

1.2, 1.3. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1.4. Поверхности детали, изготовляемой из материала определенного профиля и размера, не подлежащие по данному чертежу дополнительной обработке, должны быть отмечены знаком без указания параметра шероховатости.

Состояние поверхности, обозначенной знаком , должно соответствовать требованиям, установленным соответствующим стандартом или техническими условиями, или другим документом, причем на этот документ должна быть приведена ссылка, например, в виде указания сортамента материала в графе 3 основной надписи чертежа по ГОСТ 2.104-2006.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.6. При указании диапазона значений параметра шероховатости поверхности в обозначении шероховатости приводят пределы значений параметра, размещая их в две строки, например:

В верхней строке приводят значение параметра, соответствующее более грубой шероховатости.

1.5-1.7. (Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

1.8. При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке (см. черт.3):

параметр высоты неровностей профиля

параметр шага неровностей профиля

относительная опорная длина профиля

(Измененная редакция, Изм. N 3).

1.9. При нормировании требований к шероховатости поверхности параметрами , , базовую длину в обозначении шероховатости не приводят, если она соответствует указанной в приложении 1 ГОСТ 2789-73 для выбранного значения параметра шероховатости.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.10. Условные обозначения направления неровностей должны соответствовать приведенным в таблице. Условные обозначения направления неровностей приводят на чертеже при необходимости.

Методы осуществления контроля

Для осуществления контроля шероховатости поверхности используются два метода:

  • качественный;
  • количественный.

При проведении качественного контроля проводится сравнительный анализ поверхности рабочего исследуемого и стандартного образцов путем визуального осмотра и на ощупь. Для проведения исследования выпускаются специальные наборы образцов поверхностей имеющих регламентную обработку согласно ГОСТ 9378-75. Каждый образец имеет маркировку с указанием показателя Ra и метода воздействия на поверхностный слой материала (шлифовка, точение, фрезерование т.д.). Используя визуальный осмотр можно достаточно точно дать характеристику поверхностного слоя при характеристиках Ra=0.6-0.8 мкм и выше.

Образцы шероховатости поверхности

Количественный контроль поверхности проводится с использованием приборов работающих с применением разных технологий:

  • профилометра;
  • профилографа;
  • двойного микроскопа.

Понятие качества поверхности металла после обработки

После обработки на фрезерном станке, как и после других работ с заготовкой, на ее поверхности образуются неровности – гребешки и впадины (иначе говоря, шероховатости и волнистости). В верхних слоях материала также появляется остаточное напряжение, на некоторых глубинах проката возникает разность твердости, которая проявляется как упрочнение или наклеп. Такие изменения влияют на свойства готовых изделий и, следовательно, на качество их поверхностей. Все эти характеристики и определяют класс обработки металла.

Качество готовых деталей определяется как их физическими, так и геометрическими показателями.

Физические критерии качества.

Качество поверхности изделия определяется соотношением физических и механических свойств его центральной части с наружной.

Во время обработки металлических заготовок их поверхность подвержена пластическим изменениям, поэтому и прочие характеристики материала в готовом изделии отличаются от первоначальных. Внешняя часть пластины при этом упрочняется, в ней появляются внутренние напряжения.

После финального этапа обработки металла на фрезерной установке упрочненный слой распространяется всего на несколько сотых миллиметра, тогда как после первичного воздействия цилиндрической фрезой его толщина в среднем составляет 0,04–0,08 мм, достигая при этом и 0,12 мм. При воздействии торцевой фрезой параметр равняется 0,06–0,1 мм, хотя может быть и 0,2 мм. Возникающие внутренние напряжения и упрочнения поверхности понижают класс обработки металла за счет уменьшения усталостной прочности изделия. Такие деформации сокращают эксплуатационный срок детали, что приводит к необходимости ее скорой замены.

Рекомендуем статьи по металлообработке

  • Марки сталей: классификация и расшифровка
  • Марки алюминия и области их применения
  • Дефекты металлический изделий: причины и методика поиска

Микрогеометрические критерии качества.

При грубой черновой обработке зубчатой фрезой на больших оборотах и при повышенной глубине сечения на кромке изделия остаются неровности, которые заметны невооруженным глазом и легко определяются на ощупь. Шероховатости и волнистости, образующиеся при промежуточной и чистовой обработке на малых оборотах и при неглубокой резке, визуально незаметны и едва прощупываются.

Класс геометрической точности обработки металла зависит от наличия на поверхности изделия неровностей: впадин, гребешков, шероховатостей и пр. Подобные дефекты на малой площади поверхности называются ее микрогеометрией.

Микрогеометрия поверхности при обработке проката зависит от:

  • геометрии фрезы, ее качества и степени износа;
  • вибраций, возникающих из-за недостаточной жесткости станка или его рабочих элементов;
  • установленных настроек работы фрезерной машины (скорости и глубины раскроя, подачи на зуб, охлаждения);
  • механических свойств обрабатываемого листа и самой фрезы.

4 КЛАССИФИКАЦИЯ, ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И РАЗМЕРЫ

4.1 Способы обработки, воспроизводимые образцами, форма образца и основное направление неровностей поверхности образца должны соответствовать указанным в .

Таблица 1

Форма образца

Условное обозначение способа обработки

Расположение неровностей

Описание

Условное изображение

Точение

Цилиндрическая выпуклая

Т

Прямолинейное

Расточка

Цилиндрическая вогнутая

Р

Фрезерование цилиндрическое

Плоская

ФЦ

Строгание

Плоская

С

Шлифование периферией круга

Плоская,

ШП

цилиндрическая выпуклая,

ШЦ

цилиндрическая вогнутая

ШЦВ

Точение торцовое

Плоская

ТТ

Дугообразное

Фрезерование торцовое

Плоская

ФТ

Фрезерование торцовое

Плоская

ФТП

Перекрещивающееся дугообразное

Шлифование торцовое

Плоская

ШТ

Шлифование чашеобразным кругом

Плоская

ШЧ

Электроэрозионная обработка

Плоская

Э

Не имеющее определенного направления штриха

Дробеструйная, пескоструйная обработка

Плоская

ДС

ПС

Полирование

Плоская, цилиндрическая выпуклая

ПП

ПЦ

Путаный штрих

Примечание — Образцы шероховатости должны характеризовать особенности только воспроизводимого способа обработки

4.2 Ряды номинальных значений параметра шероховатости Ra поверхности образца в зависимости от воспроизводимого способа обработки и базовые длины для оценки шероховатости должны соответствовать указанным в .

Примечание — По требованию заказчика поверхность образца может дополнительно оцениваться параметрами шероховатости RZ, Rmax, Sm, S, tP, значения которых не нормируются и приводятся как справочные по результатам измерений

Таблица 2

Параметр шероховатости Ra, мкм

Базовая длина l, мм

Шлифование

0,050

0,25

0,100

0,25

0,200

0,25

0,400

0,80

0,800

0,80

1,600

0,80

3,200

2,50

Точение и расточка

0,4

0,8

0,8

0,8

1,6

0,8

3,2

2,5

6,3

2,5

12,5

2,5

Фрезерование

0,4

0,8

0,8

0,8

1,6

2,5

3,2

2,5

6,3

8,0

12,5

8,0

Строгание

0,8

0,8

1,6

0,8

3,2

2,5

6,3

2,5

12,5

8,0

25,0

8,0

Электроэрозионная обработка

0,4

0,8

0,8

0,8

1,6

0,8

3,2

2,5

6,3

2,5

12,5

2,5

Дробеструйная и пескоструйная обработка

0,2

0,8

0,4

0,8

0,8

0,8

1,6

0,8

3,2

2,5

6,3

2,5

12,5

2,5

25,0

2,5

Полирование

0,006

0,08

0,0125

0,08

0,025

0,08

0,050

0,25

0,100

0.25

0,200

0,80

Примечания

1 Средний шаг неровностей поверхности образца не должен превышать 1/3 базовой длины.

2 Приведенный в таблице ряд значений параметра Ra — предпочтительный. Допускается изготовление образцов с другими значениями параметра Ra по ГОСТ 2789 с градацией не менее 2.

3 Малые значения параметра Ra (до 0,1 мкм) приведены, в основном, не для сравнения с поверхностями контролируемых деталей, а для того, чтобы дать представление пользователю о различиях между этими значениями (например, 0,006; 0,0125; 0,025; 0,05 и 0,1 мкм), которые могут быть отмечены визуально.

4.3 Ширина образцов сравнения должна быть не менее 20 мм. Длина образцов должна быть не менее:

— 20 мм при Ra от 0,025 до 12,5 мкм и базовой длине до 2,5 мм;

— 30 мм при Ra от 6,3 до 12,5 мкм и базовой длине 8 мм;

— 50 мм при Ra, равном 25 мкм.

Радиус кривизны цилиндрических образцов должен быть в пределах 20-40 мм.

4.4 Способы изготовления образцов Образцы могут изготовляться:

— применением способа обработки, который должен воспроизвести образец;

— гальванопластическим методом изготовления позитивных отпечатков с матриц;

— изготовлением с матриц позитивных отпечатков, выполненных из пластмассы или других материалов и воспроизводящих на вид и на ощупь обработанную поверхность.

4.5 Условные обозначения образцов

В условном обозначении образца (или набора образцов) шероховатости указывают:

— номинальное значение (или интервал значений для набора) параметра шероховатости Ra;

— условное обозначение способа обработки (по );

— обозначение настоящего стандарта.

Например: Образец шероховатости 1,6 ШЧ ГОСТ 9378-93 или Набор образцов шероховатости 0,2-0,8 ШЦВ ГОСТ 9378-93, где 1,6 и 0,2-0,8 — значения параметра шероховатости Ra; ШЧ — шлифование чашеобразным кругом; ШЦВ — шлифование периферией круга, форма образца цилиндрическая вогнутая.

Методы и приборы для измерения волнистости

За рубежом волнистость определяется в соответствии со стандартами ISO (ISO 4287 и ISO 16610-21), а также согласно американскому стандарту ASME B46.1.

Измерения волнистости поверхности проводятся с помощью специальных профилометров и приборов для измерения шероховатости. То есть, с помощью стилуса (контактный щуповой метод) и с помощью бесконтактных оптических и лазерных приборов. Самым простым прибором, используемым для оценки волнистости поверхности,можно назвать волнометр (микротопограф). Волнометр использует пластиковый наконечник, собирающий информацию о состоянии поверхности детали. Собранные данные регистрируются в виде электронных сигналов высокого и низкого диапазонов. Таким образом, исследуя шарикоподшипник, сигнал низкого диапазона — 4-17 колебаний при каждом измерении, а сигнал высокого диапазона – 17- 3390 раз при каждом измерении (низкий сигнал означает наличие волнистости). Затем полученные сигналы передаются в осциллограф для анализа.

Обозначения отклонения неровности поверхностей

На чертеже шероховатость указывается согласно приведённой ниже схеме.

Как видно, внешнее обозначение напоминает математический квадратный корень с соответствующими надписями в определенных местах. Каждая такая надпись характеризует определенный параметр шероховатости. Разберем их более подробно.

В левом верхнем углу указывается значение шероховатости по Ra и Rz. При чем стоит отметить, что если показано просто число, то автоматически это имеется ввиду Ra. Для обозначения Rz, необходимо дополнительно дописать буквенное примечание.

Существует три разновидности формы этого математического корня:

Треугольник без верхнего основания указывает, что способ получения шероховатости не задан конструктором

Есть требования к качеству поверхности, а каким способом оно будет достигнуто (шабрение, полировка и прочее) неважно.
С кругом в вершине. Поверхность не нуждается в дополнительном улучшении.
С верхним подчеркиванием

Этот знак говорит, что шероховатость должна достигаться обязательным снятием слоя металла.

В зоне над полкой прописывается тип механической обработки с помощью которой нужно довести поверхность до заданного значения Ra и Rz. Обычно сюда прописываются такие термины как «полировать», «шабрить» и прочее виды механической обработки.

В левом нижнем углу под полкой прописывается направление линий неровностей шероховатости. Разберем этот параметр на примере. Допусти Вам нужно прошлифовать поверхность стола абразивным кругом. В зависимости от того как Вы будете направлять инструмент пойдут линии шероховатости. Если будете его водить кругами, то Вы увидите волны от следов круга. Если движения будут пересекать друг друга, то плоскость стола будет в крестах. Это и регулирует данный параметр

В некоторых случаях это не важно, а некоторых имеет решающее значение

Справа от направлений линий неровностей становиться значение базовой длины, на которой измеряется шероховатость. Ее значение стандартизировано и необходимы для того, чтобы минимизировать воздействие на точность измерения плоскостью прогиба самой поверхности.

Рейтинг: /5 —
голосов

Основа шкурки

При изготовлении наждачной бумаги абразив наносится на основу. Основа может быть изготовлена из различных материалов, распространенными из которых считаются бумага и ткань.

На бумажной основе

Основную массу всех наждачек составляют шкурки на бумажной основе. Бумага считается удобным, дешевым, но недолговечным материалом. Интенсивная работа с наждачкой неизбежно приведет к истиранию основы. Несколько продлевает срок службы специальная пропитка, которую наносят на бумагу во время производства. Пропитка представляет собой разновидность полимера или каучука. Обработанная бумага обладает повышенными прочностными и упругими свойствами. К тому же, на пропитанную поверхность намного лучше ложится абразив.

На тканевой основе

Тканевая основа намного прочнее бумажной. На ткани делают шкурки, предназначенные для интенсивной эксплуатации в специальных обрабатывающих станках. Ткань упруга, надежна и долговечна. Однако стоимость таких наждачек несколько выше бумажных. Соответствующая пропитка позволит сделать основу еще прочнее, а также защитить от вредного воздействия влаги.

Помимо тканевых и бумажных основ существуют комбинированные материалы. Они сочетают в себе лучшие свойства каждого материала и предпочтительны для большинства работ. На комбинированных основах создается большинство крупнозернистых шкурок.

Иногда в продаже можно встретить шкурки на губчатой основе. Такой подход весьма удобен, так как позволяет долго использовать бумагу в интенсивном режиме даже в условиях высокой запыленности или влажности.