Инженерная графика лекции и примеры решения задач

Шероховатость поверхности является одной из основных геометрических характеристик качества поверхности деталей и оказывает влияние на эксплуатационные показатели. В условиях эксплуатации машины или прибора, внешним воздействиям, в пер­вую очередь, подвергаются поверхности их деталей. Износ трущихся поверхностей, зарождение трещин усталости, смятие, коррозионное и эрозионное разрушения, разрушение в результате кавитации и др. - это процессы, протекающие на поверх­ности деталей и в некотором прилегающем к поверхности слое. Естественно, что придание поверхностям деталей специальных свойств, способствует существенному повышению показателей качества машин в целом и в первую очередь показателей надежности.

Качество поверхности является одним из важнейших факторов, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойства деталей машин и приборов и обусловливается свойствами металла и методами обработки: механической, электрофизической, электрохимической, термической и т. д. В процессе механической обработки (резание лезвийным инстру­ментом, шлифование, полирование и др.) поверхностный слой деформируется под действием нагрузок и температуры, а также загрязняется примесями (частицы абразива, кислород) и другими инородными включениями.

Геометрические характеристики качества поверхности показаны на рис.1 в порядке уменьшения их абсолютных величин: отклонения формы (макрогеометрия); волнистость; шероховатость (микрогеометрия); субмикрошероховатость. В отдельных случаях волнистость может быть больше погрешности формы, а шероховатость больше волнистости. Волнистость занимает промежуточное положение между шероховатостью и погрешностями формы поверхности. Критерием для их разграничения служит отношение шага S к высоте неровностей R.

Рис. 1

Классификация геометрических характеристик качества поверхности

Общие положения.

Остановимся подробнее на понятии шероховатости поверхности.

Шероховатость поверхности — это совокупность ее микронеровностей в пределах ограниченного участка, называемого базовой длиной (ℓ) (рис. 2).

Рис. 2

Схема шероховатости поверхности и её элементы

Базовая длина (ℓ) - длина, используемая для выделения неровно­стей, характеризующих шероховатость поверхностей.

Базовая линия (поверхность) - линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная от­носительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геомет­рических параметров поверхности.

Средняя линия профиля (т) - базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии ми­нимально.

Термины и определения шероховатости поверхностей установлены ГОСТ 25142-82, параметры и характеристики - ГОСТ 2789-73

Для количественной оценки шероховатости установлены следующие параметры: среднее арифметическое отклонение Ra профиля; высота неровностей профиля по десяти точкам Rz; наибольшая высота Rmax профиля; средний шаг неровностей Sm профиля; средний шаг местных выступов S профиля и относительная опорная длина tp профиля. Первые пять параметров оцениваются и задаются в микрометрах.

Среднее арифметическое отклонение Ra профиля – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений |y| профиля в пределах базовой длины ℓ:

,

или

,

где | yi | – величина отклонения i-той точки профиля от средней линии; n – число выбранных точек профиля на базовой длине ℓ.

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – среднее абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины

,

где ypmi – высота i-го наибольшего выступа профиля; yvmi – глубина i-й наибольшей впадины профиля.

Наибольшая высота Rmax профиля – расстояние между линией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины. Линия выступов или впадин – линия, эквидистантная (равноудаленная) средней линии, проходящая через наивысшую или наинизшую точку выступов (впадин) профиля в пределах базовой длины.

Средний шаг неровностей Sm профиля – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины

,

где  – шаг неровностей, под которым понимается длина i-го отрезка средней линии, ограниченного точками ее пересечения с двумя соседними одноименными сторонами неровностей; n – число шагов в пределах базовой длины.

Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шага местных выступов профиля Si (рис. 2) в пределах базовой длины.

Относительная опорная длина профиля tp – отношение опорной длины профиля к базовой длине

,

где n – число отсекаемых отрезков bi в пределах базовой длины на заданном уровне p в материале профиля линией, равноотстоящей от средней линии.

Значения параметров шероховатости задаются в мкм без указания единицы измерения, например: Ra3,2; Rz40; Rmax6,3; Sm0,8.

Математика примеры решения задач