МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Лабораторная работа №1
Влияние режимов обработки на формирование шероховатости поверхностей деталей машин
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу
«Основы технологии машиностроения»
ОМСК 2013 г.
Основные теоретические сведения о качестве обработанной поверхности.
Эксплуатационные свойства деталей машин в значительной мере зависят от качества поверхностного слоя деталей. В свою очередь, качество поверхности деталей машин определяется геометрическими и физико-механическими параметрами поверхностного слоя.
Под геометрическими параметрами поверхности деталей понимают параметры шероховатость в отличие от идеальной номинальной поверхности, изображаемой на чертежах, представляет собой сочетание выступов и впадин с различными шагами. Совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности, рассматривая в пределах базовой длины, называется шероховатостью поверхности.
Шероховатость поверхности принято определять по ее профилю, который образуется в сечение этой поверхности, плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности. При этом профиль рассматривается на длине базовой линии, используемой для оценки геометрических параметров поверхности.
При нормировании шероховатости поверхности принята система отчета, в которой в качестве базовой линии служит средняя линия профиля (рис.1).
Средняя линия профиля (m) - базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная таким образом, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально.
Базовая длина (L) – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Числовые значения базовой длины выбираются из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25 мм.
Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии и проходящая через верхнюю точку профиля в пределах базовой длины.
Линия впадин профиля – линия, эквидистантная средней линии и проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины.
Рис. 1. Профиль шероховатости и его характеристика
В соответствии с ГОСТ 2789-73 установлено шесть параметров шероховатости. В том числе три высотных параметра и три шаговых. К высотным параметрам относятся:
Среднее
арифметическое отклонение профиля (Ra)
– среднее арифметическое из абсолютных
значений отклонений профиля в пределах
базовой длины L:
или
где n – число выбранных точек профиля на базовой длине L.
Таблица 1.
Регламентированные ГОСТом значения Ra в мкм
(предпочтительные значения параметров выделены)
100 |
10 |
1,00 |
0,100 |
0,010 |
80 |
8,0 |
0,80 |
0,080 |
0,008 |
63 |
6,3 |
0,63 |
0,063 |
- |
50 |
5,0 |
0,50 |
0,050 |
- |
40 |
4,0 |
0,40 |
0,040 |
- |
32 |
3,2 |
0,32 |
0,032 |
- |
25 |
2,5 |
0,25 |
0,025 |
- |
20 |
2,0 |
0,20 |
0,020 |
- |
16 |
1,6 |
0,160 |
0,0160 |
- |
12,5 |
1,25 |
0,125 |
0,012 |
- |
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 (L):
где Hi max – высота i-того наибольшего выступа профиля;
Hi min – глубина i-той наибольшей впадины профиля.
Наибольшая высота профиля (Rmax) - расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.
Таблица 2.
Регламентированные ГОСТом значения параметров Rz и Rmax в мкм
(предпочтительное значение параметров выделены)
- |
1000 |
100 |
10,0 |
1,00 |
0,100 |
- |
800 |
80 |
8,0 |
0,80 |
0,080 |
- |
630 |
63 |
6,3 |
0,63 |
0,063 |
- |
500 |
50 |
5,0 |
0,50 |
0,050 |
- |
400 |
40 |
4,0 |
0,40 |
0,040 |
- |
320 |
32 |
3,2 |
0,32 |
0,032 |
- |
250 |
25,0 |
2,5 |
0,25 |
0,025 |
- |
200 |
20,0 |
2,0 |
0,2 |
- |
1600 |
160 |
16,0 |
1,60 |
0,16 |
- |
1250 |
125 |
12,5 |
1,25 |
0,125 |
- |
Если параметры Ra, Rz, Rmax определены на базовой длине в соответствии с табл.3, то эти базовые длины в требованиях к шероховатости не указываются.
Таблица 3.
Соотношение значений параметров Ra, Rz, Rmax и базовой длины.
Ra, мкм |
Rz, Rmax, мкм |
1, мм |
До 0,025 |
До 0,10 |
0,08 |
Св. 0,025 до 0,4 |
Св. 0,10 до 1,6 |
0,25 |
Св. 0,4 до 3,2 |
Св. 1,6 до 12,5 |
0,8 |
Св. 3,2 до 12,5 |
Св. 12,5 до 50 |
2,5 |
Св. 12,5 до 100 |
Св. 50 до 400 |
8,0 |
К шаговым параметрам относятся:
Средний шаг
неровностей профиля (Sm)
– среднее значение шага неровностей
профиля в пределах базовой длины:
где n – число шагов неровностей профиля.
Средний шаг
местных выступов профиля (S)
– среднее значение шага местных выступов
профиля в пределах базовой длины:
где n – число шагов неровностей профиля по вершинам.
Относительна
опорная длина профиля (tp)
– отношение опорной длины профиля к
базовой длине:
где np – опорная длина профиля, определяемая суммой длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне вид материала профиля линией, эквидистантной средней линии;
Bi – длина отрезка, отсекаемого в материале выступа профиля;
p – уровень сечения профиля, определяемый расстоянием между выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантной линии выступов профиля.
Таблица 4.
Регламентированные ГОСТом значения Sm и S в мм.
- |
10,0 |
1,00 |
0,100 |
0,010 |
- |
8,0 |
0,80 |
0,080 |
0,008 |
- |
6,3 |
0,63 |
0,063 |
0,006 |
- |
5,00 |
0,50 |
0,050 |
0,005 |
- |
4,0 |
0,40 |
0,040 |
0,004 |
- |
3,2 |
0,32 |
0,032 |
0,003 |
- |
2,5 |
0,25 |
0,025 |
0,002 |
- |
2,0 |
0,20 |
0,020 |
- |
- |
1,6 |
0,16 |
0,016 |
- |
- |
1,25 |
0,125 |
0,0125 |
- |