Методы и средства контроля обработанных поверхностей реферат

Обновлено: 08.07.2024

При рассмотрении качеств поверхности следует уделить внимание шероховатости. Этот параметр измеряется на момент производства различной продукции различными методами, предусматривающие применение специальных инструментов контроля. Контроль шероховатости поверхности – часть технологического процесса, предусматривающий применение различных методов оценки параметра шероховатости.

Применяемые методы контроля

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:

Компараторы.
Электронные приборы.
Микроскопы.
Метод реплик согласно стандартам ISO.
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.

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 R_z или R_a. Шероховатость R_z – показатель 5-ти наиболее возвышенных точек, с которых берутся усредненные значения. Контроль проводят в пределе линии АВ. Шероховатость R_a представляет собой средний показатель арифметических абсолютных значение, которые касаются отклонения профиля поверхности от средней линии в пределах измеряемой базы.

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.

Методы и средства оценки показателя

Поверхность может иметь самые различные показатели, шероховатость один из наиболее сложных в измерении. Оценивать поверхность, а точнее, рассматриваемый показатель можно двумя наиболее распространенными методами, которые получили название качественный и количественный.

Особенностями качественного метода определения рассматриваемого показателя можно назвать нижеприведенные моменты:

Визуальный осмотр проводится при наличии эталона. Подобный способ применяется на протяжении многих лет, но сегодня из-за невысокой эффективности встречается крайне редко.
Поверхность может проверяться при использовании микроскоп или просто визуально. Специалист с высокой вероятностью может на ощупь определить то, к какому классу можно отнести поверхность.

Применение метода визуального осмотра возможно только в случае, есть тонкость обработки поверхности невысока. Контроль рассматриваемым методом определяет использование эталонов, которые должны иметь соответствующую шероховатость. Контролировать показатель можно только в том случае, если эталон изготовлен из того же материала, что и контролируемой детали. При недостаточной эффективности метода контроля при визуальном осмотре используются специальные микроскопы. Но зачастую визуального контроля недостаточно

Контролировать шероховатость можно и количественным методом. Он основан измерение параметра при помощи профилометра и профилографа. Контролировать параметры в данном случае приходится при контакте инструмента с поверхностью.

Профилографы – контактный инструмент, при помощи которого проводится измерение рассматриваемого показателя. Данная методика основана на измерении показателя путем получения изображения микронеровностей профиля. После получения изображения при измерении проводятся определенные расчеты.

Оценка этим прибором проводится следующим образом:

Он контактный, поверхность ощупывается при помощи алмазной иглы.
Этот прибор может относиться к оптико-механической группе оборудования. Подобные методики позволяют получить фотографию: деталь ощупывается и изображение наносится на ленту в увеличенном виде. При контактной методике проверка позволяет определить от 4-го до 11-го класс. Проверить подобным способом можно металл и другие материалы.

Профилометры: виды и применение

Профилометры – методика, предусматривающая использование инструмента, который не предусматривает получение изображений. Контактный метод позволяет провести точные расчеты для получения нужного результата. Этот инструмент может относиться к контактной группе, имеет следующие особенности:

Относится оборудование к рассматриваемой группе по причине проверки путем ощупывания поверхности иглой.
Оценка проводится за счет перемещения иглы вдоль своей оси. При этом оценивается частота и амплитуда колебания. Их определение позволяет определить класс шероховатости.
Прибор относится к электрическим системам, имеет специальные датчики и процессор для обработки полученной информации. В данном случае для определения R_a или R_z не нужно проводить сложные расчеты. Способ подходит для случая, когда высота микронеровностей находится в пределе от 0,03 до 12 мкм. Можно проверять этим устройство металлы и другие материалы. Определять рассматриваемый показатель данным способом решил В.М. Киселев, который разработал это средство.

Есть довольно много методов определения степени шероховатости. Некоторые средства и методы уже практически не применяются по причине появления более современных инструментов, которые позволяют повысить точность изменения и снизить вероятность ошибки. Некоторое оборудование относится к контактному типу, другие к оптическому и смешанному типу. Выбор зависит от того, насколько высока должна быть точность проведенных измерений.

Сплошной контроль применяется в тех случаях, когда технологический процесс не обеспечивает достаточной стабильности заданных размеров и других параметров качества продукции; при неоднородности качества материалов или комплектующих изделий; после технологических операций, от которых в значительной мере зависят точность или другие качественные показатели изделия (например, после чистового шлифования направляющих станины прецизионного станка, после растачивания отверстий под подшипники в корпусе редуктора и т. п.) а также при проверке сложной или точной готовой продукции. Следует учесть, что сплошной контроль деталей на рабочем месте самим рабочим не всегда экономически оправдан, так как при этом рабочий будет на значительное время отвлекаться от своих основных обязанностей — непосредственного выполнения операции и наблюдения за ходом технологического процесса.

По иному обстоит дело при использовании выборочного метода контроля. Здесь рабочий-оператор имеет возможность больше уделять внимания вопросу поддержания стабильности технологического процесса, обеспечивая, таким образом, бездефектную работу. При выборочном контроле особое значение имеет определение оптимальной выборки — количества проверяемых деталей из каждой партии.

При обычном выборочном контроле ее размер определяется на основании анализа ряда выборок из различных партий данного наименования детали без расчетного обоснования. Для более точного и обоснованного определения размера выборки (при котором учитывается точность проверяемого параметра, состояние оборудования и оснастки, квалификация рабочего и другие факторы, определяющие качество работы) применяется статистический метод контроля, при котором количество деталей из партии, подлежащих проверке, определяется расчетным путем. Статистический контроль применяется главным образом при проверке крупных партий деталей.

Однако необходимо иметь в виду, что выборочный метод контроля обработанных деталей может обеспечить достаточную информацию об их качестве лишь при хорошо налаженном и стабильном технологическом процессе. Вместе с тем данный метод является наиболее целесообразным при организации контроля на рабочих местах, внедрении бездефектной работы и личных клейм.

Необходимо при внедрении выборочного контроля создать все условия (нормальную работу станка, своевременную заточку инструмента, идентичные припуски и однородность качества материала заготовок и т. п.) для получения максимальной стабильности размеров и других качественных показателей обработанных деталей, иными словами, обеспечить все предпосылки для успешного применения метода выборочного контроля операторами на рабочих местах.

Различают также такие виды контроля, как пооперационный (после каждой операции) и групповой (после группы операций). Пооперационный контроль применяется при выполнении наиболее точных работ, а также в тех случаях, когда качество одной технологической операции существенно влияет на последующую обработку детали. (Например, фрезерование базовой поверхности корпуса редуктора, шлифование точных отверстий во втулках для последующего их хонингования и т. п.).

Фрезерование

Фрезерование-обработка резанием металлических и неметаллических материалов при котором режущий инструмент - фреза - имеет вращательное движение, а обрабатываемая заготовка - поступательное. Фрезерование применяется для обработки плоскостей, криволинейных поверхностей деталей, резьбовых поверхностей, зубьев зубчатых и червячных колес и т.п. Фрезерование осуществляется на фрезерных станках.

Фрезерование в металлообработке, процесс резания металлов и др. твёрдых материалов фрезой. Ф. применяется для обработки плоских и фасонных поверхностей (в т. ч. резьбовых поверхностей, зубчатых и червячных колёс) и осуществляется на фрезерных станках. Главное движение при Ф. — вращение инструмента, движение подачи — поступательное перемещение заготовки; скорость резания равна окружной скорости наиболее удалённых от оси фрезы точек её зубьев. При Ф. различают три вида подачи. Минутная подача S (в мм/мин); подача на один оборот фрезы S₀ (в мм/об); подача на один зуб фрезы S_z (в мм/зуб) — относительное перемещение фрезы и заготовки при повороте фрезы на один угловой шаг e =(360/z) S_z характеризует интенсивность нагрузки зуба в процессе Ф. (стойкость фрезы) и вычисляется по формуле

где z — число зубьев фрезы, n — частота вращения фрезы (об/мин). Глубина резания t (мм) при Ф. — толщина срезаемого слоя металла, измеренная перпендикулярно к обработанной поверхности. Ширина Ф. В (мм) — ширина обрабатываемой поверхности в направлении, параллельном оси фрезы. Существуют две возможные схемы Ф.: против подачи (встречное Ф.), когда в нижней точке контакта фрезы с обрабатываемой заготовкой векторы скорости резания и подачи противоположны, и по подаче (попутное Ф.), когда эти векторы совпадают, amax — наибольшая толщина срезаемого слоя металла; Y — угол контакта фрезы. При черновом Ф. обычно применяется вторая схема, при чистовом Ф. — первая. Площадь поперечного сечения слоя металла, срезаемого зубом фрезы, меняется в каждый момент времени резания и, следовательно, меняются и действующие на зуб силы. Равномерное Ф. может быть достигнуто при использовании фрез с винтовыми зубьями, работа которых характеризуется примерным постоянством площади поперечного сечения срезаемого слоя металла. Основное технологическое время при Ф.:

где L — общая длина прохода заготовки (в мм) относительно фрезы в направлении подачи, i — число проходов. Скорость резания, допускаемая при Ф., зависит от типа фрезы, материала и геометрических параметров её режущей части и др. элементов, режима резания, состояния поверхностного слоя заготовки и т.п. (см. Обработка металлов резанием). В процессе Ф. возникают силы сопротивления резанию. По окружной силе может быть определён крутящий момент на шпинделе фрезерного станка. Осевая сила действует на подшипник шпинделя станка, устройство для закрепления заготовки, а также детали и узлы механизма подачи. Радиальная сила действует на опоры шпинделя и оправку, в которой закрепляется фреза. Горизонтальная сила нагружает механизм подачи и устройство для закрепления заготовки.

Строгание

Обработка резанием строгальная обработка заключается в снятии верхней стружки с обрабатываемой поверхности. Весь процесс базируется на ряде возвратно-поступательных движений, которые совершает либо станок, либо сама заготовка. Все зависит от величины обрабатываемой площади и механических характеристик рабочего станка.

Для обработки используется несколько видов резцов, которые классифицируются:

-по назначению

-конфигурации стержня

-направленности головки

В последнее время широко применяются комбинированные резцы, режущая часть которых может быть выполнена из твердых сплавов или быстрорежущей стали.

Процесс резания металла посредством строгания

Обработка резанием строгальная обработка осуществляется на нескольких видах станков. Среди них строгально-долбежные, поперечно/продольно – строгальные, кромкострогальные и так далее. Главным параметров, при выборе станка на производстве выступает скорость и качество его работы, которое напрямую зависит от поступательных движений станка или резца. Для того, чтобы улучшить результат и добиться большей производительности, достаточно часто используется многорезцовый способ. Он заключается в установки нескольких широких резцов, оснащенных твердосплавной режущей частью.

В начале работы, важно все движения выполнять плавно, исключая всякую возможность резких ударов. Не менее продуктивно исключение холостого хода, которое так же способствует понижению результативности работы.

На станках используются исключительно прямые или изогнутые строгальные резцы. Прямые устанавливаются при малых вылетах, так как они не виброустойчивы, но очень просты в применении. Недостатки их применения заключаются в невозможности получить максимально точный слой снятого металла. При возможном усилении нажима, изменения в конфигурации детали или сплава, из которого она сделана, прямые резцы слишком сильно углубляются и способны испортить изделие. Изогнутые резцы более универсальны и пользуются большой популярностью в сфере обработки металлов. Они в обязательном порядке устанавливаются во время обработки большого вылета, и там где необходимо качественное, до миллиметра точное снятие металла с обрабатываемой поверхности. Во время усиления нажима они пружинят, снимая стружку с максимальной точностью и не создавая брак.

Шлифование

Шлифование — один из видов обработки металлов резанием. При шлифовании припуск на обработку снимается абразивными инструментами — шлифовальными кругами. Шлифовальный круг представляет собой пористое тело, состоящее из большого количества мелких зерен. Эти зерна соединены между собой особым веществом, которое называется связкой. Твердые материалы, из которых образованы зерна шлифовального круга, называются абразивными материалами. Процесс шлифования состоит в том, что шлифовальный круг снимает с детали тонкий слой металла (стружку) острыми гранями своих абразивных зерен

Принципиальной разницы в законах резания металлов металлическими и неметаллическими инструментами не существует.

Однако процесс резания металлов различными инструментами, в том числе и шлифование, кроме общих закономерностей, имеет свои особенности.

К особенностям процесса шлифования следует отнести:

1) высокую скорость резания;

2) сильное размельчение и своеобразный характер снимаемой стружки;

3) невыгодную геометрию режущих зерен шлифовального круга;

4) высокое нагревание обрабатываемой поверхности и стружки.

Поясним кратко эти особенности. При обычном шлифовании скорость резания принимается равной 30 м/сек, или 1800 м/мин, а при скоростном — 50 м/сек, или 3000 м/мин. Это в 10—30 раз превышает скорость резания при токарной обработке. Процесс снятия стружки абразивным (режущим) зерном осуществляется примерно за 0,0001—0,00005 сек.

Число абразивных зерен, расположенных на периферии шлифовального круга, очень велико, оно измеряется на кругах средних размеров десятками и сотнями тысяч штук. Поэтому при шлифовании стружка снимается огромным числом беспорядочно расположенных режущих зерен, к тому же неправильной формы, что приводит к очень сильному размельчению стружки и вызывает большой расход энергии. Затрата энергии на единицу веса снимаемого металла при шлифовании в 4—5 раз больше, чем при фрезеровании, и в 12—13 раз больше, чем при точении.

Абразивные зерна, как правило, имеют отрицательные углы резания. Работу каждого отдельно взятого абразивного зерна можно сравнивать с работой резца, имеющего отрицательный передний угол. Так, если при работе другими инструментами их режущей части можно придать наивыгоднейшую геометрию, то с зернами шлифовального круга этого сделать нельзя.

Шлифовальный круг имеет прерывистую, режущую кромку. Высокие скорости резания, трение связки шлифовального круга об обрабатываемую поверхность, произвольная геометрия абразивных зерен, сильное размельчение стружки приводят к тому, что в зоне шлифования выделяется большое количество тепла. Высокая температура поверхностных слоев шлифуемой детали, достигающая 1000° и больше, вызывает изменение структуры и физических свойств металла.

Снимаемая стружка в большей своей части похожа на стружку, снимаемую другими инструментами. Часть стружки отлетает от шлифуемой детали, а некоторая часть ее размещается в порах шлифовального круга и вымывается из них охлаждающей жидкостью. Небольшая часть ее сгорает. По мере притупления шлифовальные зерна врезаются в металл все с большим и большим усилием. В тот момент, когда усилие по величине превзойдет прочность зерна или удерживающей его связки, зерно разрушится или полностью выкрошится.

ЭСКИЗ

ОПЕРАЦИОННАЯ КАРТА

Часть II

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Шероховатость является следствием пластической деформации поверхностного слоя детали. Режущие кромки инструмента оставляют на поверхности следы в виде неровностей, близко расположенные друг к другу. Совокупность этих неровностей называется шероховатостью.

Шероховатость поверхности в значительной степени влияет на эксплуатационные свойства изделий.

Шероховатость поверхности определяет продолжительность нормальной работы деталей и машин. От степени шероховатости поверхности зависят износостойкость поверхностей трущихся пар, антикоррозионная стойкость деталей машин, стабильность посадок.

Чем грубее обработана деталь, тем меньше ее износостойкость. Наличие микронеровностей вызывает концентрацию напряжений во впадинах гребешков, что приводит к появлению трещин и снижает прочность деталей (особенно работающих при знакопеременных нагрузках). Начальный износ при неправильно выбранной шероховатости может достичь 65-75% высоты неровностей шероховатости.

Шероховатость на деталях после обработки оказывает значительное влияние на коррозионную стойкость. Очаги коррозии образуются в первую очередь во впадинах. Чем чище обработана поверхность, тем выше ее коррозионная стойкость.

Шероховатость оказывает влияние на стабильность подвижных и неподвижных посадок. Значительная шероховатость изменяет расчетную величину зазора или натяга.

2. Волнистость поверхности

Волнистость поверхности – это совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояния между смежными выступами или впадинами превышает базовую длину .

Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями:

при отклонения относят к шероховатости поверхности,

при – к волнистости,

при – к отклонениям формы.

Здесь – шаг неровностей; высота неровностей.

Волнистость поверхности, как и шероховатость, отрицательно влияет на эксплуатационные свойства деталей:

- увеличивается скорость изнашивания и, следовательно, снижается долговечность трущихся поверхностей;

- уменьшается площадь контакта сопряженных поверхностей и контактная жесткость;

- снижается герметичность соединения;

- снижается к.п.д. передачи из-за увеличения силы трения;

- ослабляется натяг в соединениях и, следовательно, их прочность;

- ухудшается внешний вид.

Волнистость поверхности оценивают высотой волнистости, наибольшей высотой волнистости и средним шагом волнистости.

Рис. 1. Параметры оценки волнистости поверхности: а) высота волнистости; б) средний шаг волнистости.
Высота волнистости – среднее арифметическое из пяти ее значений, определенных на длине участка измерения , равной не менее пяти действительным наибольшим шагам волнистости

Предельные числовые значения следует выбирать из ряда: 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200 мкм.

Наибольшая высота волнистости – расстояние между высшей и низшей точками измеренного профиля в пределах длины , измеренное на одной полной волне.

Средний шаг волнистости – среднее арифметическое значение длин отрезков средней линии , ограниченных точками их пересечения с соседними участками профиля волнистости

3. Методы и средства измерения и контроля параметров

Для выделения неровностей, характеризующих шероховатость, вводится понятие базовая длина.

Базовая длина ( ) – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8 и 25 мм. Если для определения шероховатости выбран участок поверхности длиной , другие неровности (например, волнистость), имеющие шаг больше , не учитываются.

Базовая линия – линия заданной геометрической формы, проведенная определенным образом относительно профиля и служащая для оценки геометрических параметров поверхности. За базу при оценке волнистости и шероховатости поверхности принята средняя линия профиля ( ). Средняя линия профиля – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля от этой линии минимально. Систему отсчета шероховатости от средней линии профиля называют системой средней линии.

Величина шероховатости измеряется в сечении, нормальном к номинальной поверхности данного элемента детали, в направлении, при котором она имеет наибольшее значение, то есть поперек следов обработки. Для повышения достоверности измерения сами измерения рекомендуется производить неоднократно и принимать за результат среднее значение.

Рисунок 2 – Профилограмма и основные параметры шероховатости поверхности

Профилографы - это приборы, позволяющие получатть изображение микронеровностей профиля в увеличенном масшттабе на каком-либо носителе (фотоплёнке, фотобумаге).

Профилометры - минуя этап получения изображения, производят необходимые измерения профиля микронеровностей.
Рисунок 3 - Схема профилографа Б. М. Левина

Схема профилографа Б. М. Левина приведена на рис. 3. Луч света от лампы 1, проходя через линзу 2, щель 3 и оптическую систему 5, падает на зеркала 8 и 7. Зеркало 8 связано с ощупывающей иглой 9. Луч света, отраженный от зеркала 7 и затем от зеркала 8, проходит оптическую систему 6 и, попадая на зеркала 4 и далее на цилиндрическую линзу 14, проецирует изображение щели 3 на светочувствительную пленку 13,расположенную на барабане 12. Изображение щели проецируется в виде световой точки. Деталь 10, на поверхности которой измеряют шероховатость, располагается на верхнем диске предметного стола 11. При вращении синхронного двигателя стол вместе с деталью движется поступательно относительно иглы 9, а барабан 12 вращается. Таким образом, на светочувствительной фотоплёнке получается изображение пути светового луча, повторяющего профиль обработанной поверхности испытуемой детали.

Принцип действия профилометра конструкции В. М. Киселева заключается в возбуждении колебаний напряжения в результате движений ощупывающей иглы. На рис. 4 приведена схема этого профилометра (модель КВ-7). Игла 1 с алмазным наконечником, радиус закругления которого 12 мкм, подвешена на пружинах 2. Нижний конец ее ощупывает неровности поверхности детали, а верхний связан с индукционной катушкой 3, которая перемещается в магнитном поле полюсов 4 и 6 магнита 5. Возбуждаемый этим перемещением ток подают на усилитель и затем на гальванометр. Перемещение иглы по поверхности осуществляют с помощью электропривода со скоростью 10. 20 мм/с. Давление иглы на поверхность проверяемой детали составляет 5. 25 кПа. При подключении к профилометру осциллографа можно получить профилограмму исследуемой поверхности.
Рисунок 5 - Двойной микроскоп В. П. Линника

Для измерения шероховатости предназначен также двойной микроскоп В. П. Линника (рис. 5). Прибор состоит из двух частей: микроскопа А для освещения исследуемой поверхности, микроскопа Б для наблюдения и измерения профиля поверхности. Оси обеих частей микроскопа, наклоненные под углом 45° к исследуемой поверхности, пересекаются между собой в предметной точке объективов.

В плоскости изображения объектива 3 микроскопа А перпендикулярно плоскости оси микроскопа расположена щель 2, освещаемая источником света 1. Объектив 3 дает уменьшенное изображение а щели 2 на проверяемой плоскости Р в виде узкой светящейся линии. При отсутствии на участке поверхности Р микронеровностей объектив 4 микроскопа Б в плоскости сетки окуляра 5 даст изображение а 2 той же узкой светящейся линии, а также изображение близлежащего участка исследуемой поверхности.

При том же расположении микроскопов А и Б при наличии микронеровностей h часть пучка света, отраженная от участка поверхности P 1 при наблюдении будет казаться выходящей из точки a 1 или из точки а 1 поверхности Р 1, расположенной на расстоянии 2h ниже поверхности Р. Тогда изображение точки из на сетке окуляра 5 будет на расстоянии h от оси микроскопа Б, равном h = 2xh sin 45°, где х — увеличение объектива 4.

Для измерений высоты неровностей в микроскопе Б установлен окулярный микрометр. Двойной микроскоп В. П. Линника позволяет также фотографировать исследуемую поверхность с высотой неровностей 0,9. 60 мкм.

Шероховатость поверхности, как правило, измеряют:

- профилометрами методом ощупывания поверхности алмазной иглой с определением только величины Ra по шкале прибора;

- профилографами путем записи микропрофиля на профилограмме с определением всех основных параметров (применяется для лабораторных исследований);

- с помощью двойных микроскопов по измерению параметров проекции светового сечения исследуемой поверхности с помощью наклонно направленного к ней светового луча;

- микроинтерферометрами в лабораторных условиях и при контроле прецизионных деталей. Используется явление интерференции света, отраженного от образцовой и исследуемой поверхностей;

- методом сравнения с аттестованными эталонами. Применяется в цеховых условиях. Эталоны должны быть изготовлены из одинакового с измеряемой деталью материала и обработаны одинаковыми методами.

- с помощью интегральных методов: по расходу воздуха, проходящего по соплу через впадины микропрофиля детали; по количеству отражаемого света; по износу графитовой палочки, прижимаемой к поверхности с определенной силой; по электропроводности и теплопроводности и другими методами.

Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей, независимо от методов из образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости поверхности и виды знаков для ее указания приведены на рисунке 5.

Рисунок 5 – Структура обозначения шероховатости поверхности
В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных на рисунке 6.

Рисунок 6 –Знаки обозначения шероховатости
В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак, указанный на рисунке 6, а. В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована только удалением слоя материала, например, точением, фрезерованием, сверлением и др., применяют знак, указанный на рисунке 6, б. В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала, например, литьем, штамповкой, ковкой и др., применяют знак (рисунок 6, в) с указанием значения параметра шероховатости. Поверхности детали, изготовляемой из материала определенного профиля и размера, не подлежащие по данному чертежу дополнительной обработке, должны быть отмечены этим же знаком без указания параметра шероховатости.

Числовые значения параметров шероховатости указываются после соответствующего символа, например, ; , , . В примере указана относительная опорная длина профиля =70% при уровне сечения профиля %.

При указании наибольшего значения параметра шероховатости в обозначении приводят значение параметра, соответствующее наибольшей допустимой шероховатости, например, .

При указании диапазона значений параметра шероховатости поверхности в обозначении шероховатости приводят пределы значений параметра, размещая их в две строки, например, , . В верхней строке приводят значение параметра, соответствующее более грубой шероховатости.

При указании номинального значения параметра шероховатости поверхности в обозначении приводят это значение с предельными отклонениями, например, 1 20%; 80_-10%; 0,63 +20% ; t₅₀ 70 40% и т.п.

При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении их значения записывают сверху вниз в следующем порядке: параметр высоты неровностей профиля, параметр шага неровностей профиля, относительная опорная длина профиля, рисунок 7.

Рисунок 7 – Пример обозначения параметра шероховатости
В обозначении, приведенном на рисунке 7, указано:

- среднее арифметическое отклонение профиля на базовой длине l=0,25 мм (в обозначении длина не указана, так как соответствует значению, определенному стандартом для данной высоты неровностей);

- средний шаг неровностей профиля должен находиться в пределах от 0,063 мм до 0,04 мм на базовой длине l=0,8 мм.

- относительная опорная длина профиля на 5-% уровне сечения должна находиться в пределах 80±10% на базовой длине l=0,25 мм.

При нормировании требований к шероховатости поверхности параметрами , базовую длину в обозначении шероховатости не приводят, если значение базовой длины совпадает со значениями, приведенными в таблице ГОСТ 2789-73.

ГОСТ 2789-73 полностью соответствует международной рекомендации по стандартизации ИСО Р 468. Он устанавливает перечень параметров и типов направлений неровностей, которые должны применяться при установлении требований и контроле шероховатостей поверхности, числовые значения параметров и общие указания.

1. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости поверхности не устанавливаются и шероховатость этой поверхности контролироваться не должна.

2. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться путем указания параметра шероховатости (одного или нескольких) из перечня значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение параметров.

В технической документации, разработанной до 1975 г. использовали классы шероховатости по ГОСТ 2789-59; для их перевода можно пользоваться данными таблицы.

Требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размера и формы
Таблица соответствия классов шероховатости

При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности, к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.

Для номинальных числовых значений параметров шероховатости должны устанавливаться допустимые предельные отклонения.

Допустимые предельные отклонения средних значений параметров шероховатости в процентах от номинальных следует выбирать из ряда 10; 20; 40. Отклонения могут быть односторонними и симметричными.

3. Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности, поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. При необходимости требования к дефектам поверхности должны быть установлены отдельно.

Допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков поверхности (например, к участкам поверхности, заключенным между порами крупнопористого материала, к участкам поверхности срезов, имеющим существенно отличающиеся неровности).

Требования к шероховатости поверхности отдельных участков одной поверхности могут быть различными.

4. Параметры шероховатости (один или несколько) выбирают из приведенной номенклатуры:

Ra - среднеарифметическое отклонение профиля;

Rz - высота неровностей профиля по десяти точкам;

Rmax - наибольшая высота профиля;

Sm - средний шаг неровностей;

tp - относительная опорная длина профиля, где р - значение уровня сечений профиля.

Параметр Ra является предпочтительным.

5. Числовые значения параметров шероховатости (наибольшие, номинальные или диапазоны значений) выбирают из таблицы

Наличие накладной вертикальной головки значительно расширяет технологические возможности горизонтально-фрезерных станков.

Фрезерование плоскостей набором фрез

Набором фрез называют группу фрез, установленных и закрепленных на одной обшей оправке для одновременной обработки нескольких поверхностей.

Применение наборов фрез распространено в крупносерийном и массовом производстве при обработке деталей, требующих большого объема фрезерной обработки.

Наборы составляют из стандартных фрез специальных фрез и их комбинаций.

Существует несколько способов соединения фрез в наборе (рис. 8.22).

Так, соединение фрез одинакового диаметра осуществляют одним из следующих способов:

замком – торцевое шпоночное соединение, когда выступ на торце одной фрезы входит в паз другой фрезы (рис. 8.22 а, 8.22б);
соединением встык с помощью выступающих зубьев одной фрезы, входящих во впадины другой фрезы (рис. 8.22в).

Рис. 8.22. Способы соединения фрез в наборе

Соединение фрез разных диаметров чаще всего производится непосредственно встык с перекрытием (рис. 8.22 г). При наличии перекрытия даже небольшой сдвиг фрез в осевом направлении не окажет никакого влияния на работоспособность такого набора. Способ крепления фрез по схеме с разноименным направлением винтовых канавок (см. рис. 8.22б) предпочтительнее схемы с одноименным направлением винтовых канавок (см. рис. 8.22а). Однако и в этом случае их необходимо устанавливать так, чтобы осевые составляющие силы резания были направлены навстречу друг другу и тем самым стремились сблизить обе фрезы (рис. 8.23).

По виду обрабатываемого профиля наборы можно разделить на наборы для обработки сплошного профиля детали и для обработки прерывистого профиля детали.

Рис. 8.23. Установка спаренных фрез

Наборы для фрезерования сплошного профиля требуют применения фрез нестандартных размеров, перекрытия зубьев двух соседних фрез во избежание образования заусенцев и рисок на детали.

При сборке наборов фрез и регулировке размеров между фрезами на оправке используют жесткие и регулируемые кольца.

При фрезеровании набором фрез следует применять оправки больших диаметров, чем при одноинструментной обработке. Следует также применять дополнительные подвески. Контроль правильности расположения фрез в наборе производится по шаблонам или на оправке вне станка на специальных приборах. После сборки и установки фрез в наборе рекомендуется произвести пробную обработку на болванке или бракованной детали.

Контроль качества обработанных поверхностей

Измерительный инструмент, применяемый при контроле плоскостей, выбирают с учетом необходимой точности измерения, шероховатости измеряемой поверхности, типа производства (единичное, серийное, массовое).

Для измерения линейных размеров (наружных и внутренних) применяют следующие измерительные инструменты: измерительную линейку (жесткую), кронциркуль, нутромер, штангенциркуль (с величиной отсчет 0,1 и 0,05 мм), штангенглубиномер, штангенрейсмас и др.

Для определения отклонения обработанных плоскостей от горизонтального или вертикального положения служит уровень.

Неперпендикулярность плоскостей можно установить с помощью угольников.

При грубом контроле угла между двумя плоскостями применяют малку. Для точных измерений углов используют универсальные и точные угломеры.

Контрольные плиты применяются для контроля плоскостности и прямолинейности плоскостей.

Линейки (лекальные, прямоугольные, двутавровые, мостиковые и угловые) используют для проверки прямолинейности плоскостей на просвет или по количеству пятен на краску.

Щупы необходимы для контроля зазоров между поверхностями в пределах от 0,03 до 1 мм.

Шероховатость обработанной поверхности контролируют либо непосредственным измерением высоты микронеровностей, либо путем сравнения с образцами (эталонами) различных классов шероховатости поверхности. В цеховых условиях применяют эталоны (цилиндрическое и торцевое фрезерование) 4, 5, 6 и 7-го классов шероховатости поверхности. При пользовании эталонами можно определить шероховатость обработанной поверхности с ошибкой в пределах одного класса.

В измерительной лаборатории шероховатость поверхности определяют с помощью специальных приборов – профилометров, профилографов, двойных микроскопов и др.

Измерительный и поверочный инструмент необходимо содержать в чистоте, в особенности его измерительные поверхности. Соприкосновение измерительных поверхностей инструмента с деталью производить плавно.

Необходимо предохранять инструмент от нагрева (измерение производить при температуре 20 °C), не измерять нагретые детали во время обработки. Измеряемые поверхности детали перед измерением нужно тщательно очистить от стружки, пыли, эмульсии и т. д. Инструмент необходимо оберегать от ударов.

Строгание

Назначение и применение строгания

Строгание – это технологический процесс обработки поверхностей строгальными резцами с применением прямолинейного возвратно-поступательного движения резания. Строганием обрабатывают в основном плоские поверхности и различные фасонные поверхности с прямолинейными образующими, реже – простые криволинейные поверхности.

Строгание в сравнении с точением имеет ряд особенностей. Прежде всего необходимо отметить прямолинейность относительного перемещения обрабатываемой детали и инструмента, с чем связаны преимущества и недостатки строгания. К недостаткам относится то, что резец работает лишь в одном направлении, а на обратном ходу (холостом) он не режет, что приводит к значительным потерям времени.

Указанные обстоятельства делают невыгодным строгание в крупносерийном и массовом производстве, где требуется высокая производительность. Здесь оно успешно заменяется фрезерованием, протягиванием, шлифованием. Но в индивидуальном и мелкосерийном производстве строгание может быть более выгодным при сравнении с другими технологическими процессами и способно обеспечить высококачественную обработку. Это особенно справедливо при обработке длинных и нешироких деталей.

Подача производится в конце обратного хода, когда резец не нагружен стружкой. Перерыв в работе резца во время холостого хода способствует его охлаждению, и потому применение охлаждающих жидкостей не столь необходимо, как при непрерывной работе токарного резца. К тому же скорости строгания, как правило, значительно ниже, чем точения, и непостоянны на станках с кулисно-кривошипным механизмом. Перемена хода связана с ударами. Врезаясь в обрабатываемую деталь со значительной скоростью, строгальный резец испытывает удар тем сильнее, чем тверже обрабатываемый материал, больше размер снимаемой стружки и скорость резания. Это объясняется тем, что при строгании работают с умеренными скоростями и применяют более массивные резцы в сравнении с токарными.

Резец при строгании работает в режиме прерывистого резания (прямой медленный ход – рабочий, обратный ускоренный – холостой). За каждый двойной ход резец и детали станка испытывают два удара:

удар в момент врезания резца в деталь, когда нагрузка мгновенно увеличивается от нуля до максимума;
удар в момент выхода резца из детали – в этот момент нагрузка падает от максимума до нуля.

Строгание используется довольно редко и составляет не более 10 % от общего объема обработки деталей.

Строгальные станки разделяются на поперечно-строгальные, продольно-строгальные и долбежные.

Читайте также: