Якість поверхонь деталей машин

План

1. Поняття про якість поверхні.

2. Значення якості поверхонь.

3. Критерії та класифікація шорсткості поверхонь.

4. Способи визначення шорсткості поверхонь.

1. Якість поверхні характеризується двома основними показ­никами:

а) фізико-механічними властивостями поверхневого шару;

б) рівнем шорсткості поверхневого шару (чистотою поверхні).

Обидва показники визначаються властивостями матеріалу та методами обробки.

В результаті дії механічних та теплових навантажень на поверхневий шар утворюється наклеп та виникають внутрішні напруження. Товщина шару наклепу залежить від режимів обробки.

За геометричними ознаками розрізняють наступні відхилення обробленої поверхні:

а) макрогеометрія (овальність, конусність, бочкоподібність, відхилення від співвісності і т.п.);

б) хвилястість;

в) мікрогеометрія.

Ці параметри можна розглядати кожен окремо або спільно. На машинобудівних кресленнях використовують наступні позначення відхилень від правильної геометричної форми та взаємного розташування поверхонь:

- відхилення від площинності ‑;

- відхилення від прямолінійності ‑;

- відхилення від циліндричності ‑;

- відхилення від круглості ‑;

- відхилення профілю повздовжнього перерізу ‑;

- відхилення від паралельності ‑;

- відхилення від перпендикулярності ‑;

- відхилення від співвісності ‑;

- торцеве або радіальне биття ‑;

- відхилення від перетину осей ‑;

- відхилення від симетричності ‑.

Відхилення від правильної геометричної форми є одним з важ­ливих показників точності обробки. Їх вивчають при загальному вивченні питань точності обробки.

Хвилястість виникає від вібрації в системі верстат–пристрій – інструмент–деталь (ВПІД).

Шорсткість може бути поздовжня, ½½ до вектора швидкості різання і поперечна ‑ ^ до . Поперечна завжди більша ніж повздовжня (крім чистового шліфування).

Якість поверхні залежить від:

а) марки матеріалу;

б) режимів обробки;

в) способу обробки;

г) жорсткості системи ВПІД;

д) геометрії різального інструменту;

е) матеріалу інструменту;

ж) охолодження.

2. В сучасних умовах до якості поверхней деталей ставлять­ся особливі вимоги, оскільки сучасні машини повинні бути швид­кохідними, потужними, точними, їх деталі працюють при високих температурах, питомих тисках та навантаженнях.

Зносостійкість деталей машин, що труться значно залежить від якості поверхневої обробки і покращується від зниження шорст­кості. Якість нерухомих з’єднань покращується від зменшення па­раметрів шорсткості. Опір корозії теж підвищується зі зменшенням чистоти оброблюваної поверхні. Тобто висока якість поверхні завжди позитивно впливає на експлуатаційні показники деталі.

Шорсткість поверхні – це сукупність нерівностей з відносно малим кроком, які утворюють рельєф поверхні і розглядають в межах базової довжини. Основним параметром шорсткості,який рекомендує стандарт, є параметр Ra.

Базова лінія (s) ‑ довжина лінії в межах якої сума квадратів відстаней до вершини виступів та западин найменша. (s = 0, 01...25 мм).

,

де R_a – cереднє арифметичне відхилення профілю;

Стандартом рекомендуються:

s = 0,01...25 мм; R_a = 80...0,005 мкм;

На кресленнях для позначення шорсткості використовують значки:

- шорсткість після зняття шару матеріалу;

- шорсткість після лиття, кування, пресування;

- метод утворення шорсткості не вказується.

Класи шорсткості приведені в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Клас шорсткості	Ra, мкм
Чорнова обробка
	80, 63, 40
	40, 32, 20
	20, 16, 10
Напівчистова обробка
	10, 8, 5
	5. 4, 2,5
Чистова обробка
	2,5, 2, 1,25
	1,25, 1, 0,63
	0,63, 0,4, 0,32
Доводка
	0,32, 0,20, 0,16
	0,16, 0,10, 0,08
	0,08, 0,05, 0,04

Причини виникнення шорсткості:

- мікронеточність інструменту.

- пластичні деформації.

- наріст на інструменті.

- геометрія інструмента.

4. Шорсткість поверхні визначається шляхом вимірювання ви­соти мікронерівностей. Для цього використовують профілометри, профілографи, оптичні прилади.

Профілометр працює за принципом ощупування поверхні алмазною голкою. Електронний пристрій цього приладу автоматич­но визначає величину середньоквадратичного відхилення R_a.

Профілограф працює за тим же принципом, але профіль записується на стрічці.

Оптичні прилади:

- подвійний мікроскоп;

- інтерферометри.

У виробничих умовах шорсткість, в більшості випадків, визна­чають за еталонами.

Класи шорсткості поверхні, які можуть бути досягнуті різни­ми видами обробки приведені в таблиці 5.2.

Таблиця 5.2

№ з/п	Вид обробки	Шорсткість
	Точіння і стругання: чистове тонке (алмазне)	Rа 5 Ra 0,63
	Розточування: чистове тонке (алмазне)	Rа 5 Ra 0,63
	Фрезерування: чистове оздоблювальне (торцеве)	Rа 5 Ra 0,63
	Розверчування: чорнове чистове	Ra 0,63 Ra 0,32
	Протягування: чистове оздоблювальне	Ra 0,63...0,32 Ra 0,16...0,08
	Шліфування: чорнове чистове тонке	Ra 0,63 Ra 0,32...0,16 Ra 0,08...0,05
	Хонінгування: чистове оздоблювальне	Ra 0,16...0,08 Ra 0,05...0,01
	Суперфінішування: чистове тонке	Ra 0,16...0,05 Ra 0,025
	Притирання чистове оздоблювальне	0,16...0,05 0,025
	Полірування чистове оздоблювальне	0,32...0,16 0,08...

Запитання для самоконтролю

1. Дайте поняття якості поверхні.

2. Які відхилення може мати оброблювана поверхня?

3. Перерахуйте і дайте графічне позначення відхилень від правильної геометричної форми та взаємного розташування поверхонь.

4. Від яких факторів залежить якість поверхні?

5. Як впливає якість обробки на експлуатаційні характеристики деталі?

6. Опишіть параметри шорсткості.

7. Як на кресленнях позначають шорсткість поверхонь?

8. Які існують методи визначення шорсткості?