3.7.4 Прочность деталей

Качество поверхности в значительной мере влияет на прочность деталей, особенно при переменных нагрузках. Концентрация напряжений, вызывающая разрушение детали, происходит вследствие неровностей ее поверхностей. Высокая чистота поверхности, полученная в результате отделочных операций, значительно повышает усталостную прочность, так как чем меньше микронеровности, тем меньше возможность появления поверхностных трещин от усталости металла.

3.7.5 Сопротивление коррозии

Коррозия поверхностей металлических деталей вызывается действием газов, жидкостей, атмосферным влиянием. Чем больше шероховатость обработанной поверхности, тем активнее воздействие коррозии. Антикоррозионная стойкость значительно повышается с улучшением качества поверхности.

На грубошероховатой поверхности вещества, вызывающие коррозию, осаждаются во впадинах и углублениях; коррозия распространяется в направлении основания гребешков, в результате чего они под воздействием силы трения отрываются от поверхности, образуя новые впадины и выступы, и таким образом появляются новые очаги коррозии и разрушения.

3.7.6 Другие эксплуатационные требования

Требования высокой чистоты поверхности вызываются иногда особыми условиями работы деталей машин (например, лопаток турбин) или приборов и измерительных инструментов, особыми требованиями к плотности соединений, декоративной отделке, содержанию в чистоте.

3.7.7 Критерии и классификация шероховатости поверхностей

Критерии оценки и классификация шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789-73.

Под шероховатостью поверхности, получающейся в результате обработки, понимается совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается в зависимости от характера поверхности и равна базовой длине.

3.7.8 Параметры и определения

Базовой линией является так называемая средняя линия профилей, проведенная таким образом, что в пределах базовой длины S сумма квадратов расстояний точек измеряемого профиля до этой линии минимальна (рис. 3.14). Базовая длина S - длина линии, в пределах которой производится оценка параметров шероховатости (S= 0,01…25 мм).

Рисунок 3.14 - Рельеф поверхности по ГОСТ 2789-73

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

;

или приближенно

.

Rz - высота неровностей по десяти точкам - это среднее расстояние Н между пятью высшими и пятью низшими точками измеряемого профиля в пределах базовой длины S

.

4 Средства контроля качества промышленной продукции

В связи с высоким техническим уровнем современного производ­ства к методам и средствам контроля качества продукции предъ­являют высокие требования по быстродействию, механизации и автоматизации контрольных операций как при ее изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Развитие средств контроля идет в направлениях повышения точности измерений, уменьшения габа­ритных размеров и массы приборов, снижения измерительных уси­лий приборов, в частности, при линейно-угловых измерениях, при­менения новых физических методов измерений.

Перспективным направлением развития измерительной техни­ки является механизация и автоматизация контрольных операций, - как важное средство в повышении качества продукции, ее на­дежности, а также снижения затрат на контроль, исключения влия­ния субъективности контроля и повышения точности.

Средства контроля качества, используемые при изготовлении изделий, могут быть разделены на три группы:

1) средства неавтоматического контроля;

2) автоматы и автоматические системы контроля;

3) средства контроля автоматических систем управления техноло­гическими процессами.

Средства неавтоматического контроля исполь­зуются для получения информации об одном или нескольких па­раметрах, характеризующих качество изделия. Обычно они приме­няются при ручном контроле и отличаются низкой производитель­ностью и сравнительно большой трудоемкостью контроля.

Автоматы и автоматические системы (линии) контроля обеспечивают получение информации о параметрах, всесторонне характеризующих качество контролируемого объек­та. В состав таких систем могут входить автоматические транс­портирующие, сканирующие и сортирующие устройства, индика­торы и регистраторы различных видов. В основном эти системы предназначены для разбраковки контролируемых изделий по прин­ципу «годно - брак» или рассортировки по одному или несколь­ким параметрам. Примерами таких систем служат автоматы для сортировки шариков по диаметру, автоматы для контроля и сорти­ровки пальцев и поршней, линия комплексного неразрушающего контроля стальных прутков, осуществляющая автоматическую разбраковку по следующим параметрам: дефекты нарушения оплошности, обезуглероженные участки, марка сталей, диаметр прутка.

Средства контроля автоматических систем управления технологическими процессами (АСУТП), предназначены для выдачи такой информации, которая может быть использована для активного воздействия на ход технологического процесса в случае его нарушения. В состав систем АСУТП, кроме автоматических линий контроля, входят средства вычислительной техники и автоматики для формирова­ния управляющих воздействий.

Линейные и угловые методы и средства изме­рения составляют 80…90% от всех существующих в промышлен­ности видов измерений. Широкое распространение получили уни­версальные средства контроля, используемые для линейно-угловых измерений.

Номенклатура измерительных средств современного производ­ства включает: измерительные головки; оптико-механические при­боры для измерения длины; приборы для измерения погрешностей формы и взаимного расположения поверхностей; приборы для контроля шероховатости поверхности и др.

Измерительные головки представляют собой много­звенный рычажный механизм, у которого линейные перемещения измерительного наконечника преобразуются в пропорциональные угловые перемещения стрелки. Конструкция рычажного механиз­ма определяет их деление на пружинные, рычажно-зубчатые и зуб­чатые. Независимо от конструкции механизма головки делятся на осевые, с перемещением измерительного стержня 'параллельно шкале головки, и торцевые - с перемещением измерительного стержня перпендикулярно шкале.

В измерительной пружинной головке - микрокаторе использует­ся ленточная спирально завитая пружина. Механизм микрокатора позволяет получить передаточные отношения до 10000 и более, он не имеет погрешности обратного хода, так как в нем отсутствуют изнашивающиеся детали. Разновидностью микрокатора является мианикатор, представляющий собой боковой индикатор, его конст­рукция позволяет менять направление измерения. Другой разно­видностью пружинной головки является микатор, при уменьшен­ных габаритных размерах эта головка имеет большие пределы измерения. В оптикаторе вместо стрелки на пружине укреплено миниатюрное зеркальце. Пучок света от осветителя попадает на него и отражается на шкалу. В приборе имеются указатели поля допуска в виде светофильтров, окрашивающих белый «зайчик» указателя в разные цвета при выходе контролируемого размера на заданные пределы.

Оптико-механические приборы для измерения длины основаны на сочетании оптического рычага с механической пе­редачей. Наиболее распространенными приборами этой группы являются вертикальные и горизонтальные оптиметры. Вертикаль­ный оптиметр служит для измерения наружных размеров гладких точных изделий и калибров, а горизонтальный - для измерения наружных и внутренних размеров. Их можно использовать с изме­рительными наконечниками различной формы и размеров.

Контактные интерферометры выпускаются двух типов: верти­кальные и горизонтальные. Подвижное зеркало интерферометра жестко связано с измерительным наконечником, контактирующим с измеряемым изделием. Смещение стержня вызывает пропорцио­нальное перемещение интерференционных полос. Длинномеры слу­жат для высокоточных измерений наружных линейных размеров изделий методом непосредственных и сравнительных измерений. Для дистанционных линейных измерений бесконтактным способом служат катетометры.

Контроль погрешностей формы и взаимного расположения по­верхностей является более сложным, чем контроль линейных раз­меров, так как при этом приходится решать сложные пространст­венные задачи. Приборы для контроля круглости наружных и внутренних цилиндрических поверхностей позволяют проводить запись результатов измерений на специальную диаграмму. Опти­ческая линейка является высокоточной мерой прямолинейности, она может применяться во всех случаях, где раньше использова­лись обычные поверочные или лекальные линейки, при этом точ­ность измерений возрастает в несколько раз. Карусельный плоскомер служит для контроля точных плит методом измерения откло­нений поверхности от плоской траектории чувствительного элемен­та. Автоколлиматоры применяются для контроля непрямолиней­ности, взаимной непараллельности осей и поверхностей. Для этой же цели служат визирные приборы и уровни.

Контроль шероховатости поверхностей осущест­вляют с помощью профилометров, из которых наиболее перспек­тивным является профилограф - профилометр, имеющий механи­ческий привод и обеспечивающий запись результатов (профилограмм) на бумагу. Для измерения высоты микронеровностей ис­пользуются микроинтерферометры.