Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Контроль шероховатости поверхности

Контроль шероховатости поверхности

Шероховатые камни.

Шероховатость поверхности может оцениваться самыми различными методами. Контроль может проводится на различных этапах, в некоторых случаях он визуальный, в других предусматривает применение специальных инструментов. Наиболее распространенными методами контроля шероховатости поверхности можно назвать:

  1. Компараторы.
  2. Электронные приборы.
  3. Микроскопы.
  4. Метод реплик согласно стандартам ISO.
  5. Профилометр.


Профилометр Mahr Marsurf PS1


компаратор СА507 + СА3600A

Шероховатость поверхности контролируют в процессе обработки материала или после выпуска продукции при определении его качества. Наиболее доступный метод оценки визуальный, но он не позволяет определить шероховатость поверхности с высокой точность. Визуальный метод не является разновидностью контроля, а только позволяет определить наличие или отсутствие дефектов. Наиболее доступный метод контроля шероховатости поверхности заключается в применении компараторов ISO, технические показатели которого соответствуют установленному стандарту ИСО 8503-1. Для контроля могут использоваться два типа рассматриваемого измерительного инструмента, которые применимы на различных производствах.

Качество обработки поверхностей деталей

Качество обработки поверхностей деталей. 4.60/5 (92.00%) проало 5

Качество сборки отдельных соединений изделия зависит не только от точности изготовления деталей, но и от качества поверхности деталей.

Все изготовляемые детали на своей поверхности имеют следы обработки режущего инструмента в виде «гребешков» — шероховатости. Шероховатости бывают по своей величине и характеру различны.

В процессе эксплуатации детали машины, изготовленные с поверхностью, имеющей большую шероховатость, подвергаются большему износу, чем детали, имеющие ровную поверхность.

Это объясняется тем, что площадь опоры шероховатой поверхности меньше, чем ровной, так как поверхности соприкасаются между собой только гребешками.

Из-за шероховатости зависит характер посадок. У шероховатой поверхности больший износ, чем у ровной при подвижных посадках, в следствии чего увеличивается посадочный зазор из-за быстрого стирания гребешков. Шероховатость также влияет на прочность соединяемых деталей при неподвижных посадках. Гребешки при соединении двух деталей с шероховатой поверхностью неподвижной посадкой срезаются при посадке, и натяг уменьшается.

Из этого следует, что при различных видах неподвижных посадок чистота поверхности должна иметь шероховатость в определенных пределах. Поэтому для различных посадок поверхности обрабатываются различными способами, а именно, опиловкой, шабровкой, притиркой, доводкой.

ГОСТ качество поверхности.

Степень чистоты зависит от величины гребешков, оставшихся от механической обработки, которая измеряется особым прибором, называемым профилографом. ГОСТ 2789 — 45 делит поверхности на разряды и классы в зависимости от средней высоты гребешков. Имеется четыре разряда чистоты поверхностей, которые в свою очередь разделяются на четырнадцать классов (см. табл. 1). Первые три разряда имеют по три класса — с 1 по 9-й, а четвертый — пять классов — с 10 по 14-й.

Классификация чистоты поверхности.

Таблица 1. Классификация чистоты поверхности.

Обозначение чистоты обработки поверхности.

На чертежах чистота обработки поверхности обозначается треугольниками: первый разряд — одним треугольником, второй — двумя треугольниками, третий — тремя треугольниками и четвертый — четырьмя треугольниками. Необработанная поверхность никакого знака не имеет, а зачищенная поверхность обозначается знаком

Классы обозначаются проставлением арабской цифры около треугольников (например, ▽▽ 4). К первому разряду относятся грубо обрабатываемые поверхности, которые получаются путем обдирки. Ко второму разряду относятся получистые поверхности, полученные путем грубой обработки.

К третьему разряду относятся чистые поверхности, гладкие, матовые, полученные в результате чистовой обработки металла — шлифованием, развертыванием и т. д.

К качественному четвертому разряду относятся весьма чистые поверхности — зеркального блеска, которые получаются после отделочных операций — притирки, доводки и т. д.

Для определения чистоты поверхности пользуются эталонами чистоты.

Параметры шероховатости

Для того чтобы проводить измерения шероховатости поверхности следует учитывать то, какой параметр при этом учитывается. Проводимый контроль предусматривает проверку совокупности неровностей, которые образуют рельеф на определенном участке.

Рассматривая поверхность определяется шероховатость, которая обозначается Rz или Ra. Шероховатость Rz – показатель 5-ти наиболее возвышенных точек, с которых берутся усредненные значения. Контроль проводят в пределе линии АВ. Шероховатость Ra представляет собой средний показатель арифметических абсолютных значение, которые касаются отклонения профиля поверхности от средней линии в пределах измеряемой базы.


Профилометр ПМ-80 МИКРОТЕХ.

Поверхность оценить визуально для определения всех вышеприведенных показателей практически не возможно. Визуальный способ неприменим в промышленности или в другой производственной деятельности, следует рассматривать особенности инструментального метода определения шероховатости, так как он позволяет определить нужные показатели с высокой точностью.

Шероховатость поверхности. Виды, методы и параметры.

Поверхности деталей, которые обработаны самым тщательным образом, не может быть идеально ровной: от номинальной – заданной чертежом – она будет отличаться. Есть два вида возможных отклонений: макро- и микрогеометрические, и при том, что первые характеризуют волнистость детали и степень её несоответствия форме, то вторые определяют не что иное, как шероховатость поверхности.

Понятию «шероховатость

» можно дать следующее определение: она представляет собой совокупность микронеровностей на поверхности детали или изделия. Ещё одно немаловажное уточнение – шаг неровности относительно базовой длины очень и очень мал.

Виды и параметры шероховатости:

Выделяют несколько видов шероховатости.

  • Исходная шероховатость – следствие технологической обработки изделия абразивными материалами.
  • Эксплуатационная шероховатость – шероховатость, которую приобрела поверхность вследствие изнашивания и трения.
  • Равновесная шероховатость – эксплуатационная шероховатость, которая воспроизводится при стационарных условиях трения.

Согласно ГОСТ 2789-73 номенклатура параметров шероховатости выглядит следующим образом.

  • Ra – среднее арифметическое значение отклонения профиля;
  • Rz – высота неровностей профиля, снятая в 10 точках;
  • S – средний шаг местных выступов профиля;
  • Sm – среднее арифметическое значение шага неровности;
  • Rmax – максимальная высота профиля;
  • tp – относительная длина профиля (опорная), р – уровень сечения профиля.

рис 4

Предпочтительным при задании шероховатости является параметр Ra.

Шероховатость во многом определяет эксплуатационные характеристики деталей и узлов, поэтому её точное измерение является одной из важных задач метрологии. Оценка может проводиться поэлементно (сравнение отдельных параметров) либо комплексно – путём сравнения исследуемой поверхности с эталоном.

В современных технологических исследованиях предпочтительным является первый способ.

Щуповой метод измерения шероховатости поверхности относится к контактным методам и реализуется с помощью профилометра. Прибор представляет собой датчик, оснащённый тонкой остро заточенной алмазной иглой с ощупывающей головкой.

Игла перемещается по нормали к исследуемой поверхности. Естественно, в местах микронеровностей (впадин и выступов) возникают механические колебания относительно головки. Эти колебания передаются на датчик, который преобразует механическую энергию в электрическую. Сигнал, генерируемый преобразователем, усиливается и измеряется: его параметры точно характеризуют неровности поверхности детали или изделия.

В зависимости от типа преобразователя полезных сигналов профилометры подразделяются на индуктивные, электронные, индукционные и пьезоэлектрические, причём наибольшее распространение получили устройства первого вида. Кроме этого, существует ещё одна разновидность приборов – профилографы, позволяющие не только измерить, но и записать параметры профиля в заранее подобранном горизонтальном и вертикальном масштабах.

Исследование неровности проводится в несколько этапов: профиль «ощупывается» определённое количество раз, и лишь на основе серии измерений вычисляется окончательное – усредненное – значение параметра: количественная характеристика неровности относительно длины участка.

Группа оптических – бесконтактных – способов измерения шероховатости поверхности достаточно обширна. Самыми распространёнными входящими в неё методами являются следующие:

  • светового и теневого свечения;
  • микроинтерференционный;
  • растровый.

Растровый метод

Суть данного метода достаточно проста: на исследуемую поверхность накладывается изготовленная из стекла пластинка, на которую нанесена растровая сетка (система равноудалённых параллельных линий) с достаточно малым шагом.

При наклонном падении световых лучей в местах микронеровностей штрихи отраженной сетки накладываются на штрихи реальной – возникают муаровые полосы, свидетельствующие о наличии впадин и выступов на изучаемой поверхности. Точное измерение параметров неровности осуществляется по изложенной в ГОСТ методике с помощью растрового микроскопа.

Стоит отметить, что данный метод используется при исследовании лишь тех поверхностей, следы обработки на которых имеют преимущественное направление.

Методы светового и теневого свечения

Метод светового свечения при измерении параметров неровности применяется наиболее часто и заключается в следующем. Исходящий от источника света световой поток преобразуется в тонкий пучок, проходя через узкую щель. Далее он с помощью объектива под определённым углом направляется на исследуемую поверхность. Отраженный луч снова проходит через объектив и формирует изображение щели в окуляре. Абсолютно ровная поверхность соответствует идеально прямой светящейся линии, шероховатая поверхность – искривлённой.

Теневой метод является «продолжением» светового: на небольшом расстоянии от изучаемой поверхности устанавливается линейка, ребро которой скошено. Пучок света проходит тот же путь, однако, словно ножом срезается ребром. На контролируемой поверхности появляется тень, верхняя часть которой точно повторяет изучаемый профиль. Рассматривая это изображение в микроскоп, делают выводы о характере и параметрах шероховатости.

Микроинтерференционный метод

Для реализации микроинтерференционного метода используют измерительный прибор, в состав которого входит интерферометр и измерительный микроскоп. С помощью первого устройства формируется интерференционная картина исследуемой поверхности с искривлениями полос в местах неровностей. Увеличивающий в разы полученную картину микроскоп позволяет измерить параметры шероховатости.

Метод слепков

Описанный ниже метод используют для оценки шероховатостей труднодоступных поверхностей и поверхностей, имеющих сложную конфигурацию.

Метод слепков заключается в снятии негативных копий (материалом для их изготовления, как правило, служит парафин, гипс или воск) поверхности при их дальнейшем исследовании оптическими или щуповым методами. Иными словами, метод слепков не является самостоятельным методом и используется лишь в сочетании с вышеописанными способами измерения шероховатости поверхности.
Поделитесь этим материалом:

Как определить и обозначить шероховатость поверхности

Классы шероховатости, соответствующие им значения параметров шероховатости, современное обозначение на чертеже

Классы шероховатостиПараметры шероховатости Ra, мкмПараметры шероховатости Rz, мкмОбозначение шероховатости ранее действующееСовременное обозначение шероховатости
180320Rz 32050
240160Rz 16025
32080Rz 8012,5
41040Rz 406,3
55202,51,6
62,5101,250,8
71,256,30,630,4
80,633,20,320,1
90,321,60,160,05
100,160,80,080,025
110,080,40,040,0125
120,040,20,020,006
130,020,10,010,0032
140,010,050,0050,0016

Шероховатость на чертеже обозначается значком, ориентированным к обрабатываемой поверхности. Вид значка зависит от способа обработки заложенной конструктором
Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота Н равна (1,5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной линии, применяемой на чертеже

Обозначение шероховатости поверхности без указания способа обработки

При обработке происходит удаление слоя материала

Образование поверхности осуществляется без удаления слоя материала (прессование, дорнование и т.д.)

Знак обозначение шероховатости поверхности должен быть ориентирован к основной надписи чертежа следующим образом

Значения параметра шероховатости Ra в зависимости от способа обработки

Способ обработкиRa, мкм
Шлифование0,050; 0,100; 0,200; 0,400; 0,800; 1,600; 3,200
Точение и расточка0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5
Фрезерование0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5
Строгание0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25,0
Электроэрозионная обработка0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5
Дробеструйная и пескоструйная обработка0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25,0
Полирование0,006; 0,0125; 0,025; 0,050; 0,100; 0,200

Примеры обозначения шероховатости

Обозначение шероховатости симметрично расположенных элементов симметричных изделий наносят один раз
Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначения шероховатости. Через заштрихованную зону линию границы между участками не проводят.

Образцы шероховатости поверхности (сравнения) В7-1833 по ГОСТ 9378-93 (параметры Ra и Rz)

Образцы шероховатости поверхности (сравнения) В7-1833 по ГОСТ 9378-93 (параметры Ra и Rz)

Зарегистрированы в Государственном реестре СИ РФ под № 76029-19.

Образцы шероховатости поверхности (сравнения) модификации В7-1833 по ГОСТ 9378-93 предназначены для контроля шероховатости поверхности металлических деталей после (или в процессе) их обработки на металлорежущих станках методом визуального сравнения или осязания (на ощупь) станочниками при контроле обрабатываемых деталей на металлорежущих станках, при контроле шероховатости труднодоступных поверхностей, конструкторами и технологами при выборе и назначении шероховатости поверхности, а также для учебных целей.

Образцы являются рабочими средствами измерений согласно ГОСТ 8.296-2015 и не предназначены для контроля приборов измерения шероховатости.

ОШС изготавливаются по ГОСТ 9378-93 и выпускаются в виде наборов определённого вида обработки (условное обозначение способа обработки):

  • точение (Т)
  • расточка (Р)
  • строгание (С)
  • шлифование периферией круга (плоское ШП, наружное круглое ШЦ, внутреннее ШЦВ)
  • точение торцовое (ТТ)
  • фрезерование (цилиндрическое ФЦ, торцовое ФТ, торцовое перекрещивающееся ФТП)
  • шлифование торцовое (ШТ)
  • шлифование чашеобразным кругом (ШЧ)
  • полирование (плоское ПП, цилиндрическое ПЦ).

Материал образцов:

  • сталь,
  • медь,
  • алюминий,
  • титан,
  • латунь
  • и др. металлы по заявке заказчика.

По умолчанию ОШС изготавливаются из СТ45: сталь конструкционная углеродистая качественная.

По запросу образцы могут быть изготовлены из материалов: чугун, латунь, алюминий, медь.

Образцы изготавливаются с различными номинальными значениями параметра шероховатости Rz, выбранными из ряда номинальных значений и приводятся как справочные по результатам измерений.

Порядок работы

Контроль шероховатости поверхности детали по параметру шероховатости Ra или Rz производится путём сравнения с образцом визуально и на ощупь, проводя ногтем, выполняющем здесь роль «чувствительного элемента — датчика», вдоль линии максимальной шероховатости поверхности. Как правило, эта линия перпендикулярна следам обработки, а расстояние между соседними следами характеризует параметр Sm. Для этого подбирается образец соответствующего вида обработки, номинальное числовое значение параметра шероховатости поверхности которого соответствует числовому значению параметра шероховатости поверхности контролируемой детали. В результате сравнения делается заключение о том, что параметр шероховатости контролируемой детали не превышает номинальное значение подобранного образца сравнения.

Наиболее достоверно оцениваются детали из аналогичного образцу материала и изготовленные тем же, что и образец, способом обработки.

Методика поверки: РТ-МП-5412-445-2019.

Для осуществления контроля шероховатости поверхности используются два метода:

  • качественный: метод сравнения с образцами ОШС (образцы чистоты поверхности) или ОЧП (устаревшее, образцы чистоты поверхности)
  • количественный: с использованием приборов контактных и бесконтактных.

При проведении качественного контроля проводится сравнение шероховатости образца из набора и поверхности испытуемого изделия путём визуального осмотра и на ощупь. Используя визуальный осмотр можно достаточно точно дать характеристику поверхностного слоя при характеристиках Ra = 0,6. 0,8 мкм и выше.

Чистота поверхности (из утратившего силу ГОСТ 2789-59) предусматривает 14 классов чистоты поверхности, а классы чистоты поверхности 6. 14 дополнительно разбиты на 3 разряда каждый (а, б, в):

Группа ∇ и класс чистоты поверхностиРазрядыСреднее арифметическое отклонение профиля (Ra), мкмВысота неровностей (Rz), мкмБазовая длина L, мм
∇1803208
∇240160
∇32080
∇∇410402,5
∇∇5520
∇∇6а2,5100,8
б2,08
в1,6
∇∇∇7а1,256,3
б1,05,0
в0,84,0
∇∇∇8а0,633,2
б0,52,5
в0,42,0
∇∇∇9а0,321,60,25
б0,251,25
в0,21,0
∇∇∇∇10а0,160,8
б0,1250,63
в0,100,5
∇∇∇∇11а0,080,4
б0,0630,32
в0,050,25
∇∇∇∇12а0,040,2
б0,0320,16
в0,0250,125
∇∇∇∇13а0,020,10,08
б0,0160,08
в0,0120,063
∇∇∇∇14а0,010,05
б0,0080,04
в0,0060,032

Класс чистоты в технической документации обозначают равносторонним треугольником, рядом с которым арабскими цифрами указывается номер класса, а для 6. 14-го классов, кроме того, одной из букв (а, б, в) обозначают и разряд, например ∇10в.

Различные технологические процессы обеспечивают получение поверхностей разных классов чистоты, например, обычно литьё ∇3, обработка точением ∇5, шлифованием ∇7 и т.д.

В то же время, один и тот же класс чистоты может быть получен различными технологическими процессами, например класс чистоты ∇7 может быть получен тонким точением и шлифованием и др. процессами.

Не все свойства двух поверхностей, относящихся к одному классу чистоты, могут быть одинаковыми при совпадающих Ra и Rz, поэтому принадлежность поверхностей к одному классу чистоты не является достаточной для заключения об идентичности поведения деталей при эксплуатации.

Самый точный класс чистоты: 14-й, самый грубый: это 1-й.

По этой причине поверхности также подверглись классификации.

В производстве встречаются следующие их виды:

  • Ограничительные и соединительные поверхности: элементы, служащие ограничением для работающих механизмов: корпуса приборов, станков, различные фиксаторы и прочие механизмы. Данные поверхности, в зависимости от требований, могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20. 2,5 мкм, Rz=80. 10 мкм
  • Установочные поверхности: детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны, к которым не предъявляются требования по герметичности. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20. 2,5 мкм, Rz=80. 10 мкм
  • Рабочие поверхности, которые перемещаются друг относительно друга, соединения типа поршень-цилиндр в устройствах двигателей, насосов и т.д. Детали, используемые в механизмах, обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать величинам Ra=2,5. 0,16 мкм, Rz=10. 0,8 мкм
  • Специальные поверхности: детали внешних корпусов механизмов, агрегатов. Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5,0. 1,25 мкм, Rz=20. 6,3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов приборов, у которых показатели должны находится на уровне Ra=0,63. 0,08 мкм, Rz=3,2. 0,4 мкм

Вид обработки: шлифование периферией круга плоское (ОШС-ШП) ГОСТ 9378-93

Маркировка набораОписание образцов, входящих в наборМатериал образцов
стальчугунлатуньалюминиймедь
ОШС-ШП Rz 1; 2; 4; 5; 8; 10Форма образцов плоская Rz 1; 2; 4; 5; 8; 10 мкм+++++
ОШС-ШП Rz 10; 20; 30; 40Форма образцов плоская Rz 10; 20; 30; 40 мкм+++++
ОШС-ШП Rz 10; 20; 40; 60Форма образцов плоская Rz 10; 20; 40; 60 мкм+++++
ОШС-ШП Rz 20; 40; 60; 80Форма образцов плоская Rz 20; 40; 60; 80 мкм+++++
ОШС-ШП Rz 10; 20; 40; 60; 80; 120Форма образцов плоская Rz 10; 20; 40; 60; 80; 120 мкм+++++

*По умолчанию образцы шероховатости поверхности (сравнения) изготавливаются из СТ45: сталь конструкционная углеродистая качественная.

Стандартная комплектация

  • Образцы модификации В7-1833: количество по заказу
  • Футляр
  • Паспорт В7-1833.0.00.0.00ПС
  • Методика поверки РТ-МП-5412-445-2019
  • Свидетельство о поверке

Образцы поставляются наборами из 4 шт с различными номинальными значениями Rz, возможна поставка отдельных образцов.

24. Шероховатость поверхностей. Допуски, посадки и технические измерения.

24. Шероховатость поверхностей. Допуски, посадки и технические измерения. 24. Шероховатость поверхностей. Допуски, посадки и технические измерения.

Поверхности деталей после обработки не являются идеально гладкими, так как режущие кромки инструментов и зерна шлифовальных кругов оставляют на поверхности следы в виде неровностей и гребешков, близко расположенных друг к другу (рис. 49). Совокупность всех неровностей на рассматриваемой поверхности называется шероховатостью. Шеро-ховатость поверхностей ухудшает качественные показатели работы деталей, герметичность соединений и их противокоррозионную стойкость.

Если провести среднюю линию в сечении гребешков (линия ОХ на рис. 49) и опустить перпендикуляры от отдельных точек профиля к этой средней линии, то сумма расстояний у1, у2 и т.д. деления на количество n, будет средним арифметическим отклонением профиля поверхности от средней линии. Она обозначается Ra:

Числовое значение параметра Ra (мкм) используется для оценки шероховатости. Но кроме этого для оценки шероховатости пользуются еще вторым показателем — средней вы-сотой неровности по 10 точкам (обозначается Rz). Для определения величины Rz параллельно средней линии ОХ ниже профиля поверхности проводят линию и на нее опускают перпендикуляр из высших точек выступов и низших точек впадин (расстояние h1min, h1max, h2min, h2max и т.д.).
За величину неровностей Rz принимают среднее расстояние между пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин

Пять высших точек выступов и пять низких точек впадин (см рис. 49) берутся в пре-делах так называемой базовой длины 1, под которой понимается длина участка поверхности, принимаемая для измерения шероховатости.

Новый стандарт предусматривает шесть параметров, из них: три высотных (Ra, Rz, Rmax), два шаговых (S и Sm) и один по опорной длине профиля. Кроме известных парамет-ров Ra и Rz в виде среднего арифметического отклонения профиля и высоты неровностей профиля по десяти точкам введена еще оценка наибольшей высоты профиля Rmax. По своему физическому смыслу Ra характеризует высоту всех неровностей профиля. Rz — наибольших, а Rmax — полную высо¬ту профиля.

Шаговый параметр S характеризует средний шаг неровностей про¬филя по вершинам, Sm — средний шаг неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины l. Ша-говые параметры, значения кото¬рых установлены в пределах 12,5—0,002 мм, характеризуют взаимное расположение точек неровностей — вершин (максимумов) профиля и точек пере-сечения профиля со средней линией (нулей профиля). Их значения показывают в чертежах., когда требуется обеспечить прочность деталей при циклических нагрузках или виброустойчивость.

Относительная опорная длина профиля tp характеризует в продольном направлении фактическую площадь контакта на заданном уровне сечения профиля и определяется как отношение опорной длины профиля к базовой длине. При нормировании шероховатости по-верхности могут еще учитываться требования к точности измерений, соотношения между допусками размера и шероховатостью и т.д.

Параметры оценки шероховатости поверхностей распространяются на все виды материалов, кроме древесины, войлока, фетра и др., имеющих ворсистую поверхность.

Обозначения допусков на шероховатость в соответствии с Международным стандар-том регламентируются ГОСТом.
В табл. 10. приведены классы шероховатости и наибольшие значения Ra и Rz.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Стеклорезы профессиональные с линейкой
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector