Отклонения геометрических параметров деталей (стр. 4 из 9)
Отклонение профиля продольного сечения - наибольшее расстояние Δ от точек образующих реальной поверхности, лежащих в плоскости, проходящей через ее ось, до соответствующей стороны прилегающего профиля в пределах нормируемого участка L. Отклонение профиля продольного сечения характеризует отклонения от прямолинейности и параллельности образующих. Частными видами отклонения профиля продольного сечения являются конусообразность, бочкообразность и седлообразность. Конусообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие прямолинейны, но не параллельны. Бочкообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейные диаметры увеличиваются от краев к середине сечения. Седлообразность - отклонение профиля продольного сечения, при котором образующие непрямолинейны и диаметры уменьшаются от краев к середине сечения
Бочкообразность чаще всего возникает при обтачивании тонких длинных валов в центрах без люнетов (в средней части под влиянием сил резания возникают большие упругие прогибы, чем по краям). Толстые короткие валы чаще получаются седлообразными из-за большого смещения вала по краям (составляющие силы резания распределяются между обоими центрами более равномерно). Бочкообразность и седлообразность могут возникнуть также вследствие погрешности направляющих станин станков и других причин. Для получения требуемой формы деталей целесообразно отделочные операции выполнять после окончательной термической обработки. Причиной конусообразности являются износ резца, несовпадение геометрических осей шпинделя и пиноли задней бабки станка (смещение центров), отклонение от параллельности оси центров направляющим станины.
Отклонения третьего порядка – отклонения, имеющие форму волнистости
Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину 1. Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности. Условно границу между различными порядками отклонений поверхности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте неровностей Wz. При (Sw/Wz) < 40 отклонения относят к шероховатости поверхности, при 1000≥(Sw/Wz)≥40 - к волнистости, при (Sw/Wz) > 1000 - к отклонениям формы.
Высота волнистости Wz - среднее арифметическое из пяти ее значений (W1, W2,..., W5), определенных на длине участка измерения Lw, равной не менее пяти действительным наибольшим шагам Sw волнистости:
Wz = (W1 + W2 + W3 + W4 + W5)/5
Допускается непоследовательное расположение участков измерения.
Предельные числовые значения Wz следует выбирать из ряда: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200 мкм.
Отдельное измерение волнистости выполняют на длине lwi, равной пятой части длины Lw. Наибольшая высота волнистости Wmax - расстояние между наивысшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах длины Lw, измеренное на одной полной волне.
Средний шаг волнистости Sw - среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии Swi, ограниченных точками их пересечения с соседними участками профиля волнистости:
Положение средней линии mw определяется так же, как и положение средней линии профиля т шероховатости.
Форма волны зависит от причин, которые вызывают волнистость поверхности. Чаще волнистость имеет синусоидальный характер, что является следствием колебаний в системе станок - приспособление-инструмент-деталь, возникающих из-за неравномерности сил резания, наличия неуравновешенных масс, погрешностей привода и т. п.
Отклонения, имеющие форму шероховатости
Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины. Базовая длина l – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Базовая линия (поверхность) – линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров детали. Шероховатость является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали, возникающей вследствие образования стружки, копирования нepовностей режущих кромок инструмента и трения его о деталь, вырывания с поверхности частиц материала и других причин. Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля m, т. е. базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально. Систему отсчета шероховатости от средней линии профиля называют системой средней линии.
Если для определения шероховатости выбран участок поверхности длиной l, другие неровности (например, волнистость), имеющие шаг больше l, не учитывают. Для надежной оценки шероховатости с учетом рассеяния показаний прибора и возможной неоднородности строения неровностей измерения следует повторять несколько раз в разных местах поверхности и за результат изменения принимать среднее арифметическое результатов измерения на нескольких длинах оценки. Длина оценки L - длина, на которой оценивают шероховатость. Она может содержать одну или несколько базовых длин l. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
Шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления (получения поверхности) можно оценивать количественно одним или несколькими параметрами: средним арифметическим отклонением профиля Ra, высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz, наибольшей высотой неровностей профиля Rmax, средним шагом неровностей Sm, средним шагом местных выступов профиля S, относительной опорной длиной профиля tp (р - значение уровня сечения профиля). Параметр Ra является предпочтительным.
Параметр Ra характеризует среднюю высоту всех неровностей профиля, Rz - среднюю высоту наибольших неровностей, Rmax -наибольшую высоту профиля. Шаговые параметры Sm, S и tp введены для учета различной формы и взаимного расположения характерных точек неровностей. Эти параметры позволяют также нормировать спектральные характеристики профиля.
Параметры шероховатости, связанные с высотными свойствами неровностей. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra среднее арифметическое из,абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
где l - базовая длина; n - число выбранных точек профиля на базовой длине.
Отклонение профиля y – расстояние между любой точкой профиля и средней линией.
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz - сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой, длины:
где ypi- высота i-гo наибольшего выступа профиля; yvi - глубина i-й наибольшей впадины профиля.
Наибольшая высота неровностей профиля Rmax - расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины l.
Параметры шероховатости, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля.
Средний шаг неровностей профиля Sm - среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины:
где n - число шагов в пределах базовой длины 1; Smi - шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, пересекающей профиль в трех соседних точках и ограниченной двумя крайними точками.
Средний шаг местных выступов профиля S - среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины:
где n - число шагов неровностей по вершинам в пределах базовой длины 1; S - шаг неровностей профиля по вершинам, равный длине отрезка средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних выступов профиля.
Числовые значения параметров шероховатости Ra, Rz, Rmax, Sm и S приведены в ГОСТ 2789-73.
Параметры шероховатости, связанные с формой неровностей профиля.
Опорная длина профиля tp- сумма длин отрезков bi отсекаемых на заданном уровне р в материале профиля линией, эквидистантой средней линии m в пределах базовой длины:
Относительная опорная длина профиля tp - отношение опорной длины профиля к базовой длине:
tp = ηр / l
Опорную длину профиля ηр определяют на уровне сечения профиля р, т. е. на заданном расстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля. Линия выступов профиля - линия, эквидистантиая средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины. Значение уровня сечения профиля р отсчитывают по линии выступов и выбирают из ряда: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70,; 80; 90 % от Rmax. Относительная опорная длина профиля tp может быть равна: 10; 15; 20…90%
Обозначение шероховатости поверхностей.
согласно ГОСТ 2.309-73 шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей детали, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции. В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктор не устанавливает, применяют знак этот знак является предпочтительным. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т. п., применяют знак, указанный на рис. 3, в. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой без снятия слоя материала; например литьем, ковкой, объемной штамповкой, прокатом, волочением и т. п., применяют знак, показанный на рис. 3, г; поверхности, не обрабатываемые по данному чертежу, обозначают этим же знаком. Состояние поверхности, обозначенной этим знаком, должно удовлетворять требованиям, установленным соответствующим стандартом.или. техническими условиями на сортамент материала.