Ім'я файлу: №1Нормування,_методи_і_засоби_контроль_шорсткості_поверхні.docx
Розширення: docx
Розмір: 493кб.
Дата: 04.06.2022
скачати
Розширення: docx
Розмір: 493кб.
Дата: 04.06.2022
скачати
Міністерство освіти і науки України
Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Кафедра автоматизацій технологічних процесів і виробництв
Реферат на тему:
«Нормування, методи і засоби контролю шорсткості поверхонь»
Виконав:
студент групи КІ-21 Яцюк В.С.
Викладач:
к.т.н. Апостол Ю. О.
Тернопіль - 2021
ЗМІСТ:
1. ВСТУП………………………………………………………………………………..3
2. РОЗДІЛ 1. НОРМУВАННЯ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ…………………………4
3.РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ І ЗАСОБИ КОНТРОЛЮ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ………………………………………………………………………...……7
4. ВИСНОВОК………………………………………………………………...………14
5. СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ………………………………………………...15
ВСТУП
Міцність деталей залежить від шорсткості поверхні. Руйнування деталі, особливо в змінних навантаженнях, більшою мірою пояснюється концентрацією напруг, внаслідок наявності нерівностей. Шорсткість або мікрогеометрія поверхні - це одна з найважливіших характеристик матеріалів: вона впливає на зносостійкість, контактну жорсткість, корозійну стійкість і інші функціональні характеристики поверхні. Чим менша шорсткість, тим менша можливість виникнення поверхневих тріщин втоми металу. Обробка деталей (доведення, полірування тощо) забезпечує значне підвищення краю їх втомної міцності. Оцінка впливу шорсткості, хвилястості і відхилень форми поверхонь деталей на їх функціональні властивості є серйозною проблемою.
РОЗДІЛ 1. НОРМУВАННЯ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ
Для кількісної оцінки і нормування шорсткості поверхні встановлено шість параметрів, які вимірюються в межах базової довжини - три висотних (Ra, Rz, Rmax), два крокових (S, Sm) і параметр відносної опорної довжини профілю (tp): Ra - середнє арифметичне відхилення профілю мікронерівностей поверхні; RZ - висота мікронерівностей профілю по десяти точках, яка обчислюється як сума середніх абсолютних значень п'яти найбільших виступів профілю і глибин п'яти найбільших западин профілю; Rmax - найбільша висота нерівностей, тобто відстань між найбільшим виступом профілю і глибиною його найбільшої впадини; S - середній крок місцевих виступів профілю, виміряний по його вершин; Sm - середній крок нерівностей профілю, виміряний по його середній лінії; tp - відношення опорної довжини профілю до базової довжини на заданому рівні перетину р профілів.
Якщо немає необхідності в нормуванні шорсткості поверхні, то конструктор не виносить в креслення відповідні вимоги і шорсткість цієї поверхні не контролюють.
Параметри, встановлені в ГОСТ 2789 - 73 для кількісної оцінки та нормування шорсткості поверхонь. Вимоги до шорсткості поверхні встановлюються вказівкою числового значення (граничного значення, відповідного найбільш грубої допустимої шорсткості, двох граничних значень, що визначають діапазон допустимої шорсткості, або номінального значення параметра з граничними відхиленнями від нього) нормованого параметра шорсткості (або декількох параметрів) і базової довжини (рис.3).
У методичних вказівках щодо впровадження ГОСТ 2789 - 73 сказано, що при нормуванні шорсткості поверхні застосування параметра Ra є кращим, ніж Rz. Однак, враховуючи реальні можливості контролю, застосовують і параметр Rz.
При виборі приладу для вимірювання параметрів шорсткості слід враховувати можливість вимірювання на приладі параметра (параметрів), встановленого при нормуванні шорсткості поверхні (параметра, вказаного на кресленні); межі виміру приладу і величини допустимих відхилень вимірюваного параметра (параметрів); похибка вимірювального приладу; необхідну продуктивність контролю; конструктивні особливості контрольованої деталі; матеріал деталі; економічні та інші фактори.
У відповідності зі СТ СЕВ 638 - 77 вимірювання всіх параметрів шорсткості поверхні повинне проводитися на базовій довжині, встановленої при нормуванні шорсткості поверхні.
У позначенні шорсткості поверхні може бути в разі необхідності зазначено у потрібному напрямку нерівностей, що може мати значення при нормуванні шорсткості поверхонь точних, рухомих або сильно навантажених з'єднань. Товщина ліній знаку повинна бути приблизно дорівнює половині товщини суцільної основної лінії.
При вказівці номінальних значень параметрів повинні бути встановлені допустимі відхилення параметрів від номінального у відсотках. Нормування шорсткості поверхні шляхом встановлення номінальних значень параметрів забезпечує найбільш суворий метрологічний контроль. Застосування цього способу нормування шорсткості доцільно для відповідальних поверхонь.
При нормуванні шорсткості поверхні рекомендується погоджувати числові значення параметрів шорсткості з допусками розмірів, форми і розташування поверхонь. У багатьох випадках рекомендується, щоб значення параметра Rz не перевищувало 5% допуску розміру при допуску форми і розташування, що становить 40% допуску розміру; 20% допуску розміру при допуску форми і розташування, що становить 10% допуску на розмір.
Виходячи з цього і була побудована шкала числових значень шорсткості за показником Ra. Це дозволяє при введенні ГОСТ 2789 - 59 як і раніше користуватися укоріненою в промисловості системою нормування шорсткості поверхні номером класу, не вносячи змін до розуміння раніше застосовуваних класів шорсткості і в існуючі креслення.
РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ І ЗАСОБИ КОНТРОЛЮ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ
Оцінка шорсткості поверхні здійснюється якісним і кількісним методами. Перший заснований на порівнянні обробленої поверхні зі зразками, а другий - на вимірі нерівностей спеціальними приладами.
Якісний метод. Зразками шорсткості є набори металевих брусків із ділянками поверхні плоскої або циліндрової форми, які оброблені при певних режимах різання точінням, фрезеруванням, шліфуванням та іншими способами і за наслідками вимірювань віднесені до відповідних класів шорсткості. В даний час готуються до випуску нові набори зразків шорсткості з позначенням параметрів і їх числових значень.
Профілометри застосовуються, головним чином, у вимірювальних лабораторіях. У виробничих умовах, особливо на невеликих підприємствах, де при контролі чистоти поверхонь не вимагається кількісної оцінки мікронерівностей, застосовуються спеціально виготовлені робочі зразки шорсткості поверхні, які призначені для оцінки шорсткості поверхні методом порівняння, візуального або дотиком, а також за допомогою приладів, що дозволяють проводити візуальне порівняння. Даний стандарт не розповсюджується на зразкові деталі шорсткості поверхні. Робочі (еталонні) зразки виготовляють із тих самих металів (чавун, сталь, алюміній, бронза і т. д.), що і деталі, які перевіряються, оскільки поверхні деталей, оброблені однаковим способом, і ті, що мають один і той самий клас чистоти, матимуть різні сліди обробки, якщо вони будуть виконані з різних матеріалів.
Контроль шорсткості за допомогою зразків порівняно простий і широко застосовується на робочих місцях. При контролі порівнюють шорсткість поверхні деталі з шорсткістю поверхні зразка шляхом огляду і обмацування нігтем або пальцем упоперек слідів обробки.
Набори еталонних зразків (рис. 1) зберігаються в пеналах. У кожному утримувачі є чотири зразкові пластини. При перевірці чистоти поверхні беруть еталонні зразки відповідної форми, виготовлені з такого ж металу і оброблені таким самим способом, що і деталь, яка перевіряється, та прикладають до деталі, яка перевіряється. Порівнюючи оброблену поверхню деталі, яка перевіряється, з еталонним зразком, встановлюють клас чистоти обробки.
Описаний спосіб порівняння дає правильні результати при перевірці деталей чистоти з 1-го до 7-го класу. Недоліком є суб’єктивність оцінки. Для зниження стомлюваності очей при звіренні двох поверхонь із шорсткістю не вище 7-10 класів, а також для посилення можливості людського ока користуються лупою. При цьому способі необхідно мати велику кількість зразків, різних за формою, матеріалом, способом обробки; крім того, зразки необхідно оберігати від корозії, що різко знижує їх точність.
Параметри шорсткості вибирають з урахуванням умов роботи деталі. Як показує досвід експлуатації виробів, слід прийняти наступні комплекси параметрів шорсткості:
- для поверхонь, що працюють в умовах тертя, ковзання, кочення і схильних до зносу - Ra, Rz;
- для поверхонь, що випробовують контактну напругу - Ra, Rz;
| - за необхідності забезпечити відносну нерухомість сполучених деталей - Ra або Rz; - для деталей, що випробовують змінні навантаження - Rmax,  Рис. 1. Еталонний зразок шорсткості |
При виборі параметрів Ra і Rz перевагу слід віддавати Ra, оскільки цей параметр дає повнішу оцінку шорсткості.
Параметри шорсткості, залежно від виду обробки, наведено в таблиці 2.
Таблиця 2. Параметри шорсткості залежно від виду обробки
Закінчення таблиці 2
Таблиця 3. Співвідношення значень параметрів і базової довжини (СТ СЕВ 638-77)
Кількісний метод. Для визначення висоти мікронерівностей є велика кількість різноманітних приладів. За способом вимірювання їх можна РЛЗ-ділити на дві групи: контактні і безконтактні.
Сутність дії контактних приладів полягає в тому, що по контрольованої поверхні переміщається ( «обмацує» її) алмазна або сталева голка. Вертикальні переміщення її, відповідні висоті мікронерівностей, збільшуються електричним, оптичним, пневматичним або механічним способами і реєструються відліковими пристроями. До приладів, що вимірює величину шорсткості контактним методом, відносяться профілометри і профілографи.
Рис. 4. Зразки шорсткості поверхні.
Профілометри автоматично обробляють дані вимірювання і показують кінцевий результат на циферблаті. Профілографи записують профіль контрольованої поверхні у вигляді профілограми, по якій можна визначити різні параметри шорсткості поверхні. Існують також комбіновані прилади, що виконують одночасно функції профілометра і профілографа.
Рис. 4. Профілометр цехової моделі 240.
Рис. 5. Профілограф-профілометр моделі 201.
В даний час застосовуються профілометри-профілографи моделей 201 (рис. 5) і 202 цехової профілометр моделі 240 (рис. 4) і портативний моделі 253.
Основними частинами приладу є датчик, електронний блок з показує приладом і стійка. Датчик складається з вимірювальної головки, яка перетворює вертикальні переміщення голки в електричну напругу, і приводу з електродвигуном, редуктором, ходовим гвинтом і повзуном. Привід забезпечує переміщення вимірювальної головки з постійною швидкістю, рівній 106 мм /с.
Датчик кріпиться на стійці в кронштейні, який може переміщатися у вертикальному напрямку і повертати навколо горизонтальної осі при установці датчика паралельно площині перевіряється деталі. На передній панелі електронного блоку розташовані показує і контрольний прилади, тумблер і сигнальна лампа включення мережі, перемикач меж вимірювання ручка двох потенціометрів «Налаштування» і кнопка включення приводу датчика.
Прилад застосовується в цехових контрольних пунктах, а також безпосередньо на робочих місцях.
Профілограф-профілометр моделі 201 служить для визначення шорсткості і хвилястості поверхонь деталей з будь-яких матеріалів. Він дозволяє перевіряти зовнішні і внутрішні поверхні деталей, перетин яких в площині вимірювання становить пряму лінію. Дія його аналогічно дії приладу моделі 240 однак він більш досконалий. Прилад складається з двох блоків: електронного вимірювального і записуючого. На стійці розміщені вимірювальний столик, привід і датчик.
Визначення величин і профілю мікронерівностей поверхні проводиться по профілограмі записаної в прямокутних координатах. За свідченнями приладу визначається величина шорсткості поверхні в зазначених межах.
Прилад дозволяє проводити вимірювання шорсткості поверхні з різними довжинами траси інтегрування, що значно розширює його експлуатаційні можливості. Довжина траси обмацування до 40 мм дає можливість перевіряти хвилястість поверхні з великим кроком. Прилад укомплектований набором твердосплавних опор до датчика (для різних видів робіт), пристосуванням для перевірки хвилястості і папером для запису.
Оптико-механічні прилади контролюють шорсткість поверхні безконтактним методом. Дія їх заснована на різних принципах: світлового перетину, тіньового перетину та інтерференції світла.
ВИСНОВОК
Отже, оцінка шорсткості поверхні здійснюється якісним і кількісним методами. Якісний метод оцінки шорсткості поверхні часто застосовують в цехових умовах. Крім стандартних зразків шорсткості поверхні, використовуються зразкові (еталонні) деталі, шорсткість котрих виміряна кількісним методом. Точність оцінки шорсткості поверхні значно підвищується при використанні мікроскопів, які дають можливість одночасно розглядати деталь, що перевіряється та зразок, які розташовані поряд, однаково збільшені і освітлені. Але треба пам'ятати, що оцінка шорсткості методом порівняння є суб'єктивною. Вибір залежить від того, наскільки висока повинна бути точність проведених вимірювань.
СПИСОК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ:
1. Боженко Л.І. Метрологія, стандартизація, сертифікація: Навчальний підручник. – Львів: Афіша, 2006. – 324 с.
2. В. А. Єгоров Оптичні і щупові прилади для вимірювання шорсткості поверхні // вид. «Машинобудування» Москва 1965 р 224 з.
3. Желєзна А.М., Кирилович В.А. Основи взаємозамінності, стандартизації та технічних вимірювань.-К.: Кондор, 2004.-796с.
4. І. Ш. Невлюдов Аналіз методів контролю шорсткості підкладок для виробів електронної техніки //Журнал прикладної фізики с.25-29 2014
5. Коротков В.П., Тайц Б.А. Основы метрологии и теории точности измерительных устройств. –М.: Изд-во стандартов, 1998. – 352с.
6. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. – СПб.: Энергоатомиздат, 1991. – 304 с.
7. Поліщук Є.С., Дорожовець М.М., Яцук В.О. та ін. Метрологія та вимірювальна техніка: Підручник. – Львів: Бескид Біт, 2003. – 544 с.
8. Рудзит Я.А., Плуталов В.Н. Основы метрологии, точность и надежность в приборостроении.– М.: Машиностроение, 1991. – 304 с.