Від редакції: Шорсткість поверхні Ra — це символ, який ми часто використовуємо під час роботи на машинах. По суті, це наш старий друг. Без нього креслення, мабуть, було б марним. Це такий символ, з яким ми маємо справу щодня. Ви знаєте, чому 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 використовуються замість інших чисел? Я вважаю, що друзі в спільноті також мали цю плутанину під час вивчення та використання, але вони не вивчали відповідь детально. Все починається з чудової математики. Тепер дозвольте розповісти вам детально.
Все походить від великої пріоритетної системи числення!
Французький інженер Рено побачив, що дротяні троси на повітряних кулях мають різні характеристики, тож він придумав спосіб. Він підніс 10 до п’ятого степеня і отримав число 1,6. Потім він перемножив числа, щоб отримати наступні п’ять пріоритетних чисел:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Це геометрична послідовність, і останнє число в 1,6 рази більше попереднього. Тоді є лише 5 типів дротяних мотузок нижче 10 і є лише 5 типів дротяних мотузок від 10 до 100, а саме 10, 16, 25, 40 і 63.
Однак цей метод ділення був надто рідкісним, тому пан Лей продовжив свої зусилля та підняв 10 до 10-го степеня та отримав систему числення пріоритету R10 таким чином:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Загальне співвідношення становить 1,25, тому існує лише 10 тип сталевих канатів у межах 10, і є лише 10 типів дротяних канатів від 10 до 100, що є більш розумним. У цей час хтось, мабуть, сказав, що в цій послідовності перші числа не сильно відрізняються, наприклад 1,0 і 1,25. Різниці майже немає. Я зазвичай округлюю в більшу сторону, але розрив між 6,3 і 8,0 великий. Це розумно?
Розумно чи ні, давайте проведемо аналогію. Наприклад, натуральні числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 виглядають дуже гладко. Ми використовуємо цю послідовність для виплати зарплати, віддаючи 1,000 Чжан Сану та 2,000 Лі Сі. Обидва переконані. Раптова інфляція. Дайте Чжан Саню 8,000 і Лі Сі 9,000. У минулому зарплата Лі Сі була вдвічі більшою, ніж Чжан Сан, а зараз вона в 1,12 рази. Як ви думаєте, Лі Сі захоче? Він керівник, і дати йому 16, 000 недостатньо. Чжан Сан не скаржиться, що наглядач має 8,000 більше, ніж він.
Є два способи порівняння речей у природі, а саме «відносний» і «абсолютний»! Пріоритетна система числення відносна.
Деякі люди кажуть, що його специфікації продукту — 10 тонн, 20 тонн, 30 тонн і 40 тонн. Тепер це здається нерозумним, чи не так? Якщо ви берете подвійний, це має бути 10 тонн, 20 тонн, 40 тонн, 80 тонн, або залишити голову і хвіст, це також має бути 10 тонн, 16 тонн, 25 тонн, 40 тонн, загальне співвідношення 1,6.
Це «стандартизація». Я часто бачу на форумах людей, які говорять про «стандартизацію». Фактично, вони говорять про «стандартні запчастини». Вони просто сортують стандартні частини всієї машини, що називається стандартизацією. Насправді це не так. . Для справжньої стандартизації вам потрібно серіалізувати всі параметри вашого продукту відповідно до пріоритетної системи чисел, а потім серіалізувати функціональні параметри та розміри всіх компонентів за допомогою пріоритетної системи чисел.
Натуральні числа нескінченні, але в очах дизайнерів механіки у світі існує лише 10 чисел, які є числами пріоритету R10. Крім того, коли ці 10 чисел помножити, поділити, підняти та звести в квадрат, результат все одно буде серед цих 10 чисел. Як чудово! Коли ви розробляєте дизайн і не знаєте, який розмір вибрати, просто виберіть із цих 10 номерів. Як це зручно!
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
Два номери пріоритету, наприклад 4 і 2, мають серійні номери N24 і N12 відповідно. Коли їх перемножують і додають їх порядкові номери, результат дорівнює N36 або 8; при діленні порядкові номери віднімаються, і результат дорівнює N12 або 2. ; Для куба з 2 помножте його порядковий номер N12 на 3, щоб отримати N36, що дорівнює 8; для квадратного кореня з 4 розділіть його порядковий номер N24 на 2, щоб отримати N12, що дорівнює 2. Що, якщо ми знайдемо четвертий ступінь 2? N12*{{20}}N48, тут нікого немає, що мені робити? У наведеному вище списку немає попереднього номера, а саме 10. Його серійний номер N40. Якщо серійний номер більший за 40, дивіться лише на частину, більшу за 40. Наприклад, для N48 дивіться на N8, що дорівнює 1,6, а потім помножте його на 10, щоб отримати 16. . Якщо серійний номер — N88, подивіться на N8, щоб отримати 1,6, потім помножте його на 100, щоб отримати 160, оскільки серійний номер 100 — це N80, серійний номер 1000 — це N120, і так далі для механічної конструкції цього достатньо використовувати ці 20 чисел протягом усього життя. Але іноді доводиться використовувати систему числення R40. Він більш повний на 40 номерів. Якщо цього недостатньо, є ще серія R80. Я знаю систему числення R40 напам'ять і навіть не потребую калькулятора для загальних розрахунків. Простіше кажучи, обчисліть опір крученню сталі 40-діаметром 45. Коефіцієнт кручення дорівнює 0,5*π*R^3. Напруга кручення становить половину межі текучості 360, що становить 180 МПа. Пі дорівнює 3,15. Використовуйте ліву та праву руки, щоб затиснути десяткову крапку та подумки обчислити додавання та віднімання порядкових чисел. Виходь за мить. Хтось казав, що ви не додаєте фактор безпеки? Скажіть мені вибрати 1,25, 1,5 чи 2? хе-хе.
Золотий переріз 0.618, що дорівнює 1,618, і тут також є 1,6.
Послідовність квадратного кореня - це квадратний корінь 1, квадратний корінь 2, квадратний корінь 3. Це легко знайти, правда? (Серійний номер 3 - N19)
Що таке π у квадраті? дорівнює 10. Чи зручно, коли ви розраховуєте, що натискний стрижень стабільний?
Коефіцієнт кручення круглого стержня становить приблизно 0,1*D^3. Тепер ви можете обчислити коефіцієнт кручення усно, правда?
Чому великий гвинт перескочив безпосередньо з M36 на M40?
Чому передавальне число 6,3 або 7,1?
Чому швеллер має калібр 12,6, який рідко можна побачити на ринку?
Чому з аутсорсингової фабрики подзвонили і сказали, що труб 140 квадратних немає, а є 120 і 160? Оскільки система числення R5 має пріоритет над системою числення R20.
Чому параметри стандартних деталей мають першу та другу послідовність? Загалом, перша послідовність є послідовністю R5.
Чому список отворів для гвинтів Inventor містить M11.2? Тепер ви знаєте, що це не сфабрикована цифра, чи не так?
картина
Є також товщина сталевої пластини, модель сталевого профілю, модуль редуктора, усі стандартні частини, функціональні параметри, параметри розмірів, стандартні таблиці допусків на всіх промислових зразках продукції тощо, і т. д., їхнє походження повільно стає ясним у наших серцях на цьому момент. . Можна сказати, що ми зрозуміли половину посібника з механічного проектування, а також ті промислові вироби, які ще не виготовлені.
Тоді, коли ми розробляємо продукт, ми можемо розробляти серію одночасно, замість того, щоб проводити так звану «стандартизацію» після завершення проектування; Крім того, якщо продукт призначений для серійного випуску, ми навіть можемо спроектувати його відповідно до фактичних умов роботи. Розробляйте продукт, не знаючи про нього особливого, тому що система пріоритетних номерів уже включає всі моделі.
Застосування пріоритетної системи числення, перелічені вище, можна описати як краплю в морі, і існує нескінченна кількість програм, які чекають, щоб ми самі розробили.
Тепер, коли ми розуміємо походження значення шорсткості поверхні, давайте поглянемо на знання шорсткості поверхні!
1. Поняття про шорсткість поверхні
Шорсткість поверхні означає нерівність обробленої поверхні з малими відстанями та крихітними піками та западинами. Відстань (відстань хвилі) між двома гребнями хвилі або двома западинами дуже мала (менше 1 мм), що є мікроскопічною помилкою геометричної форми.
Зокрема, стосується висоти та відстані S малих піків і долин. Зазвичай поділяється на точки S:
S
1 Менше або дорівнює S Менше або дорівнює 10 мм - це хвилястість
S>10 мм має форму f
2. Порівняльна таблиця VDI3400, Ra, Rmax
Національні стандарти передбачають, що для оцінки шорсткості поверхні зазвичай використовуються три показники (одиниця: мкм): середнє арифметичне відхилення Ra профілю, середня висота нерівності Rz і максимальна висота Ry. Індикатор Ra часто використовується в реальному виробництві. Максимальне мікроскопічне відхилення висоти Ry контуру зазвичай виражається символом Rmax в Японії та інших країнах, а індикатор VDI зазвичай використовується в Європі та Сполучених Штатах. Нижче наведено порівняльну таблицю VDI3400, Ra і Rmax.
картина
Таблиця порівняння VDI3400, Ra, Rmax
картина
3. Фактори, що викликають шорсткість поверхні
Шорсткість поверхні, як правило, спричинена методом обробки та іншими факторами, такими як тертя між інструментом і поверхнею деталі під час процесу обробки, пластична деформація поверхні металу під час відділення стружки та високочастотна вібрація в технологічній системі. , електророзрядні ями тощо. Через різні методи обробки та матеріали заготовки глибина, щільність, форма та текстура слідів, залишених на обробленій поверхні, різні.
4. Основний вплив шорсткості поверхні на деталі
Впливають на зносостійкість. Чим шорсткіша поверхня, тим менша ефективна площа контакту між сполученими поверхнями, тим більший тиск, тим більший опір тертю та тим швидше зношування.
Впливає на стабільність прилягання. Що стосується зазорів, чим шорсткіша поверхня, тим легше вона зношується, в результаті чого зазор поступово збільшується під час роботи; для інтерференційних посадок фактична ефективна інтерференція зменшується завдяки сплющенню мікроскопічних опуклих піків під час складання. міцність з'єднання.
Впливає на втомну міцність. На поверхні шорстких деталей є великі западини, які, як і гострі кути та тріщини, чутливі до концентрації напруги, що впливає на втомну міцність деталі.
Впливає на стійкість до корозії. Шорсткі поверхні деталей можуть легко дозволити корозійним газам або рідинам проникнути у внутрішній шар металу через мікроскопічні западини на поверхні, викликаючи поверхневу корозію.
Впливають на герметизацію. Шорсткі поверхні не можуть щільно прилягати одна до одної, і через щілини між контактними поверхнями витікає газ або рідина.
Впливає на жорсткість контакту. Контактна жорсткість - здатність поверхні з'єднання деталей чинити опір контактній деформації під дією зовнішніх сил. Жорсткість машини багато в чому залежить від жорсткості контакту між різними частинами.
впливають на точність вимірювання. Шорсткість вимірюваної поверхні деталі та вимірювальної поверхні вимірювального інструменту безпосередньо впливатиме на точність вимірювання, особливо при прецизійних вимірюваннях.
Крім того, шорсткість поверхні матиме різний ступінь впливу на покриття деталей, теплопровідність і контактний опір, відбивну здатність і радіаційні характеристики, опір потоку рідини і газу, а також потоку струму на поверхні провідника.
5. Основи оцінки шорсткості поверхні
1. Довжина вибірки
Довжина вибірки L — це довжина еталонної лінії, визначеної для оцінки шорсткості поверхні. Довжину, яка може відображати характеристики шорсткості поверхні, слід вибирати на основі фактичного формування поверхні та характеристик текстури деталі. Довжину зразка слід вимірювати на основі загального напрямку фактичного профілю поверхні. Довжина вибірки вказується та вибирається, щоб обмежити та зменшити вплив хвилястості поверхні та помилок форми на результати вимірювання шорсткості поверхні. Зазвичай використовувані варіанти вимірювачів шорсткості: {{0}}.25 мм, 0,8 мм, 2,5 мм
картина
2. Тривалість оцінювання
Довжина оцінки — це довжина, необхідна для оцінки профілю, яка може включати одну або кілька довжин вибірки. Оскільки шорсткість поверхні різних частин поверхні деталі не обов’язково є рівномірною, одна довжина вибірки часто не може прийнятно відображати певну характеристику шорсткості поверхні. Таким чином, для оцінки шорсткості поверхні потрібно відібрати декілька проб на поверхні. Оцінювальна довжина зазвичай включає від 1 до 5 довжин вибірки L. Коли довжина вибірки становить 0.8, а довжина оцінки становить 5L, 5X0.8=4 мм
3. Базовий рівень
Базовою лінією є центральна лінія контуру, яка використовується для оцінки параметрів шорсткості поверхні. Є два типи базових ліній: середня лінія контуру за методом найменших квадратів: у межах довжини вибірки сума квадратів зсувів контуру кожної точки на контурній лінії є найменшою, і вона має геометричну форму контуру. Середнє арифметичне центральна лінія контуру: в межах довжини вибірки площі контурів по обидві сторони від центральної лінії рівні. Теоретично центральна лінія за методом найменших квадратів є ідеальною базовою лінією, але її важко отримати на практиці. Тому замість неї зазвичай використовують середню арифметичну центральну лінію контуру, а під час вимірювання замість неї можна використовувати пряму лінію з наближеним положенням.
4. Вимірювальний хід
Хід вимірювання відноситься до відстані переміщення стилуса датчика на фактичній деталі. Хід вимірювання зазвичай є розрахунковим співвідношенням довжини оцінки плюс 2 довжини вибірки: наприклад, коли довжина оцінки вибрана як 5L, довжина вибірки L становить 0.8 мм, хід вимірювання становить 5L{{5 }}L=7L, а хід вимірювання становить 7X0.8=5.6 мм. Знайте це дуже важливо, відстань, пройдену заготовкою, можна обчислити. Це визначає розмір контактної поверхні найменшої заготовки, виміряний користувачем.
6. Параметри оцінки шорсткості поверхні
1. Висотні характерні параметри
Ra середнє арифметичне відхилення контуру: середнє арифметичне відмінних значень відхилення контуру в межах довжини вибірки (lr). У фактичних вимірюваннях, чим більша кількість точок вимірювання, тим точніший Ra.
Зображення] [зображення
Rz Максимальна висота профілю: відстань між лінією вершини та нижньою лінією западини.
Ra є кращим у загальновживаному діапазоні параметрів амплітуди. До 2006 року в національному стандарті був ще один параметр оцінки: «Десятибальна висота мікроскопічної нерівності», яка представлена Rz, а максимальна висота контуру представлена Ry. Після 2006 року десятибальна висота мікроскопічної нерівності була скасована в національному стандарті та була прийнята. Rz означає максимальну висоту профілю.
картина
2. Параметри інтервалів
Rsm Середня ширина контурних комірок. Середня відстань між мікроскопічними нерівностями в профілі в межах довжини зразка. Відстань між мікронерівностями відноситься до довжини вершини контуру та прилеглої западини контуру на центральній лінії. Для того самого значення Ra значення Rsm не обов’язково є однаковим, тому відбита текстура буде іншою. Поверхні, які оцінюють текстуру, зазвичай зосереджуються на двох показниках Ra та Rsm.
картина
Параметр характеристики форми Rmr виражається відношенням довжини опори профілю, яке є відношенням довжини опори профілю до довжини вибірки. Довжина опори контуру - це сума довжин ділянок, отриманих шляхом перетину контуру прямою лінією, паралельною центральній лінії, і відстані c від лінії вершини контуру в межах довжини вибірки.
7. Метод вимірювання шорсткості поверхні
1. Порівняльний метод
Використовується для вимірювань на місці в майстернях, часто використовується для вимірювань на середніх або нерівних поверхнях. Метод полягає у визначенні значення шорсткості вимірюваної поверхні шляхом порівняння його із зразком шорсткості, позначеним певним значенням.
2. Стилусний метод
Шорсткість поверхні використовує алмазний стилус із радіусом кривизни наконечника приблизно 2 мікрони для повільного ковзання вздовж вимірюваної поверхні. Зміщення алмазного стилуса вгору та вниз перетворюється в електричний сигнал електричним датчиком довжини. Після підсилення, фільтрації та обчислення він відображається на дисплеї. Щоб отримати значення шорсткості поверхні, можна також використовувати самописець для запису кривої профілю вимірюваної ділянки. Зазвичай вимірювальні інструменти, які можуть відображати лише значення шорсткості поверхні, називаються приладами для вимірювання шорсткості поверхні, а ті, які можуть записувати криві профілю поверхні, називаються вимірювачами профілю шорсткості поверхні. Обидва вимірювальні інструменти мають електронні розрахункові схеми або комп'ютери, які можуть автоматично обчислювати середнє арифметичне відхилення профілю Ra, десятибальну висоту мікронерівності Rz, максимальну висоту профілю Ry та інші різноманітні параметри оцінки. Вони мають високу ефективність вимірювання та придатні для вимірювання шорсткості поверхні Ra 0.025 ~ 6,3 мкм.
3. Метод легкого розрізу
Світлова смуга, що утворюється після проходження світла через щілину, проектується на вимірювану поверхню, а шорсткість поверхні вимірюється на основі контурної кривої, утвореної її перетином з вимірюваною поверхнею (рис. 3). Після того, як світло, випромінюване джерелом світла, проходить через конденсор, щілину та лінзу об’єктива 1, щілина проектується на вимірювану поверхню під кутом нахилу 45 градусів, щоб утворити профіль поперечного перерізу вимірюваної поверхні, який є потім посилюється та проектується на вимірювану поверхню через лінзу об’єктива 2. на сітці. Використовуйте окуляр мікрометра та барабан для читання, щоб спочатку прочитати значення h, а потім обчислити значення H.
