Шероховатость поверхности, как способ обработки

Министерство науки и образования

Казанский национальный исследовательский технологический университет

СРС по дисциплине:

Компьютерная графика.

По теме: «Шероховатость поверхности, как способ обработки»

Выполнил:

Студент группы 221-321

(шифр 201 458)

Семенов В.В.

Проверил:

Сагадеев В.В.                                                  

Казань 2013 г.

Шероховатость поверхностей

Параметры шероховатости

Геометрические характеристики качества поверхности деталей  оказывают весьма существенное влияние на эксплуатационные показатели. Термины и определения шероховатости поверхностей установлены ГОСТ 25142-82(СТ СЭВ 1156-78), параметры и характеристики ГОСТ 2789-73* (СТ СЭВ 638-77). Последний введен в действие в январе 1981г; при этом была изменена терминология, упразднены классы шероховатости. введены новые таблицы.

         Шероховатость поверхности- совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

         Шероховатость поверхностей оценивается по неровностям профиля (чаще поперечного) путем сечения реальной поверхности плоскостью ( в основном в поперечном сечении). Шероховатость рассматривают в пределах ограниченного участка (рис1) длина L  которого называется базовой длиной. База для отсчета отклонений профиля-  средняя линия m профиля. В соответствии с ГОСТ ГОСТ 2789-73* (СТ СЭВ 638-77) приняты шесть параметров шероховатости: три высотных (Ra,Rz, Rmax), два  шаговых (Sm,S) и параметр относительной опорной длины профиля (tp).

Ra, мкм	l, мм
До 0,025	0,08
Св. 0,025 » 0,4	0,25
» 0,4 » 3,2	0,8
» 3,2 » 12,5	2,5
» 12,5 » 100	8,0

Таблица 9. Соотношение значений параметров Rz, Rmax и базовой длины l

Rz=Rmax, мкм	l, мм
До 0,10	0,08
Св. 0,10 » 1,6	0,25
» 1,6 » 12,5	0,8
» 12,5 » 50	2,5
» 50 » 400	8

Таблица 10. Определения и обознвчения параметров шероховатости

Наименование параметров шероховатости	Условное обозначение	Определение
Наименование параметров шероховатости		Условное обозначение Определение
Базовая линия (поверхность)		Линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности
Нормальное сечение		Сечение, перпендикулярное базовой поверхности
Базовая длина	l	Длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности
Средняя линия профиля	m	Базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, чтоб в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально
Выступ профиля		Часть реального профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией профиля, направленная из тела
Впадина профиля		Часть реального профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией, направленная из тела
Линия выступов профиля		Линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины
Линия впадин профиля		Линия, эквидистантная средней линии, проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины
Неровность профиля		Выступ профиля и сопряженная с ним впадина профиля
Направление неровностей поверхности		Условный рисунок, образованный нормальными проекциями экстремальных точек неровностей поверхности на среднюю поверхность
Шероховатость поверхности		Совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами. выделенная с помощью базовой длины
Шаг неровностей профиля		Отрезок средней линии профиля, ограничивающий неровность профиля
Шаг местных выступов профиля		Длина отрезка средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних местных выступов профиля
Средний шаг неровностей	Sm	Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины
Средний шаг неровностей профиля по вершинам	S	Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины
Высота неровностей профиля по десяти точкам	Rz	Сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины: Для средней линии, имеющей форму отрезка прямой (рис.1)
Наибольшая высота профиля	Rmax	Расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины
Отклонение профиля	Y	Расстояние между любой точкой профиля и средней линией
Среднее арифметическое отклонение профиля	Ra	Среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины: или приблизительно где l - базовая длина.
Опорная длина профиля	ηp	Сумма длин отрезкой в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии
Относительная опорная длина профиля		Отношение опорной длины профиля к базовой длине
Уровень сечения профиля	p	Расстояние между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантной линии выступов профиля

Обозначение шероховатости поверхностей

         Шероховатость поверхности обозначают на чертежах в соответствии с ГОСТ 2.309-73* (СТ СЭВ 1632-79). Этим стандартом предусмотрены и правила нанесения обозначений на чертежах изделий всех отраслей промышленности.

         Шероховатость поверхности должна быть обозначена на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, кроме тех из них, для которых нормирование требований к шероховатости не обусловлено требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости  поверхности приведена на рис.2

Полку знака чертят, когда в обозначении шероховатости имеются кроме параметра дополнительные данные.

В обозначении шероховатости следует применять один из знаков, изображенных на рис. 3. Выполняют знаки сплошной тонкой линией, толщина которой приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже. высота h должна  приблизительно равна применяемой на чертеже высоте размерных чисел. Высота H равна (1,5...3) h.                                  

                                                                 Рис.3

а. Обозначение шероховатости поверхности без указания способа обработки

б. Обозначение шероховатости поверхности при образовании которой обязательно удаление слоя материала

в. Обозначение шероховатости поверхности при образовании которой осуществляется без удаление слоя материала

Шероховатость поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается, обозначают знаком, изображенном на рис. 3а. В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, шлифованием, травлением и т.п., применяют знак, приведенный на рис.3б. Шероховатость поверхности, полученной без удаления слоя материала, например, литьем, ковкой, объемной штамповкой, прокатом, волочением, и т.п., обозначают знаком изображенном на рис.3 в. Этот же знак используют  для обозначения поверхностей, не выполняемых по данному чертежу. Состояние поверхности, обозначенной таким знаком, должно удовлетворять требованиям, установленным соответствующим стандартом или техническими условиями, причем на этот документ должна быть ссылка в графе 3 основной надписи чертежа (например, может быть указан сортамент материала).

         Значение параметра шероховатости по ГОСТ 2789-73* (СТ СЭВ 638-77) в обозначении шероховатости указывают: для параметра Ra без символа, например:1,25; для остальных параметров- после соответствующего символа, например: Rmax 1,25; Sm 0,50; S 0,025;   Rz 25;  t50 =70% ( указана относительная опорная длина профиля tp=70% при уровне сечения профиля p=50%).

         При необходимости указания диапазона значений параметра шероховатости в обозначении приводят пределы значений параметра. размещая их в две строки, например:

 

  

         Два и более параметра шероховатости поверхности записывают в обозначении сверху вниз в следующем порядке (рис 4): параметр высоты неровности профиля; параметр  шага неровностей профиля; относительная опорная длина профиля.

Номинальное значение параметра шероховатости в обозначении приводят с предельными отклонениями по ГОСТ 2789-73*, например:

Ra 1 + 20 %; Rz 160 _{–10 %} ; Sm 0,50 ^{+20 %}; t₅₀ 70 ± 40 % и т. п.

         Базовую длину в обозначении шероховатости поверхности не указывают, если требования к шероховатости нормируют указанием параметра Ra  или  Rz, и определение параметра должно производиться в пределах базовой длины, соответствующей значению параметра в таблице ГОСТ 2789-73* (СТ СЭВ 638-77).

Вид обработки поверхности приводят в обозначении поверхности только в случаях, когда он является единственно пригодным для получения требуемого  качества поверхности (рис 5, знак "М" указывает на произвольный тип направления поверхностей).

                                                                Рис. 5

Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхности (рис.6,а) с разъяснением её в технических требованиях чертежа (рис.6,б). В упрощенном обозначении используют знак шероховатости, вид обработки которой конструктором не устанавливается, и строчные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений и. как правило, без пропусков.

рис 6.а.б.

Если направление измерения шероховатости должно отличаться от предусмотренного ГОСТ 2789-73*, то его приводят на чертеже. как показано на рис. 7 (знак "×" указывает на перекрещивающийся тип направления неровностей).

Правила нанесения обозначения шероховатости                            поверхностей на чертежах

         Обозначения шероховатости поверхностей на изображении изделия располагают на полках линий-выносок. Обозначения на выносных линиях наносят как можно ближе к размерной линии. При недостатке места допускается располагать обозначения шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях, в также разрывать выносную линию (рис. 8).

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

Обозначение шероховатости поверхности, в которых знак имеет полку, располагают относительно основной  надписи чертежа так, как показано на рис 9 и 10.

Обозначение шероховатости поверхности, в которых знак не имеет полки, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рис. 11. При расположении поверхности в заштрихованной зоне обозначения наносят обязательно на полке линии-выноски.

          При изображении изделия с разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения, по возможности ближе к месту указания размеров (рис. 12).

                                      

                рис. 8                                                         рис. 9

              

              рис. 10                                                    рис. 11

             рис. 12                                                               рис.13

         Обозначение шероховатости, одинаковой для всех поверхностей  изделия, на изображении не наносят, а помещают в правом углу чертежа (рис.13). Размеры и толщина линий знака в обозначении шероховатости, вынесенном в правый угол чертежа, должен быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем в обозначениях на изображении.

Когда указывают одинаковую шероховатость для части поверхностей изделия, в правом верхнем углу чертежа помещают обозначение одинаковой шероховатости и условное обозначение  (рис.14). Это означает,, что все поверхности, на изображении которых не нанесены знаки шероховатости, должны иметь шероховатость, указанную в правом верхнем углу чертежа перед знаком в скобках. Размеры знака, взятого в скобки, должны быть одинаковыми с размерами знаков, нанесенных на изображении.

                рис. 14                                                      рис. 15

         Когда часть поверхностей не выполняется по данному чертежу, в правом верхнем углу чертежа перед знаком в скобках помещают знак (рис. 15).Размеры и толщина линий этого знака должны быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем знаков, нанесенных на изображении.

          Если в изделии есть поверхности, шероховатость которых не нормируется, обозначение шероховатости или знак  в правый верхний угол чертежа не выносят.

          Обозначение шероховатости поверхностей повторяющихся элементов изделия (отверстий, пазов, зубьев и т.п.), число которых указано на чертеже, а также обозначение шероховатости одной и той же поверхности наносят один раз, независимо от числа изображений. К повторяющимися элементам не относят симметрично расположенные поверхности.

         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 (рис. 16,а). Через заштрихованную зону линию границы между участками не проводят (рис. 16,б).

      

                       рис. 16,а                                             рис.16,б

Обозначение шероховатости рабочих поверхностей зубьев зубчатых колец, эвольвентных шлицев и т.п., если на чертеже не приведен их профиль, условно наносят на линии делительной поверхности (рис. 17, а...в), а глобоидных червяков и сопряженных с ним колес- на линии расчетной окружности (рис. 17,г).

        а)                    б)                               в)                                  г)

Обозначение шероховатости поверхности профиля резьбы наносят по общим правилам, если есть изображение профиля (рис. 18,а), или условно на выносной линии, которая служит для указания размера резьбы (рис. 18,б,в,г,) на размерной линии или её продолжении (рис.18,д,е,)

         а)                 б)                                   в)                         г)

                     

                д)                                        е)

         Если шероховатость поверхностей, образующих контур, должна быть одинаковой, обозначение шероховатости наносят один раз с использованием вспомогательного знака- окружности (рис. 18). Диаметр вспомогательного знака равен 4...5 мм. В обозначении одинаковой шероховатости поверхностей, плавно переходящих одна в другую, вспомогательный знак не приводят (рис. 19).

            рис. 18      рис.19

         Обозначение одинаковой шероховатости поверхности сложной конфигурации допускается приводить в технических требованиях чертежа со ссылкой на буквенное обозначение поверхности, которое наносят на полке линии - выноски. Линию - выноску проводят от утолщенной штрих-пунктирной  линии, которой обводят поверхность на расстоянии 0,8...1 мм от линии контура (рис.19).

                рис.19

         Обозначая шероховатость поверхностей детали, необходимо по возможности уяснить условия её работы в изделии. Следует сверить (визуально и на ощупь ногтем) шероховатость поверхности детали с образцами шероховатости выпускаемыми предприятиями по ГОСТ9378-75* (СТ СЭВ 849-78).При их отсутствии можно руководствоваться следующими соображениями: поверхности, работающие в условиях, когда стабильность зазора имеет решающее значение (например, поверхности осей и валов быстроходных двигателей, поверхности шариков и роликов подшипников качения и т.п.) и образуемые путем тонкого шлифования и других доводочных операций, имеют шероховатость по шкале Ra 0,05...0,100 мкм; шероховатость на таких поверхностях можно увидеть только в сильную  лупу;     поверхности неподвижных ответственных соединений, испытывающих большие нагрузки (например, соединение зубчатого колеса высокой точности в салом), образуемые путем чистового шлифования, имеют шероховатость 1,60...0,60 мкм. Шероховатость на них можно увидеть только в лупу;           поверхности менее ответственные подвижные (например, обычные соединения зубчатых колес и червяков с валами, трущиеся поверхности клапанов и кранов и т.п.) и неподвижные (например, привалочные поверхности при герметичном соединении без прокладок) имеют шероховатость 3,2...1,6 мкм. Шероховатость едва заметна;

         поверхности в малоответственных подвижных и неподвижных соединениях (например, поверхности деталей, прилегающих к другим деталям, поверхности по запрессовку, втулок,  вкладышей и т.п.), когда стабильность зазора не имеет большого значения, образуемые чистовым точением. грубой шлифовкой, литьем под давлением и другими операциями, имеют шероховатость 6,3...3,2 мкм. Шероховатости заметны;  

         поверхности отверстий под болты, винты, шпильки и т.п. (когда зазор предусмотрен для свободного соединения деталей), образуемые вырубанием на штампах, черновым точением, сверлением и другими операциями, имеют шероховатость по шкале Rz 80...20мкм. шероховатости ясно заметны и легко обнаруживаются ощупыванием;

         поверхности образованные без снятия слоя материала, например, литьем в земляные формы и кокили, и не соприкасающиеся в изделии с другими поверхностями, имеют шероховатость по шкале Rz 80...400 мкм и более. Шероховатости хорошо видны.

 Шероховатость поверхностей некоторых видов изделий стандартизирована, например поверхности стандартных болтов и гаек класса точности В  должны иметь шероховатость по шкале Rz 12,5...6,3 мкм и т.д.

         Шероховатость поверхности зависит от способа образования поверхности. Так, при обработке резанием шероховатость может иметь следующие значения;

при точении черновом - Rz160...40 мкм, чистовом- 5...0,63мкм, алмазном - 0,32...0,08; при строгании черновом - 320...80мкм, чистовом - 5...2,5; при обработке долбяком черновой - 80...40 мкм, чистовой - 5...2,5 мкм; при фрезеровании черновом - 160...40 мкм, чистовом - 5...1,25 мкм, тонком - 2,5...0,63 мкм; при шлифовании грубом - 40...10, чистовом - 2,5...0,63, тонком - 0,63...0,16; притирочные (доводочные) операции - 0,16...0,2; при сверлении - 80...40; при развертывании чистовом - 1,25...0,63, отделочном - 0,63...0,10; при зенкеровании цилиндрическом и коническом - 20...10 мкм.

         Шероховатость поверхности деталей из латуни и бронзы при тех же технологических операциях получается меньшей, чем для стали.

Таблица . Тип направление неровностей, изображение и обозначение.

Схематичное изображение	Обозначение

Список использованной литературы

1.     Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения  чертежей:

2.     Учебник для втузов/ В.С. Левицкий - М.: Высш. шк., 2002.

3.     Справочное руководство по черчению/ В.Н. Богданов, И.Ф. Малежик. А.П. Верхола и др. - М.: Машиностроение 1989г.