Тема 5 качество поверхности Лекция 7

7.1 Качество поверхности

Основные понятия. В отличие от теоретических поверхностей деталей, изображаемых на чертежах, на реальных поверхностях в процессе обработки всегда имеются неровности различной формы и высоты. Характер неровностей зависит от ряда причин: режима обработки, условий охлаждения и смазки режущего инструмента, химического состава и микроструктуры обрабатываемого материала; конструкции, геометрии и режущей способности инструмента, типа и состояния оборудования и т.д. Различают следующие отклонения от теоретических поверхностей:

- макрогеометрические;

- волнистость;

- микрогеометрические.

Макрогеометрические отклонения – единичные, не повторяющиеся регулярно отклонения от теоретической формы поверхности с большим отклонением протяженности поверхности к высоте отклонения (L/h  1000). Такие отклонения характеризуют овальность, конусообразность и др. отклонения от правильной геометрической формы.

Волнистость поверхности представляет собой совокупность периодически чередующихся возвышений и впадин с отношением L/h = 50…1000. Волнистость является следствием вибрации технологической системы, а также неравномерности процесса резания.

Микрогеометрические отклонения или микронеровности, образуются в результате воздействия режущей кромки инструмента на обрабатываемую поверхность, а также вследствие пластической деформации обрабатываемого материала в процессе резания микронеровности определяют шероховатость обработанной поверхности. Шаг микронеровностей имеет отношение к высоте (L/h  50). Характер и направление микронеровностей зависят от направления главного движения резания и направления движения подачи. Направления неровностей имеют условные обозначения и проставляются на чертежах (рис.7.1).

Рис. 7.1 - Разновидности направлений неровностей

Шероховатость поверхности. Под шероховатостью поверхности согласно ГОСТ 25142-82 понимается совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине l (рис. 7.2).

Для количественного определения шероховатости, кроме l, имеется средняя линия профиля – базовая линия, повторяющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии было минимально.

l – базовая длина; 0 – 0 средняя линия профиля

Рис. 7.2 – Микронеровности поверхности

Площади А по обеим сторонам этой линии на длине базы l равны между собой (рис.7.3).

(7.1)

Рис.7.3 – К определению R_a

Числовые значения базовой длины l выбирают из ряда:

0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

Параметрами шероховатости, связанными с высотой неровностей, являются: высота выпуска профиля y_p – расстояние от средней линии профиля до высшей точки выпуска профиля – и y_v – глубина впадины профиля – расстояние от средней линии профиля до низшей впадины его.

Высота неровностей R_z характеризует среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины l пятью высшими точками выступов y_p и пятью низшими точками впадин y_v:

. (7.2)

Среднее арифметическое отклонение профиля R_a – среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

. (7.3)

Шероховатость поверхностей обозначается числовыми значениями параметров R_a и R_z (R_a предпочтительнее). Значения шероховатости поверхности приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Значения шероховатости поверхности

l	Ra	Rz
8	80 40 20	320 160 80
2.5	10 5	40 20
0.8	2.5 1.25 0.63	10 6.3 3.2
0.25	0.32 0.16 0.08	1.6 0.8 0.4

В соответствии с ГОСТ 2.309-73 для обозначения шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак ; знак применяют для обозначения шероховатости поверхности, образуемой без удаления слоя металла, например, литьем, ковкой, штамповкой, прокатом, волочением и т.п.

Ш ероховатость поверхности, образованной удалением слоя материала: точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием, полированием, травлением и т.п., обозначают знаком .

Структура обозначения шероховатости

При необходимости указания кроме параметра вида обработки, базовой длины, условного обозначения направления неровностей применяют знак с полкой, R_a и R_z – в микрометрах (мкм).

П араметры шероховатости указываются следующим образом: для параметра R_a (предпочтительнее) без символа, например , а для остальных параметров – после соответствующего символа, например, .

Качество поверхности влияет на эксплуатационные свойства деталей машин.