Качество поверхности деталей машин после механической обработки Исполнитель

Качество поверхности деталей машин после механической обработки

План лекции:

1. Понятие о качестве поверхности.
2. Значение качества поверхностей деталей машин.
3. Критерии и классификация шероховатости.
4. Спосбы оценки шероховатости.

 {spoiler=Подробнее}

Ключевые слова по теме лекции::

Макрогеометрия; волнистость; микрогеометрия; износоустойчивость; качество неподвижных соединений; шероховатость; прочность деталей; сопротивление коррозии; другие эксплуатационные требования; базовая линия; средняя высота неровностей; среднее арифметическое отклонение; высота неровностей; профилографы, профилометры; эталоны;

1. Понятие о качестве поверхности

Качество обработанной поверхности характеризуется двумя основными признаками:

а) физико-механическими свойствами поверхностного слоя металла;

б) степенью шероховатости поверхности.

Качество поверхностного слоя металла обуславливается свойствами металла и методами механической обработки.

В процессе обработки от действия режущего инструмента поверхностный слой испытывает пластические деформации, и образуется наклёп, твёрдость его повышается, возникают внутренние напряжения. Степень наклёпа и глубина проникновения пластических деформаций зависит от метода обработки и режимов резания.

Различают следующие отклонения обработанной поверхности по геометрическим признакам.

1) Макрогеометрия (макронеровности) поверхности, характеризуемая погрешностями формы - отклонениями от правильной геометричесской формы (овальность, конусность и т.д.).

2) Волнистость поверхности, т.е.наличие периодически повторяющихся, примерно одинаковых волнообразных отклонений.

3) Микрогеометрия (микронеровности) поверхности, т.е. шероховатость, обусловленная наличием гребешков и впадин. Величина микронеровностей характеризует чистоту обработанной поверхности. На рис.8 приведены различные виды поверхностей.

Рис.8. Виды поверхностей: 1-волнистая и шероховатая; 2-волнистая и чистая (гладкая); 3-ровная и шероховатая; 4-ровная и чистая (гладкая).

К числу многих факторов, от которых зависит качество обработанной поверхности, относятся:

а) род и свойства обрабатываемого материала;

б) способ обработки;

в) режим резания металла;

г) жесткость системы СПИД;

д) геометрические параметры инструмента;

е) материал инструмента;

ж) охлаждение в процессе резания.

2. Значение качества поверхностей деталей машин

Параметры и условия работы, характерные для современных машин, предъявляют высокие требования к качеству поверхностей сопрягаемых деталей. Качество поверхностей оказывает значительное влияние на эксплуатационные свойства деталей.

Так, износоустойчивость детали во многом зависит от качества поверхностных слоев. Повышение качества трущихся поверхностей увеличивает срок службы машины, удлиняет их долговечность.

Качество неподвижных соединений. Для получения прочного неподвижного соединения двух деталей, необходимо, чтобы класс шероховатости был достаточно высок.

Прочность деталей. Высокая чистота поверхности, полученная в результатте отделочных операций, значительно повышает усталостную прочность.

Сопротивление коррозии. Коррозия поверхностей металлических изделий вызывается действием газов, жидкостей, атмосферным влиянием. Антикоррозийная стойкость значительно повышается с улучшением качества поверхности.

Другие эксплуатационные требования. Требования высокой чистоты поверхности вызываются иногда особыми условиями работы деталей машин или приборов и измерительных инструментов, особыми требованиями к плотности соедтинений, декоративной отделке, содержанию в чистоте и др.

3. Критерии и классификация шероховатости

Шероховатость - это совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается в зависимости от характера неровности и равна базовой длине.

Базовой линией называется так называемая средняя линия профилей, проведённая таким образом, что в пределах базовой длины S сумма квадратов расстояний точек измеряемого профиля до этой линии минимальна (рис.9). Базовая длина S - длина линии в пределах которой производится оценка параметров шероховатости (S=0,01-25 мм).

Среднее арифметическое отклонение Ra - профиля равно среднему арифметическому из абсолютных значений отклонений профиля h от средней линии в пределах базовой длины S.

 или

Высота неровностей Rz (по десяти точкам) - это среднее расстояние между пятью высшими H и пятью низшими точками измеряемого профиля в пределах базовой длины S.

Rmax - наибольшая высота неровностей.

Рис.9. Рельеф поверхности.

4. Спосбы оценки шероховатости

 Шероховатость (класс шероховатости) поверхности оценивается путём измерения микронеровностей различными приборами, к числу которых относятся следующие основные: профилографы, профилометры, оптические приборы.

Принцип работы профилометров основан на измерении микронеровностей поверхности путём ощупывания её алмазной иглой. При перемещении по поверхности обработанной детали игла вследствие неровностей поверхности колеблется вдоль своей оси, причём частота и амплитуда её колебаний соответствует шагу и высоте неровностей. Прибор имеет электрическое устройство со специальными датчиками, с помощью которого автоматически определяет величину среднеквадратического отклонения от средней линии профиля обработанной поверхности детали.

Профилографы также основаны на принципе ощупывания поверхности алмазной иглой. При помощи записывающего устройства профиль поверхности записывается на специальной ленте в увеличенном виде (заданном масштабе).

В производственных условиях шероховатость поверхности деталей часто оценивают путём сравнения их с эталонами чистоты, представляющими собой плоские или цилиндрические образцы, изготовленные из различных материалов (сталь, латунь и др.) с шероховатостью обработанных поверхностей, соответствующей известной шероховатости.

Наборы образцов - эталонов изготавливают для разных видов механической обработки: точения, шлифования, фрезерования и т.д.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какими признаками характеризуется качество обработанной поверхности?

2.  Какие виды отклонений обработанной поверхности известны?

3. Перечислите факторы от которых зависит качество обработанной поверхности.

4. Как влияет качество обработанной поверхности на эксплуатационные свойства детали?

5. Какими параметрами характеризуется шероховатость обработанной поверхности?

6. Как оценивается шероховатость обработанной поверхности?

{/spoilers}