
книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник
.pdf
|
|
П р од ол ж ен и е табл . 8 |
II аимено- |
Указание предельных отклонений на чертежах |
|
вание |
|
|
отклоне |
условным ооозначснисм |
в технических требованиях |
ния |
о
я
i-Q
ч
4
05
Л
ОС
К
Н
О
я
о
я
ШИШ
1» \0J5\A\
Непараллелыюсть |
|
|||
поверхности |
Б отно |
|
||
сительно |
поверхно |
с£ |
||
сти |
А |
не |
более |
|
0,01 |
мм |
на |
длине |
Х А |
100 мм
11опараллельность оси отверстия Б от носительно оси отвер стия А не более 0,1 мм, перекос оси пе более 0,25 мм
Нсперпепдпкулярность оси отверстия Б относительно оси отверстия А не более
0,04 мм
О
я
о
о
о
г{sfj ®
я
о
ч 4
я • :
© я |
|
|
я я |
■Щ оМ а \ |
|
о я |
||
Я 2 |
|
|
« |
з-з |
|
2 |
о о |
|
5 |
|
|
Я © |
|
|
н д |
|
|
о |
н |
|
Нес-ооспость отвер стия Б относительно отверстия А не более
0,08 мм
Несоосность по верхностей А п Б не более 0,1 мм (до пуск зависимый)
Несимметричность поверхности Б отно сительно оси отвер стия не более
0,04 мм
Непересечепие осей отверстий не более
0,06 мм
о
|
|
П р од ол ж ен и е табл . 8 |
Наимено |
Указание предельных отклонений на чертежах |
|
вание |
|
|
отклоне |
условным обозначенном |
в технических требованиях |
ния |
|
Радиальное биение |
|
|||
|
поверхностей Б и В |
|
|||
|
относительно осп от |
|
|||
о |
верстия |
ио более |
|
||
0,01 мм |
|
|
|
|
|
И |
Торцовое |
биение |
|
||
*]о,иШ\а] |
поверхности |
Б |
от |
|
|
носительно |
осп |
по |
|
||
|
верхности А не бо |
: L-J\ £ |
|||
А |
лее 0,1 |
мм |
на |
диа |
|
метре 50 мм |
|
|
|
||
|
|
|
|
о |
|
|
8 о т в .ф 1 0 А 5 |
Смещение осей от |
|
а |
|
|
\+\о,и |
||
а |
|
|
верстий от номиналь |
||
Ч |
JL~Z |
Г , *1 А |
|||
сЗ |
ного |
расположения |
|||
а |
U3.]Т |
-tiг / |
1— Xг |
||
О в |
1 |
|
г— ^ |
не более 0,1 мм (до |
|
Т |
йи |
£ Ш |
пуск зависимый) |
||
й |
|
|
|
||
о |
|
|
|
|
|
=5 |
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
05 |
|
|
|
Смещение осей от |
|
О |
|
|
|
верстий от номиналь |
|
|
|
|
ного |
расположения |
|
а |
|
|
|
не более 0,1 мм. Ба |
|
а |
|
|
|
за — отверстие А (до |
пуск зависимый)
Вотв.ф/OAs
У -Ч
7—X\ /V*1
Г
■XГ—** )
й Щ Ш
§ 25. ВОЛНИСТОСТЬ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
Под волнистостью поверхности понимают совокупность перио дически чередующихся возвышенностей и впадин, образующих неровности поверхности, у которых расстояния между смеж ными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину I (см. ниже). Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью по верхности.
Границу между различными порядками отклонений поверх ности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте
неровностей Wz. Отклонения, у которых отношение |
$ ту |
<; 50, |
173
относят к шероховатости поверхности, при 1000 |
s \v |
50 - |
||||
Wz |
||||||
|
|
|
|
|
||
к волнистости и при |
>■ 1000 — к отклонениям |
формы. |
|
|||
|
' ' Z |
|
|
|
|
|
Проектом рекомендации СЭВ установлены следующие пара |
||||||
метры волнистости. Высота волнистости |
W7 — среднее арифмети |
|||||
ческое из пяти ее значений (И7], 1172, |
ТУ5), |
определенных на |
длине участка измерения Lw, равного не менее пяти действи тельным наибольшим шагам S w волнистости (рис. 09, а):
W z = О (Wx+ W2+ Wз+ W4+ 1B5).
Допускается непоследовательное расположение участков изме-
Рпс. 69. Волнистость поверхности:
а — к определению высоты; б — к определению шага
Числовые предельные значения Wz должны выбираться из
ряда (в мкм): 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; |
1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200. |
Па поперечных сечениях |
цилиндрических деталей длина |
участка может быть равна периметру детали. Отдельное измерение волнистости производится на длине 1цп, равной пятой части длины Lw- Наибольшая высота волнистости Wmax — расстояние между наивысшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах L\y, измеренное на одной полной волне.
Средний шаг волнистости Sw — среднее арифметическое зна
чение расстояний Swi |
между одноименными сторонами соседних |
волн, измеренных по |
средней линии тщ профиля (рис. 69, б): |
|
П |
|
S w — ^ $ W i ’ |
i= l
Положение средней линии mw определяется так же, как и средней линии профиля т шероховатости (см. ниже).
174
Форма волны может быть различной в зависимости от причин, которые вызывают волнистость поверхности. Чаще волнистость имеет синусоидальный характер, что является следствием вибра ции системы станок — приспособление — инструмент — деталь, возникающей из-за неравномерности сил резания, наличия не уравновешенных масс, погрешностей привода и т. п.
Волнистость измеряют при помощи приборов-волномеров или специальных приспособлений, например к профилографу-профи- ломегру мод. 201 завода «Калибр».
Шероховатостью поверхности называют совокупность неров ностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности детали и рассматриваемых в пределах базовой длины I.
Шероховатость обработанной поверхности является след ствием пластической деформации поверхностного слоя детали при образовании стружки, копирова
ния, |
неровностей |
режущих |
кро |
Дейст вит ельная |
Номинальный |
||
мок |
инструмента |
и |
трения |
его |
(измеренная) |
(геомет рический) |
|
поверхность, |
профиль |
||||||
о деталь, |
вырывания |
с поверх |
Номинальная |
|
|||
ности частиц материала, выбрации |
|
||||||
( геометрическая) |
|
||||||
детали и инструмента и других |
поверхность |
|
|||||
причин. |
|
|
|
|
|
|
|
Па шероховатость поверхности |
|
|
|||||
разработан |
комплекс |
стандартов, |
|
|
включающий стандарт на пара |
|
Дейст вит ельны й |
метры, термины и обозначения ше |
|
(измеренный) |
роховатости. . |
|
профиль |
|
|
|
Номинальный и действитель |
Рнс. 70. |
Номинальная и действи |
ный профили поверхности пока |
тельная |
профили поверхности |
заны на рис. 70. Графическое изо бражение действительного профиля, полученного в результате измерения, называется профилограммой.
Существует несколько систем определения числовых значений параметров шероховатости поверхности: система средней линии (система М), огибающей линии (система Е) и др.
Новая система (ГОСТ 2789—73) нормирования шероховатости поверхности основана на системе М и соответствует рекоменда циям ISO и СЭВ. Она отличается от действующей системы расширенной номенклатурой параметров для количественной оценки, возможностью установления направлений неровностей и другими особенностями.
При определении числовых значений шероховатости поверх ности по системе М отсчет производят от единой базы, за которую принята средняя линия профиля т. Средней линией профиля т называется базовая линия, имеющая форму номинального про филя поверхности и делящая действительный (измеренный) про филь так, что в пределах базовой длины I сумма квадратов рас стояний yv у2 ... уп точек профиля до этой линии минимальна (рис. 71, а). Положение средней линии можно определить по
175
профилограмме. Допускается, чтобы в пределах базовой длины площади, расположенные по обеим сторонам от этой линии до контура профиля, были равны между собой, т. о.
F\-!~ + ••• Fn- i := F% F& •••“|Fп. |
(57) |
Базовой длиной I называется длина участка поверхности, выбираемого для измерения шероховатости без учета других видов неровностей (например, волнистости), имеющих шаг более L Для надежной оценки шероховатости с учетом рассеяния показа ний прибора и возможной неоднородности строения неровностей длину участка измерения рекомендуется увеличивать до несколь-
Рис. 71. Действительный профиль (профилограмма) поверхности (а), кривая опорной длины про филя (б) и радиусы выступов и впадин неровностей (в):
1 — выступ |
профиля; |
2 — местная |
впадина; 3 — заданная |
часть высоты |
|
неровности |
профиля; |
4 — местный |
' выступ; 5 — впадина профиля
ких базовых длин. В этом случае за результат измерения прини мают среднее арифметическое из результатов определения шерохо ватости на нескольких участках, причем длина каждого участка должна быть равна I. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
Количественно шероховатость поверхности (независимо от способа ее получения) по системе М оценивается средним арифме тическим отклонением профиля 7?0, средним квадратическим отклонением профиля Rq, высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz, наибольшей высотой неровности профиля i?max, сред ним шагом неровностей Sm, средним шагом неровностей по вер шинам S, относительной опорной длиной профиля tp и радиусами закругления р выступов и впадин неровностей (рис. 71, а и в.)
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля у
в пределах базовой длины: |
П |
|
|
. |
I |
|
|
Ra = \ |
\ \y(x)\dx?**-l |
V |
(58) |
|
б |
i= 1 |
|
176
Под отклонением профиля у понимается расстояние между точкой профиля и средней линией, измеренное по нормали, прове денной через данную точку профиля к средней липни.
Среднее квадратическое отклонение профиля Rq — кореш» квадратный из среднего значения квадратов отклонений профиля в пределах базовой длины:
1L |
1 |
^ |
(59) |
h |
|
||
|
|
|
Числовых значений Rq в стандарте не приводится.
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — среднее
значение |
абсолютных |
высот |
пяти наивысших выступов II; шах |
||||
и глубин |
пяти наибольших |
впадин |
/У, min профиля в |
пределах |
|||
базовой длины: |
|
|
|
о |
|
|
|
|
I |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
у |
я - |
|
У |
Я- . |
|
|
|
Aj |
гтах + |
АшЛ |
ишп |
(60) |
|
|
1г—1 |
|
i = 1 |
|
|||
Для средней линии, |
имеющей форму отрезка прямой |
|
|||||
|
|
2 |
|
ах |
^imin |
|
|
|
|
= — |
^ |
-------, |
(61) |
где hi max n hi min — ординаты соответственно пяти высших и пяти низших точек (в пределах базовой длины), измеренные от линии эквидистантной средней линии, и не пересекающей профиль.
Средняя высота неровностей R — среднее значение высот неровностей профиля в пределах базовой длины.
Наибольшая высота неровностей профиля Rmax — расстояние между наивысшей точкой выступов и наинизшей точкой впадин профиля в пределах базовой длины.
Средний шаг неровностей Sт — среднее значение шага неров ностей в пределах базовой длины:
71 |
|
■s„ = ‘ 2 |
162) |
где Smi — шаг неровностей, под которым понимается длина отрезка средней линии, ограниченного точками пересе чения этой линии одноименных сторон соседних неров ностей;
п — число шагов в пределах базовой длины.
Средний шаг неровностей по вершинам S — среднее значение расстояний между вершинами характерных неровностей в пре делах базовой длины:
i = 1
177
где п — число шагов неровностей по вершинам в пределах базовой длины.
Числовые значения параметров шероховатости /?„, Rz, й Шах, Smи S приведены в табл. 9. Параметры Rq, R и р не нормированы.
й
к
й
ё
<ч
<А
ft?
СО
Й
£
Таблица 9
|
Числовые значения Ra, Rz, Rmax, Sm и S |
|
|
||||||
100; |
80; |
63; |
50; |
40; |
32; |
25; |
20; |
16,0; |
12,5; |
10.0; |
8,0; |
6.3; |
5.0; |
4.0; |
3.2; |
2.5; |
2,0; |
1.60; |
1.25; |
1.00; |
0.80; |
0.63; |
0.50; |
0.40; |
0.32; |
0,25; |
0.20; |
0.160; |
0.125; |
0,100; |
0,080; |
0,063; |
0,050; |
0,040; |
0,032; |
0,025; |
0,020; |
0.016; |
0.012; |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,010; |
0,008; |
_ |
_ |
_ |
___ |
___ |
___ |
___ |
___ |
1600; |
1250; |
1000; |
800; |
630; |
500; |
400; |
320; |
250; |
200; |
160; |
125; |
100; |
80; |
63; |
50; |
40; |
32; |
25; |
20; |
16,0; |
12.5; |
10.0; |
8.0; |
6.3; |
5.0; |
4.0; |
3.2; |
2,5; |
2.0; |
1,60; |
1,25; |
1,00; |
0.80; |
0.63; |
0.50; |
0.40; |
0.32; |
0.25; |
0.20; |
0,160; |
0.125; |
0,100; |
0,080; |
0,063; |
0,050; |
0,040; |
0,032; |
0,025; |
— |
— |
— |
___ |
___ |
___ |
___ |
— |
___ |
— |
___ |
___ |
12.5; |
10.0; |
8,0; |
6,3; |
5.0; |
4.0; |
3.2; |
2,5; |
2.0; |
1,60; |
1,25; |
1.00; |
0.80; |
0,63; |
0,50; |
0.40; |
0.32; |
0.25; |
0.20; |
0.160; |
0.125; |
0.100; |
0.080; |
0,063; |
0.050; |
0,040; |
0,032; |
0,025; |
0.020; |
0.0160; 0.0125; |
|
0,010; |
0,008; |
0,006; |
0.005; |
0.004; |
0.003; |
0.002; |
— |
___ |
___ |
Относительная опорная длина профиля tp — отношение опор ной длины профиля т]р к базовой длине в процентах:
/р = ^? 100%, |
(64) |
где г|р равна сумме длин отрезков Ъь отсекаемых на выступах профиля заданной линией, эквидистантной средней линии, в пре делах базовой длины, т. е.
П |
(65) |
г \ р = £ К |
|
1 = 1 |
базовой длины. |
где п — число отсекаемых отрезов bt в пределах |
Опорная длина профиля г|р определяется на так называемом уровне сечения профиля Р, т. е. на заданном расстоянии между линией выступов и линией пересекающей профиль эквидистантно линии выступов. Линия выступов — это линия эквидистантная средней линии, проходящая через паивысшую точку выступов профиля в пределах базовой длины.
Значение уровня сечения профиля отсчитывается от линии выступов в процентах к наибольшей высоте неровностей профиля
Rmaxi т- е- |
|
р = 1^ — т % , |
(66) |
■* * m av |
|
Где Р И /'('max — В MKM.
178
Числовые значения tp н р выбирают из ряда
iv, |
% |
Ю; |
13; |
20; |
23; |
30; |
40; |
,30; |
00; |
70; |
80; |
90 |
Р, |
% |
5; |
10; |
15; |
20; |
2,3; |
30; |
40; |
,30; |
00; |
70; |
80; 90 |
Выбор параметров шероховатости и их числовых значении.
Требования к шероховатости поверхности деталей, как и выбор параметров для ее оценки, должны быть обоснованными и уста навливаться исходя из функционального назначения поверхностей деталей и их конструктивных особенностей. Расширенный комплекс параметров будет способствовать установлению обоснованных требований для поверхностей различного эксплуатационного назначения. Например, для трущихся поверхностей ответствен ных деталей устанавливают допустимые значения Ra (или Rz), Rmnx и tp, а также направление неровностей (см. ниже); для поверх ностей циклически нагруженных ответственных деталей — .Втях, Sm и S и т. д. При выборе параметров Ra или Rz следует иметь в виду, что Ra дает более полную оценку шероховатости, так как для его определения измеряются и суммируются расстояния большого количества точек действительного профиля до его сред ней линии, тогда как при определении Rz измеряются только расстояния между вершинами и впадинами неровностей.
Форма неровностей влияет па параметр Ra. Однако влияние фор.мы неровностей на эксплуатационные качества детали величи ной Ra оценить нельзя, так как при различных формах неровно стей значения Ra могут быть одинаковыми. О форме неровностей можно косвенно судить по параметрам Sm, S и tp.
Износостойкость, контактная жесткость, прочность прессовых посадок и другие эксплуатационные свойства сопрягаемых поверх ностей деталей связаны с фактической площадью их контакта. Для определения опорной площади, которая будет образована при рабочей нагрузке, строят кривые опорной длины профиля т|р. Для этого расстояние между линиями выступов и впадин делят на несколько уровней сечений профиля с соответствующими зна чениями Р. Для каждого сечения профиля определяют значение tpпо формуле (64) и откладывают его по абсциссе, а расстояние р до каждого сечения профиля, определяемое по формуле (66), — по оси ординат. Соединяя точки пересечения значений tp и р каждого се чения, получают кривую нарастания опорной длины профиля (рис. 71, б). При выборе значений tp следует учитывать, что с уве личением tp требуются все более трудоемкие процессы обработки, например при tp ~ 25% (определенной по средней линии про филя) можно применять чистовое точение, а при tp ~ 40% — хонингование.
Требования к шероховатости поверхности устанавливают, указывая числовое значение или диапазон значений одного или нескольких параметров и величину базовой длины, на которой необходимо определять параметры шероховатости. Значение I
179
выбирают тте в зависимости от Rn (или /?.), а исходя из требований к шероховатости поверхностей. IIрп необходимости могут быть установлены следующие допустимые отклонения средних значений параметров шероховатости в процентах от их поминальных значений: 10; 20; 40%. Отклонения могут быть односторонними и симметричными. Если требований к шероховатости поверхности не установлено, то она контролю не подлежит.
В экономически обоснованных случаях при использовании технической документации, выпущенной до введения ГОСТ 2789—73, допускается применять до 1980 г. классы шероховатости. В зависимости от числовых значений Ra и Rz установлено 14 классов шероховатости поверхности (табл. 10). Классы шерохо ватости поверхности с 6-го но 14-й разделяются на разряды а, б, в. В классах шероховатости 1—5,13 и 14 не применяется параметр Ra, а в классах 6—12 — параметр Rt. Это вызвано необходимостью однозначного определения класса шероховатости при различных методах ее контроля. Числовые значения параметров шерохова тости, приведенные в табл. 9 и 10, относятся к сечению, нор мальному к номинальной поверхности. Для неответственных по верхностей значение шероховатости определяется требованиями технической эстетики, коррозионной стойкости и технологией изготовления.
Требования к шероховатости поверхности устанавливают без
учета дефектов поверхности (царапин, |
раковин и т. д.). Если |
в этом возникает необходимость, они |
указываются отдельно. |
Во многих случаях желательно установить требование к на правлению неровностей, а иногда и к виду или последовательности видов обработки. Типы и условное обозначение на чертежах нормированных направлений неровностей поверхности указаны -в табл. Г1. Наименьший коэффициент трения и износ трущихся деталей получаются тогда, когда направление их движения не совпадает с направлением неровностей. Это достигается, напри мер, при произвольном направлении неровностей, возникающем при суперфинишировании и хонинговании.
Действующая система нормирования шероховатости по ГОСТ 2789—59 предусматривает также 14 классов шероховатости, но только два показателя для количественной оценки шерохова тости — Ra и Rz. Числовые значения этих параметров по классам шероховатости одинаковы в действующем и новом стандартах (табл. 10). Значительное различие имеется в обозначении шерохо ватости на чертежах.
Обозначение шероховатости поверхности. До 1/1 1975 г. будет действовать ГОСТ 2.309—68, по которому шероховатость поверх ности на чертежах обозначается равносторонним треугольником с добавлением к нему номера класса или номера класса и разряда (например, \/1, V?a).
Числовое значение шероховатости ограничивает только ее наибольшую величину (например, у 9 означает поверхность с Ra
ISO
Таблица 1(,
Числовые значения шероховатости поверхности по IIа и llz при установленных классах шероховатости
Классы |
Параметры шероховатости, мкм |
шерохова |
Рав- |
тости поверх |
ряды |
ности |
|
1 |
— |
|
|
|
|
От 320 до |
160 |
||
2 |
— |
|
|
|
|
» |
160 |
» |
80 |
3 |
— |
|
|
|
|
» |
80 |
» |
40 |
4 |
— |
|
— |
|
|
» |
40 |
» |
20 |
5 |
— |
|
— |
|
|
» |
20 |
» |
10 |
6 |
а |
От 2.5 До 2,0 |
|
— |
|
|
|||
|
б |
» |
2.0 |
» |
1.6 |
|
_ |
|
|
7 |
в |
» |
■1.6 |
» |
1.25 |
|
_ |
|
|
а |
» |
1,25 |
» |
1.0 |
|
_ |
|
|
|
|
б |
1.0 |
» |
0.80 |
|
_ |
|
|
|
8 |
в |
|
0.80 |
» |
0.63 |
|
_ |
|
|
а |
» |
0.63 |
» |
0.50 |
|
— |
|
|
|
|
б |
0.50 |
» |
0,40 |
|
— |
|
|
|
9 |
в |
> |
0.40 |
> |
0,32 |
|
— |
|
|
а |
0.32 |
» |
0.25 |
|
— |
|
|
||
|
б |
» |
0.25 |
» |
0.20 |
|
— |
|
|
10 |
в |
|
0.20 |
» |
0.16 |
|
— |
|
|
а |
» |
0.160 |
0.125 |
|
— |
|
|
||
|
б |
0.125 |
» |
0,100 |
|
|
|
|
|
11 |
в |
» |
0.100 |
» |
0,080 |
|
— |
|
|
а |
» |
0.080 |
0,063 |
|
— |
|
|
||
|
б |
» |
0.063 |
» |
0.050 |
|
— |
|
|
12 |
в |
» |
0.050 |
> |
0,040 |
|
— |
|
|
а |
|
0.040 |
|
0,032 |
|
— |
|
|
|
|
б |
3» |
0.032 |
|
0.025 |
|
— |
|
|
13 |
в |
» |
0,025 |
|
0.020 |
|
— |
|
|
а |
|
— |
|
От 0.100 до 0.080 |
|||||
|
б |
|
— |
|
» |
0.080 |
» |
0,063 |
|
|
в |
|
— |
|
» |
0.063 |
» |
0.050 |
|
14 |
а |
|
— |
|
» |
0.050 |
» |
0.040 |
|
|
б |
|
|
» |
0.040 |
» |
0.032 |
||
|
|
— |
|
||||||
|
в |
|
— |
|
» |
0,032 |
» |
0,025 |
Базовая длина /, мм
8
0,8
П9:Ч
0,08
не более 0,32 мкм). В тех случаях, когда требуется ограничить и наименьшую величину шероховатости, необходимо указывать номера двух классов или разрядов, ограничивающих допустимую шероховатость (например, ••• V 9 означает, что шероховатость должна быть по Ra не более 0,03 и не менее 0,16 мкм). Эти слу чаи обозначений относятся к условиям, когда, чрезмерно малая шероховатость нежелательна (например, не способствует удер жанию смазки на трущихся поверхностях в подшипниках сколь жения).
Шероховатость поверхностей грубее 1-го класса обозначается
знаком \/, над которым указывается высота неровностей Rz в мкм,
181