Суммарные отклонения формы и расположения поверхностей

 

Название «суммарные» такие отклонения получили потому, что их влияние на эксплуатационные свойства деталей обусловлено одновременно отклонениями и формы, и расположения.

На радиальное биение оказывают влияние отклонение от круглости профиля рассматриваемого сечения и отклонение его центра относительно базовой оси, на торцовое биение влияют отклонение от плоскостности рассматриваемой поверхности и отклонение от ее перпендикулярности относительно базовой оси.

Суммарным отклонением формы и расположения называют отклонение, являющееся результатом совместного проявления отклонения формы и отклонения расположения рассматриваемой поверхности или профиля относительно заданных баз.

Стандартом установлено семь видов суммарных отклонений: радиальное биение, торцовое биение; биение в заданном направлении; полное радиальное биение; полное торцовое биение; отклонение формы заданного профиля; отклонение формы задан­ной поверхности.

Рис. 1.37

Радиальное биение - разность D наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси (рис. 1.37).

Рис. 1.38

 

 

Торцовое биение - разность D наибольшего и наименьшего рас­стояний от точек реального профиля торцовой поверхности до плоскости, перпендикулярной базовой оси (рис. 1.38).

 

 

Рис. 1.39

Биение в заданном направлении - разность D наибольшего и наи­меньшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения в сечении рассматриваемой поверхности конусом, ось которого совпадает с базовой осью, а образующая имеет заданное направление до вершины этого конуса (рис. 1.39).

Рис.1.40

Полное радиальное биение - разность D наибольшего и наимень­шего расстояний от всех точек реальной поверхности в пределах нормируемого участка до базовой оси (рис. 1.40).

Рис. 1.41

 

Полное торцовое биение - разность D наибольшего и наимень­шего расстояний от точек всей торцовой поверхности до плоско­сти перпендикулярной базовой оси (рис. 1.41).

 

Рис. 1.42

Отклонение формы заданного профиля - наибольшее отклоне­ние D точек реального профиля от номинального профиля, опре­деляемое по нормали к номинальному профилю в пределах нор­мируемого участка (рис. 1.42).

 

 

Рис. 1.43

Отклонение формы заданной поверхности - наибольшее откло­нение D точек реальной поверхности от номинальной, определяе­мое по нормали к номинальной поверхности в пределах нормиру­емого участка (рис. 1.43).

 

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помо­щью базовой длины.

Рассматриваемые микронеровности образуются в процессе ме­ханической обработки путем копирования формы режущих инст­рументов, пластической деформации поверхностного слоя дета­лей под воздействием обрабатывающего инструмента, трения его о деталь, вибраций и т.д.

Шероховатость поверхностей деталей оказывает существенное влияние на износостойкость, усталостную прочность, герметич­ность и другие эксплуатационные свойства.

Шероховатость поверхности в виде профилограммы на рис. 1.44.

 

Рис. 1.44. Профилограмма поверхности

 

Для от­деления шероховатости поверхности от других неровностей с от­носительно большими шагами (отклонения формы и волнисто­сти) ее рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной L. Базовая длина L нормируется в зависимости от параметров шероховатости в пределах ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25, т.е. чем больше микронеровности, тем больше базовая длина.

Линия, на которой выделяется совокупность поверхностных неровностей, называется базовой линией. Базовая линия - это линия заданной геометрической формы, проведенная определенным образом относительно профиля и слу­жащая для оценки геометрических параметров поверхностных не­ровностей. Вид этой линии зависит от вида поверхности элемента детали. Таким образом, базовая линия поверхности элемента дета­ли имеет форму линии номинального профиля и расположена экви­дистантно этому профилю.

В качестве базовой линии при оценке поверхностных неровнос­тей используется средняя линия, которая является базой для от­счета отклонения профиля.

 

 

ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ.

1. Среднее арифметическое отклонение профиля Ra - среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

где l - базовая длина;

n - число выбранных точек профиля на базовой длине;

у - расстояние между любой точкой профиля и средней линией (отклоне­ние профиля).

 

2. 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:

или

где H_imax, H_imin определяются относительно средней линии;

h_jmax, h_imin - относительно произвольной прямой, параллельной средней линии и не пересекающей профиль.

 

3. Наибольшая высота неровностей профиля R_max - расстояние между линией
выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

 

4. Средний шаг неровностей профиля S_m - среднее арифметическое значение
шага неровностей профиля в пределах базовой длины:

где S_mi - шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, за­ключенного между точками пересечения смежных выступов и впадин профи­ля со средней линией.

 

5. Средний шаг неровностей профиля по вершинам S - среднее арифметическое
значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины:

где S_i - шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, за­ключенного между проекциями на нее наивысших точек двух соседних мест­ных выступов профиля.

 

6. Относительная опорная длина профиля t_p - отношение опорной длины профиля к базовой длине:

где h_p - опорная длина профиля - сумма длин отрезков отсекаемых на за­данном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней ли­нии т в пределах базовой длины.

 

Из перечисленных параметров шероховатости наиболее часто применяют параметры Ra и Rz. Параметр Ra является пред­почтительным, так как его определяют по значительно большему числу точек профиля, чем Rz. Использование параметра Rz в каче­стве контрольного в значительной степени определяется способа­ми измерения рассматриваемых параметров. Значения Ra преиму­щественно измеряют с помощью приборов, снабженных датчика­ми с алмазной иглой. Определение Ra на грубых поверхностях свя­зано с опасностью поломки алмазной иглы, а на очень гладких - с низкой достоверностью результатов из-за того, что радиус конца иглы не может фиксировать очень малые неровности. Поэтому Rz рекомендуется использовать при значениях высоты неровнос­тей 320... 10 и 0,1...0,025 мкм, в остальных случаях - Ra.

При расчетах ответственных подвижных и прессовых соедине­ний необходимо учитывать параметр Rz, тогда как на чертежах в большинстве случаев заданы значения Ra. В этих случаях можно воспользоваться зависимостью

, где К=4 при R_a=80…2,5 мкм; К=5 при Ra=1,25…0,02 мкм.

 

Таблица 1.3 Соответствие числовых значений Rа, Rz, Rmax числовым значениям базовой длины

Ra,мкм	До 0,025	0,025-0,4	0,4-3,2	3,2-12,5	12,5-100
Rz, мкм	До 0,1	0,1-1,6	1,6-12,5	12,5-50	50-400
L, мм		0,25	0,8	2,5

 

Для трущихся поверхностей ответственных деталей назначают параметры Ra (или Rz), t_p и задают направление неровностей, для поверхностей циклически нагруженных деталей - R_max, S_m (или S) и направление неровностей, для соединений с натягом - только Ra (Rz). Для неответственных деталей можно не указывать параметры шероховатости, в таком случае она не подлежит контролю.

Таблица 1.4 Типы направления неровностей шероховатости.

Типы направления неровностей	Схематическое изображение	Условное обозначение
Параллельное
Перпендикулярное
Перекрещивающееся
Произвольное
Круговое
Радиальное
Точечное