Cuvintele editorului: Rugozitatea suprafeței Ra este un simbol pe care îl folosim adesea atunci când lucrăm la utilaje. Practic este un vechi prieten de-al nostru. Fără el, desenul ar fi probabil inutil. Este un astfel de simbol cu care ne confruntăm în fiecare zi. Știți de ce se folosesc 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 în locul altor numere? Cred că și prietenii din comunitate au avut această confuzie atunci când o învață și o folosesc, dar nu au studiat răspunsul în detaliu. Totul începe cu o matematică excelentă. Acum hai să vă spun în detaliu.
Totul vine din marele sistem de numere cu prioritate!
Inginerul francez Renault a văzut că cablurile de pe baloanele cu aer cald aveau diverse specificații, așa că s-a gândit la o modalitate. A plusat 10 la puterea a cincea și a obținut un număr de 1,6. Apoi a înmulțit numerele pentru a obține următoarele cinci numere prioritare:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Aceasta este o succesiune geometrică, iar ultimul număr este de 1,6 ori numărul anterior. Apoi există doar 5 tipuri de cabluri sub 10 și există doar 5 tipuri de cabluri de la 10 la 100, și anume 10, 16, 25, 40 și 63.
Cu toate acestea, această metodă de împărțire a fost prea rară, așa că domnul Lei și-a continuat eforturile și a ridicat 10 la puterea a 10-a și a obținut sistemul de numere cu prioritate R10 astfel:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Raportul obișnuit este 1,25, deci există doar 10 tipuri de cabluri de oțel în intervalul de 10 și există doar 10 tipuri de cabluri între 10 și 100, ceea ce este mai rezonabil. În acest moment, cineva trebuie să fi spus că în această secvență, primele numere par să nu fie foarte diferite, cum ar fi 1,0 și 1,25. Nu există aproape nicio diferență. De obicei rotunjesc în sus, dar diferența dintre 6,3 și 8,0 este mare. Este acest lucru rezonabil?
Rezonabil sau nu, să facem o analogie. De exemplu, numerele naturale 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 arată foarte bine. Folosim această secvență pentru a plăti salariile, dând 1,000 lui Zhang San și 2,000 lui Li Si. Amândoi sunt convinși. Există o inflație bruscă. Dați lui Zhang San 8,000 și Li Si 9,000. În trecut, salariul lui Li Si era de două ori mai mare decât cel al lui Zhang San, dar acum este de 1,12 ori. Crezi că Li Si ar fi dispus? El este supervizorul, iar dacă îi dați 16,000 nu este suficient. Zhang San nu se va plânge că supervizorul are 8,000 mai mult decât el.
Există două moduri de a compara lucrurile în natură, și anume „relativ” și „absolut”! Sistemul de numere cu prioritate este relativ.
Unii oameni spun că specificațiile lui de produs sunt de 10 tone, 20 de tone, 30 de tone și 40 de tone. Acum pare nerezonabil, nu? Dacă luați dublu, ar trebui să fie de 10 tone, 20 de tone, 40 de tone, 80 de tone sau păstrați capul și coada, ar trebui să fie, de asemenea, 10 tone, 16 tone, 25 de tone, 40 de tone, raportul comun este de 1,6.
Aceasta este „standardizare”. Deseori văd oameni vorbind despre „standardizare” pe forumuri. De fapt, despre ce vorbesc sunt „piese standard”. Ceea ce fac ei este doar să rezolve părțile standard ale întregii mașini, ceea ce se numește standardizare. De fapt, nu este așa. . Pentru o standardizare adevărată, trebuie să serializați toți parametrii produsului în conformitate cu sistemul de numere de prioritate, apoi să serializați parametrii funcționali și dimensiunile tuturor componentelor folosind sistemul de numere de prioritate.
Numerele naturale sunt infinite, dar în ochii designerilor mecanici, există doar 10 numere în lume, care sunt numerele prioritare R10. Mai mult, atunci când aceste 10 numere sunt înmulțite, împărțite, mărite și pătrate, rezultatul este încă printre aceste 10 numere. Ce minunat! Când proiectați și nu știți ce dimensiune să alegeți, alegeți doar dintre aceste 10 numere. Ce comod este!
1.0 N0
1.12 N2
1.25 N4
1.4 N6
1.6 N8
1.8 N10
2.0 N12
2.24 N14
2.5 N16
2.8 N18
3.15 N20
3.55 N22
4.0 N24
4.5 N26
5.0 N28
5.6 N30
6.3 N32
7.1 N34
8.0 N36
9.0 N38
Două numere prioritare, cum ar fi 4 și 2, au numerele de serie N24 și, respectiv, N12. Când sunt înmulțiți și se adună numerele lor de serie, rezultatul este egal cu N36 sau 8; la împărțire, se scad numerele de serie și rezultatul este egal cu N12 sau 2. ; Pentru cubul de 2, înmulțiți numărul de serie N12 cu 3 pentru a obține N36, care este 8; pentru rădăcina pătrată a lui 4, împărțiți numărul său de serie N24 la 2 pentru a obține N12, care este 2. Ce se întâmplă dacă găsim a patra putere a lui 2? N12*{{20}}N48, nu este nimeni aici, ce ar trebui să fac? În lista de mai sus, nu există un număr anterior, care este 10. Numărul său de serie este N40. Dacă numărul de serie este mai mare de 40, priviți doar partea mai mare de 40. De exemplu, pentru N48, uitați-vă la N8, care este 1,6, apoi înmulțiți-l cu 10 pentru a obține 16. . Dacă numărul de serie este N88, uitați-vă la N8 pentru a obține 1,6, apoi înmulțiți-l cu 100 pentru a obține 160, deoarece numărul de serie de 100 este N80, numărul de serie de 1000 este N120 și așa mai departe pentru proiectarea mecanică, este suficient pentru a folosi aceste 20 de numere pentru o viață. Dar uneori este necesar să folosiți sistemul de numere R40. Este mai complet cu 40 de numere. Dacă nu este suficient, există și seria R80. Cunosc pe de rost sistemul de numere R40 și nici măcar nu am nevoie de un calculator pentru calcule generale. Mai simplu spus, calculați rezistența la torsiune a oțelului cu diametrul 40-45. Coeficientul de torsiune este 0,5*π*R^3. Tensiunea de torsiune este jumătate din limita de curgere de 360, care este 180MPa. Pi este 3,15. Folosiți mâinile stânga și dreaptă pentru a ciupi punctul zecimal și calculați mental adunarea și scăderea numerelor de serie. Ieși peste o clipă. A spus cineva că nu adăugați un factor de siguranță? Spune-mi, ar trebui să aleg 1.25, 1.5 sau 2? hehe.
Secțiunea de aur este 0.618, care este 1,618, și există și 1,6 aici.
Secvența de rădăcină pătrată este rădăcină pătrată 1, rădăcină pătrată 2, rădăcină pătrată 3. Este ușor de găsit, nu? (Numărul de serie al lui 3 este N19)
Ce este π pătrat? egal cu 10. Este convenabil când calculezi că tija de presiune este stabilă?
Coeficientul de torsiune al unei tije rotunde este de aproximativ 0.1*D^3. Acum poți calcula verbal coeficientul de torsiune, nu?
De ce șurubul mare a sărit direct de la M36 la M40?
De ce raportul de transmisie are 6,3 sau 7,1?
De ce oțelul canalului are un ecartament de 12,6 care se vede rar pe piață?
De ce a sunat fabrica de outsourcing și a spus că nu există tuburi pătrate de 140, ci sunt 120 și 160? Pentru că sistemul de numere R5 are prioritate față de sistemul de numere R20.
De ce parametrii pieselor standard au o primă secvență și o a doua secvență? În general, prima secvență este secvența R5.
De ce lista de găuri pentru șuruburi a lui Inventor are M11.2? Acum știi că nu este un număr fabricat, nu?
imagine
Există, de asemenea, grosimea plăcilor de oțel, modelul din oțel al secțiunii, modulul angrenajului, toate piesele standard, parametrii funcționali, parametrii dimensionali, tabele standard de toleranță pentru toate mostrele de produse industriale etc., etc., originile lor devin încet-încet clare în inimile noastre la acest moment. moment. . Se poate spune că am înțeles jumătate din manualul de proiectare mecanică, precum și acele produse industriale care nu au fost încă realizate.
Apoi, atunci când proiectăm un produs, putem proiecta o serie în același timp, în loc să realizăm așa-numita „standardizare” după finalizarea proiectării; în plus, dacă produsul este destinat serializării, atunci îl putem proiecta chiar în funcție de condițiile reale de lucru. Proiectați produsul fără să știți prea multe despre el, deoarece sistemul de numere prioritare include deja toate modelele.
Aplicațiile sistemului de numere cu prioritate, enumerate mai sus, pot fi descrise ca o picătură în ocean și există nenumărate aplicații care așteaptă să ne dezvoltăm.
Acum că înțelegem originea valorii rugozității suprafeței, să aruncăm o privire la cunoștințele despre rugozitatea suprafeței!
1. Conceptul de rugozitate a suprafeței
Rugozitatea suprafeței se referă la denivelările suprafeței prelucrate cu distanțe mici și vârfuri și văi mici. Distanța (distanța undelor) dintre cele două creste ale valurilor sau cele două jgheaburi ale valurilor este foarte mică (mai puțin de 1 mm), ceea ce reprezintă o eroare de formă geometrică microscopică.
Se referă în mod specific la înălțimea și distanța S a vârfurilor și văilor mici. În general împărțit în S puncte:
S
1 Mai mic sau egal cu S Mai mic sau egal cu 10 mm este ondulație
S>10 mm este forma f
2. Tabel de comparație VDI3400, Ra, Rmax
Standardele naționale prevăd că trei indicatori sunt utilizați în mod obișnuit pentru a evalua rugozitatea suprafeței (unitate: μm): abaterea medie aritmetică Ra a profilului, înălțimea medie a denivelărilor Rz și înălțimea maximă Ry. Indicatorul Ra este adesea folosit în producția reală. Deviația maximă de înălțime microscopică Ry a conturului este exprimată în mod obișnuit prin simbolul Rmax în Japonia și în alte țări, iar indicatorul VDI este utilizat în mod obișnuit în Europa și Statele Unite. Următorul este un tabel de comparație pentru VDI3400, Ra și Rmax.
imagine
Tabel de comparație VDI3400, Ra, Rmax
imagine
3. Factori care cauzează rugozitatea suprafeței
Rugozitatea suprafeței este în general cauzată de metoda de prelucrare utilizată și de alți factori, cum ar fi frecarea dintre unealtă și suprafața piesei în timpul procesului de prelucrare, deformarea plastică a metalului de suprafață în timpul separării așchiilor și vibrațiile de înaltă frecvență în sistemul de proces. , gropi de descărcare de prelucrare electrică etc. Datorită diferitelor metode de prelucrare și materiale ale piesei de prelucrat, adâncimea, densitatea, forma și textura semnelor lăsate pe suprafața prelucrată sunt diferite.
4. Principalele efecte ale rugozității suprafeței asupra pieselor
Afectează rezistența la uzură. Cu cât suprafața este mai aspră, cu atât suprafața efectivă de contact dintre suprafețele de îmbinare este mai mică, cu atât presiunea este mai mare, cu atât rezistența la frecare este mai mare și uzura este mai rapidă.
Afectează stabilitatea potrivirii. Pentru potriviri de degajare, cu cât suprafața este mai aspră, cu atât este mai ușor de purtat, ceea ce face ca distanța să crească treptat în timpul lucrului; pentru potriviri prin interferență, interferența efectivă efectivă este redusă datorită aplatizării vârfurilor convexe microscopice în timpul asamblării. puterea conexiunii.
Afectează rezistența la oboseală. Pe suprafața pieselor rugoase există jgheaburi mari, care, precum colțurile ascuțite și fisurile, sunt sensibile la concentrarea tensiunilor, afectând astfel rezistența la oboseală a piesei.
Afectează rezistența la coroziune. Suprafețele pieselor rugoase pot permite cu ușurință gazelor sau lichidelor corozive să pătrundă în stratul interior de metal prin văile microscopice de la suprafață, provocând coroziune la suprafață.
Afectează etanșarea. Suprafețele aspre nu se pot potrivi strâns împreună, iar gazul sau lichidul se scurg prin golurile dintre suprafețele de contact.
Afectează rigiditatea de contact. Rigiditatea de contact este capacitatea suprafeței de îmbinare a pieselor de a rezista la deformarea contactului sub acțiunea forțelor externe. Rigiditatea unei mașini depinde în mare măsură de rigiditatea contactului dintre diferitele părți.
afectează precizia măsurării. Rugozitatea suprafeței măsurate a piesei și suprafața de măsurare a instrumentului de măsurare vor afecta direct acuratețea măsurării, în special în măsurarea de precizie.
În plus, rugozitatea suprafeței va avea diferite grade de impact asupra acoperirii pieselor, a conductivității termice și a rezistenței de contact, a capacității de reflectare și a performanței radiațiilor, a rezistenței la fluxul de lichid și gaz și a fluxului de curent la suprafața conductorului.
5. Baza pentru evaluarea rugozității suprafeței
1. Lungimea probei
Lungimea de eșantionare L este lungimea unei linii de referință specificată pentru evaluarea rugozității suprafeței. Lungimea care poate reflecta caracteristicile rugozității suprafeței trebuie selectată pe baza formării suprafeței reale și a caracteristicilor de textura ale piesei. Lungimea de eșantionare trebuie măsurată pe baza direcției generale a profilului real al suprafeței. Lungimea de eșantionare este specificată și selectată pentru a limita și reduce efectele ondulației suprafeței și erorilor de formă asupra rezultatelor măsurării rugozității suprafeței. Opțiunile utilizate în mod obișnuit pentru contoarele de rugozitate sunt: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
imagine
2. Durata evaluării
Lungimea de evaluare este o lungime necesară pentru evaluarea profilului, care poate include una sau mai multe lungimi de eșantionare. Deoarece rugozitatea suprafeței diferitelor părți ale suprafeței piesei nu este neapărat uniformă, o lungime de eșantionare adesea nu poate reflecta în mod rezonabil o anumită caracteristică de rugozitate a suprafeței. Prin urmare, mai multe lungimi de eșantionare trebuie luate pe suprafață pentru a evalua rugozitatea suprafeței. Lungimea de evaluare include în general 1 până la 5 lungimi de eșantionare L. Când lungimea de eșantionare este 0,8 și lungimea de evaluare este de 5L, 5X0.8=4mm
3. Linia de bază
Linia de referință este linia centrală a conturului utilizată pentru a evalua parametrii rugozității suprafeței. Există două tipuri de linii de bază: linia mediană a celor mai mici pătrate a conturului: în lungimea de eșantionare, suma pătratelor decalajelor de contur ale fiecărui punct de pe linia de contur este cea mai mică și are o formă geometrică de contur. Linia centrală medie aritmetică a conturului: în lungimea de eșantionare, zonele contururilor de pe ambele părți ale liniei centrale sunt egale. Teoretic, linia centrală a celor mai mici pătrate este linia de bază ideală, dar este dificil de obținut în aplicații practice. Prin urmare, linia medie aritmetică a conturului este, în general, utilizată în schimb, iar în timpul măsurării poate fi utilizată o linie dreaptă cu o poziție aproximativă.
4. Măsurarea cursei
Cursa de măsurare se referă la distanța de mișcare a stiloului senzorului pe piesa de prelucrat reală. Cursa de măsurare este de obicei relația de calcul a lungimii de evaluare plus 2 lungimi de eșantionare: de exemplu, când lungimea de evaluare este selectată ca 5L, lungimea de eșantionare L este de 0,8mm, cursa de măsurare este de 5L{{5 }}L=7L, iar cursa de măsurare este de 7X0.8=5.6mm. Aflați acest lucru Foarte important, distanța parcursă pe piesa de prelucrat poate fi calculată. Aceasta determină dimensiunea suprafeței de contact a celei mai mici piese de prelucrat măsurată de utilizator.
6. Parametrii de evaluare a rugozității suprafeței
1. Parametrii caracteristici de înălțime
Ra abaterea medie aritmetică a conturului: media aritmetică a valorilor excelente ale abaterii conturului în lungimea de eșantionare (lr). În măsurarea efectivă, cu cât numărul de puncte de măsurare este mai mare, cu atât Ra este mai precis.
Imagine] [imagine
Rz Înălțimea maximă a profilului: distanța dintre linia vârfului și linia de jos a văii.
Ra este preferat în intervalul utilizat în mod obișnuit de parametrii de amplitudine. Înainte de 2006, în standardul național exista un alt parametru de evaluare: „Înălțimea în zece puncte a denivelării microscopice”, care este reprezentată de Rz, iar înălțimea maximă a conturului este reprezentată de Ry. După 2006, înălțimea de zece puncte a denivelărilor microscopice a fost anulată în standardul național și a fost adoptată. Rz reprezintă înălțimea maximă a profilului.
imagine
2. Parametrii caracteristici de spaţiere
Rsm Lățimea medie a celulelor de contur. Distanța medie a neregulilor microscopice din profil în cadrul lungimii de eșantionare. Distanța de micro-neregularitate se referă la lungimea vârfului de contur și a văii de contur adiacentă pe linia centrală. Pentru aceeași valoare Ra, valoarea Rsm nu este neapărat aceeași, deci textura reflectată va fi diferită. Suprafețele care valorează textura se concentrează de obicei pe cei doi indicatori ai Ra și Rsm.
imagine
Parametrul caracteristic al formei Rmr este exprimat prin raportul lungimii suportului profilului, care este raportul dintre lungimea suportului profilului și lungimea eșantionării. Lungimea suportului de contur este suma lungimilor secțiunilor obținute prin intersectarea conturului cu o linie dreaptă paralelă cu linia centrală și distanța c de la linia vârfului conturului în lungimea de eșantionare.
7. Metoda de măsurare a rugozității suprafeței
1. Metoda comparativă
Folosit pentru măsurători la fața locului în ateliere, adesea folosit pentru măsurători pe suprafețe medii sau aspre. Metoda este de a determina valoarea rugozității suprafeței măsurate prin compararea acesteia cu o probă de rugozitate marcată cu o anumită valoare.
2. Metoda stylus
Rugozitatea suprafeței folosește un stilou diamant cu o rază de curbură a vârfului de aproximativ 2 microni pentru a aluneca lent de-a lungul suprafeței măsurate. Deplasarea în sus și în jos a stiloului cu diamant este convertită într-un semnal electric de un senzor de lungime electrică. După amplificare, filtrare și calcul, acesta este indicat de un instrument de afișare. Pentru a obține valoarea rugozității suprafeței, se poate folosi și un înregistrator pentru a înregistra curba profilului secțiunii măsurate. În general, instrumentele de măsurare care pot afișa doar valorile rugozității suprafeței sunt numite instrumente de măsurare a rugozității suprafeței, în timp ce cele care pot înregistra curbele profilului de suprafață sunt numite contoare de profil de rugozitate a suprafeței. Ambele instrumente de măsurare au circuite electronice de calcul sau calculatoare, care pot calcula automat abaterea medie aritmetică a profilului Ra, înălțimea în zece puncte a micro-neregularității Rz, înălțimea maximă a profilului Ry și alți diferiți parametri de evaluare. Au o eficiență ridicată de măsurare și sunt aplicabile Pentru măsurarea rugozității suprafeței Ra de 0,025 ~ 6,3 microni.
3. Metoda secționării ușoare
Banda de lumină formată după trecerea luminii prin fantă este proiectată pe suprafața măsurată, iar rugozitatea suprafeței este măsurată pe baza curbei de contur formată prin intersecția acesteia cu suprafața măsurată (Figura 3). După ce lumina emisă de sursa de lumină trece prin condensator, fantă și lentila obiectivului 1, fanta este proiectată pe suprafața măsurată la un unghi de înclinare de 45 de grade pentru a forma o figură de profil în secțiune transversală a suprafeței măsurate, care este apoi amplificat şi proiectat pe suprafaţa măsurată prin obiectiv 2. pe reticul. Utilizați ocularul micrometrului și tamburul de citire pentru a citi mai întâi valoarea h, apoi calculați valoarea H.
