Слова редактора: Шероховатость поверхности Ra – это символ, который мы часто используем при работе с машинами. По сути, это наш старый друг. Без этого рисунок, вероятно, был бы бесполезен. Это такой символ, с которым мы имеем дело каждый день. Вы знаете, почему 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 используются вместо других чисел? Я считаю, что у друзей в сообществе тоже возникала эта путаница при изучении и использовании, но они не изучили ответ подробно. Все начинается с великой математики. Теперь позвольте мне рассказать вам подробно.
Все исходит из великой приоритетной системы счисления!
Французский инженер Рено увидел, что тросы на воздушных шарах имеют различные характеристики, поэтому он придумал способ. Он возвел 10 в пятую степень и получил число 1,6. Затем он перемножил числа, чтобы получить следующие пять приоритетных чисел:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Это геометрическая последовательность, и последнее число в 1,6 раза больше предыдущего. Тогда существует только 5 типов тросов ниже 10 и только 5 типов тросов от 10 до 100, а именно 10, 16, 25, 40 и 63.
Однако этот метод деления был слишком редким, поэтому г-н Лэй продолжил свои усилия и возвел 10 в 10-ю степень и получил систему счисления с приоритетом R10 следующим образом:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Обычное соотношение составляет 1,25, поэтому в пределах 1 0 существует только 1 0 типов стальных тросов, а между 10 и 100 существует только 10 типов стальных тросов, что более разумно. В это время кто-то, должно быть, сказал, что в этой последовательности первые числа вроде бы не сильно отличаются, например 1,0 и 1,25. Разницы почти нет. Я обычно округляю в большую сторону, но разница между 6,3 и 8,0 большая. Разумно ли это?
Разумно это или нет, давайте проведем аналогию. Например, натуральные числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 выглядят очень гладко. Мы используем эту последовательность для выплаты заработной платы, отдавая 1,000 Чжан Сану и 2,000 Ли Си. Оба они убеждены. Возникает внезапная инфляция. Дайте Чжан Сану 8,000 и Ли Си 9,000. Раньше зарплата Ли Си была в два раза выше, чем у Чжан Саня, но теперь она в 1,12 раза. Как вы думаете, Ли Си согласится? Он руководитель, и дать ему 16 000 недостаточно. Чжан Сан не будет жаловаться, что у руководителя на 8,000 больше, чем у него.
Есть два способа сравнения вещей в природе: «относительный» и «абсолютный»! Приоритетная система счисления является относительной.
Некоторые люди говорят, что характеристики его продукции составляют 10 тонн, 20 тонн, 30 тонн и 40 тонн. Сейчас это кажется неразумным, правда? Если брать двойной, то это должно быть 10 тонн, 20 тонн, 40 тонн, 80 тонн или держать голову и хвост, то тоже должно быть 10 тонн, 16 тонн, 25 тонн, 40 тонн, общее соотношение 1,6.
Это «стандартизация». Я часто вижу, как люди говорят о «стандартизации» на форумах. На самом деле речь идет о «стандартных деталях». Они просто сортируют стандартные части всей машины, что называется стандартизацией. На самом деле это не так. . Для настоящей стандартизации вам необходимо сериализовать все параметры вашего продукта в соответствии с системой приоритетных номеров, а затем сериализовать функциональные параметры и размеры всех компонентов, используя систему приоритетных номеров.
Натуральные числа бесконечны, но, по мнению конструкторов-механиков, в мире всего 10 чисел, которые являются приоритетными числами R10. Более того, когда эти 10 чисел умножаются, делятся, возводятся в квадрат и возводятся в квадрат, результат все равно оказывается среди этих 10 чисел. Как удивительно! Когда вы занимаетесь дизайном и не знаете, какой размер выбрать, просто выберите один из этих 10 номеров. Как это удобно!
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 приоритетных номера, например 4 и 2, имеют серийные номера N24 и N12 соответственно. При их перемножении и сложении их порядковых номеров результат равен N36 или 8; при делении порядковые номера вычитаются и результат равен N12 или 2. ; Для куба 2 умножьте его порядковый номер N12 на 3, чтобы получить N36, что равно 8; чтобы получить квадратный корень из 4, разделите его порядковый номер N24 на 2, чтобы получить N12, что равно 2. Что, если мы найдем четвертую степень 2? N12*{{20}}N48, здесь никого нет, что мне делать? В приведенном выше списке нет предыдущего номера, равного 10. Его серийный номер — N40. Если серийный номер больше 40, смотрите только на часть больше 40. Например, для N48 посмотрите на N8, который равен 1,6, а затем умножьте его на 10, чтобы получить 16. Если серийный номер N88, посмотрите на N8, чтобы получить 1,6, затем умножьте его на 100, чтобы получить 160, потому что серийный номер 100 - это N80, серийный номер 1000 - N120 и так далее для механического проектирования этого достаточно. использовать эти 20 номеров всю жизнь. Но иногда необходимо использовать систему счисления R40. Он более полный и содержит 40 номеров. Если этого недостаточно, есть еще серия R80. Я знаю систему счисления R40 наизусть, и для общих расчетов мне даже не нужен калькулятор. Проще говоря, рассчитайте сопротивление кручению стали 40-диаметром 45. Коэффициент кручения составляет 0,5*π*R^3. Напряжение кручения составляет половину предела текучести 360, что составляет 180 МПа. Пи равно 3,15. Левой и правой рукой зажмите десятичную точку и мысленно посчитайте сложение и вычитание серийных номеров. Выходи через минуту. Кто-нибудь сказал, что вы не добавляете коэффициент безопасности? Скажите, мне выбрать 1,25, 1,5 или 2? хе-хе.
Золотое сечение — 0.618, что равно 1,618, а здесь тоже 1,6.
Последовательность квадратных корней: квадратный корень 1, квадратный корень 2, квадратный корень 3. Это легко найти, не так ли? (Серийный номер 3 — N19)
Что такое π в квадрате? равно 10. Удобно ли считать, что нажимной стержень устойчив?
Коэффициент кручения круглого стержня составляет около 0,1*D^3. Теперь вы можете рассчитать коэффициент кручения устно, верно?
Почему большой винт перескочил прямо с М36 на М40?
Почему передаточное число коробки передач имеет 6,3 или 7,1?
Почему швеллер имеет калибр 12,6, который редко встречается на рынке?
Почему аутсорсинговый завод позвонил и сказал, что 140 квадратных труб нет, а есть 120 и 160? Потому что система счисления R5 имеет приоритет над системой счисления R20.
Почему параметры стандартных деталей имеют первую и вторую последовательность? Вообще говоря, первой последовательностью является последовательность R5.
Почему в списке отверстий для винтов Inventor указан M11.2? Теперь вы знаете, что это не вымышленное число, верно?
картина
Также есть толщина стального листа, модель стального профиля, модуль зубчатой передачи, все стандартные детали, функциональные параметры, размерные параметры, стандартные таблицы допусков на всех образцах промышленной продукции и т. д. и т. п., их происхождение постепенно проясняется в наших сердцах при этом. момент. . Можно сказать, что мы поняли половину руководства по механическому проектированию, а также те промышленные изделия, которые еще не были изготовлены.
Тогда, когда мы проектируем продукт, мы можем одновременно проектировать серию, вместо того, чтобы проводить так называемую «стандартизацию» после завершения проектирования; далее, если изделие предназначено для серийной реализации, то мы можем даже спроектировать его под реальные условия работы. Спроектируйте продукт, не зная о нем многого, потому что система приоритетов уже включает в себя все модели.
Приложения системы приоритетов, перечисленные выше, можно охарактеризовать как каплю в море, и нас ждет бесконечное количество приложений, которые мы можем развивать.
Теперь, когда мы понимаем происхождение значения шероховатости поверхности, давайте взглянем на знания о шероховатости поверхности!
1. Понятие о шероховатости поверхности.
Шероховатость поверхности – это неровности обработанной поверхности с небольшими интервалами и небольшими выступами и впадинами. Расстояние (волновое расстояние) между двумя гребнями волн или двумя впадинами волн очень мало (менее 1 мм), что является микроскопической ошибкой геометрической формы.
В частности, относится к высоте и расстоянию S между небольшими пиками и впадинами. Обычно делится на S-точки:
S
1 Меньше или равно S. Меньше или равно 10 мм — это волнистость.
S>10 мм - это форма f
2. Сравнительная таблица VDI3400, Ra, Rmax
Национальные стандарты предусматривают, что для оценки шероховатости поверхности обычно используют три показателя (единица измерения: мкм): среднее арифметическое отклонение профиля Ra, среднюю высоту неровностей Rz и максимальную высоту Ry. Показатель Ra часто используется в реальном производстве. Максимальное микроскопическое отклонение высоты Ry от контура обычно обозначается символом Rmax в Японии и других странах, а показатель VDI обычно используется в Европе и США. Ниже представлена сравнительная таблица VDI3400, Ra и Rmax.
картина
Сравнительная таблица VDI3400, Ra, Rmax
картина
3. Факторы, вызывающие шероховатость поверхности
Шероховатость поверхности обычно вызвана используемым методом обработки и другими факторами, такими как трение между инструментом и поверхностью детали во время процесса обработки, пластическая деформация поверхностного металла во время отделения стружки и высокочастотная вибрация в технологической системе. , разгрузочные ямы электромеханической обработки и т. д. Из-за разных методов обработки и материалов заготовок глубина, плотность, форма и текстура следов, оставляемых на обрабатываемой поверхности, различны.
4. Основные последствия шероховатости поверхности деталей
Влияет на износостойкость. Чем шероховатее поверхность, тем меньше эффективная площадь контакта между сопрягаемыми поверхностями, тем больше давление, тем больше сопротивление трения и тем быстрее изнашивается.
Влияет на стабильность посадки. При посадке с зазором чем шероховатее поверхность, тем легче она изнашивается, в результате чего зазор постепенно увеличивается во время работы; при посадке с натягом фактический эффективный натяг снижается за счет сглаживания микроскопических выпуклостей во время сборки. прочность соединения.
Влияет на усталостную прочность. На поверхности шероховатых деталей имеются крупные впадины, которые, как и острые углы и трещины, чувствительны к концентрации напряжений, что влияет на усталостную прочность детали.
Влияет на коррозионную стойкость. Грубые поверхности деталей могут легко позволить агрессивным газам или жидкостям проникнуть во внутренний металлический слой через микроскопические впадины на поверхности, вызывая поверхностную коррозию.
Влияет на герметизацию. Шероховатые поверхности не могут плотно прилегать друг к другу, а через зазоры между контактирующими поверхностями просачивается газ или жидкость.
Влияет на жесткость контакта. Контактная жесткость — это способность соединяемых поверхностей деталей сопротивляться контактным деформациям под действием внешних сил. Жесткость машины во многом зависит от жесткости контакта между различными частями.
влияют на точность измерений. Шероховатость измеряемой поверхности детали и измерительной поверхности измерительного инструмента напрямую влияет на точность измерения, особенно при прецизионном измерении.
Кроме того, шероховатость поверхности будет иметь различную степень влияния на покрытие деталей, теплопроводность и контактное сопротивление, отражающую способность и характеристики излучения, сопротивление потоку жидкости и газа, а также течение тока по поверхности проводника.
5. Основы оценки шероховатости поверхности.
1. Длина выборки
Длина выборки L — это длина опорной линии, заданной для оценки шероховатости поверхности. Длину, которая может отражать характеристики шероховатости поверхности, следует выбирать исходя из фактического формирования поверхности и характеристик текстуры детали. Длина отбора проб должна измеряться на основе общего направления фактического профиля поверхности. Длина выборки указывается и выбирается таким образом, чтобы ограничить и уменьшить влияние волнистости поверхности и ошибок формы на результаты измерения шероховатости поверхности. Обычно используемые варианты измерителей шероховатости: {{0}}.25 мм, 0,8 мм, 2,5 мм.
картина
2. Продолжительность оценки
Длина оценки — это длина, необходимая для оценки профиля, которая может включать одну или несколько длин выборки. Поскольку шероховатость различных частей поверхности детали не обязательно является одинаковой, одна длина выборки часто не может разумно отразить определенную особенность шероховатости поверхности. Поэтому для оценки шероховатости поверхности необходимо взять образцы на нескольких участках. Длина оценки обычно включает от 1 до 5 длин выборки L. Если длина выборки равна 0,8, а длина оценки равна 5L, 5X0,8=4 мм.
3. Базовый уровень
Опорная линия — это центральная линия контура, используемая для оценки параметров шероховатости поверхности. Существует два типа базовых линий: средняя линия контура по методу наименьших квадратов: в пределах длины выборки сумма квадратов смещений контура каждой точки на контурной линии является наименьшей и имеет геометрическую форму контура. Среднеарифметическое значение центральной линии контура: В пределах длины выборки площади контуров по обе стороны от центральной линии равны. Теоретически идеальной базовой линией является центральная линия метода наименьших квадратов, но ее трудно получить в практических приложениях. Поэтому вместо этого обычно используется среднеарифметическая центральная линия контура, а во время измерения вместо нее можно использовать прямую линию с приблизительным положением.
4. Измерительный ход
Ход измерения относится к расстоянию перемещения щупа датчика на фактической заготовке. Ход измерения обычно представляет собой расчетное соотношение длины оценки плюс две длины выборки: например, если длина оценки выбрана равной 5L, длина выборки L равна 0,8 мм, ход измерения равен 5L{{5 }}L=7L, а ход измерения составляет 7X0.8=5.6 мм. Знайте это. Очень важно: расстояние, пройденное заготовкой, можно рассчитать. Это определяет размер контактной поверхности наименьшей детали, измеренной пользователем.
6. Параметры оценки шероховатости поверхности.
1. Параметры высотной характеристики
Ra среднее арифметическое отклонение контура: среднее арифметическое отличных значений отклонения контура в пределах длины выборки (lr). При реальных измерениях, чем больше точек измерения, тем точнее Ra.
Изображение] [изображение
Rz Максимальная высота профиля: расстояние между линией пика и нижней линией впадины.
Ra является предпочтительным в обычно используемом диапазоне параметров амплитуды. До 2006 года в национальном стандарте существовал еще один параметр оценки: «Десятибалльная высота микроскопической неровности», который обозначается Rz, а максимальная высота контура обозначается Ry. После 2006 года десятибалльная высота микроскопических неровностей была отменена в национальном стандарте и принята. Rz представляет собой максимальную высоту профиля.
картина
2. Параметры пространственных характеристик
Rsm Средняя ширина ячеек контура. Среднее расстояние между микроскопическими неровностями профиля в пределах длины выборки. Расстояние между микронеровностями относится к длине вершины контура и прилегающей к нему впадины контура на центральной линии. Для одного и того же значения Ra значение Rsm не обязательно будет одинаковым, поэтому отраженная текстура будет разной. Поверхности, для которых важна текстура, обычно фокусируются на двух показателях Ra и Rsm.
картина
Характеристический параметр формы Rmr выражается отношением длины опоры профиля, которое представляет собой отношение длины опоры профиля к длине выборки. Длина опоры контура представляет собой сумму длин участков, полученных пересечением контура прямой, параллельной центральной линии, и расстояния с от линии пика контура в пределах длины выборки.
7. Метод измерения шероховатости поверхности.
1. Сравнительный метод
Используется для измерений на месте в мастерских, часто используется для измерений на средних или шероховатых поверхностях. Метод заключается в определении значения шероховатости измеряемой поверхности путем сравнения ее с образцом шероховатости, отмеченным определенным значением.
2. Метод стилуса
Для измерения шероховатости поверхности используется алмазный щуп с радиусом кривизны кончика около 2 микрон, который медленно скользит по измеряемой поверхности. Смещение алмазного иглы вверх и вниз преобразуется в электрический сигнал с помощью электрического датчика длины. После усиления, фильтрации и расчета это отображается на индикаторе. Для получения значения шероховатости поверхности также можно использовать самописец для записи кривой профиля измеряемого участка. Обычно измерительные инструменты, которые могут отображать только значения шероховатости поверхности, называются приборами для измерения шероховатости поверхности, а те, которые могут регистрировать кривые профиля поверхности, называются измерителями профиля шероховатости поверхности. Оба средства измерения имеют электронные вычислительные схемы или компьютеры, которые могут автоматически рассчитывать среднее арифметическое отклонение профиля Ra, десятиточечную высоту микронеровности Rz, максимальную высоту профиля Ry и другие различные оценочные параметры. Они имеют высокую эффективность измерения и применимы для измерения шероховатости поверхности Ra 0,025 ~ 6,3 микрона.
3. Метод легкого секционирования
Световая полоса, образующаяся после прохождения света через щель, проецируется на измеряемую поверхность, а шероховатость поверхности измеряется по контурной кривой, образованной ее пересечением с измеряемой поверхностью (рис. 3). После прохождения света, излучаемого источником света, через конденсор, щель и объектив 1 щель проецируется на измеряемую поверхность под углом наклона 45 градусов с образованием фигуры поперечного сечения измеряемой поверхности, которая затем усиливается и проецируется на измеряемую поверхность через объектив 2. на прицельную сетку. Используйте окуляр-микрометр и считывающий барабан, чтобы сначала прочитать значение h, а затем рассчитать значение H.
