Słowa redaktora: Chropowatość powierzchni Ra to symbol, którego często używamy podczas pracy na maszynach. To w zasadzie nasz stary znajomy. Bez tego rysunek prawdopodobnie byłby bezużyteczny. To taki symbol, z którym mamy do czynienia na co dzień. Czy wiesz, dlaczego zamiast innych liczb używa się liczb 0, 1,6, 3,2, 6,3, 12,5? Wierzę, że przyjaciele w społeczności również doświadczyli tego zamieszania, ucząc się i używając go, ale nie przestudiowali szczegółowo odpowiedzi. Wszystko zaczyna się od doskonałej matematyki. Teraz opowiem ci szczegółowo.
Wszystko pochodzi ze świetnego systemu numerów priorytetowych!
Francuski inżynier Renault zauważył, że liny stalowe balonów na ogrzane powietrze mają różne specyfikacje, więc wymyślił sposób. Podniósł 10 do potęgi piątej i otrzymał liczbę 1,6. Następnie pomnożył te liczby, aby otrzymać pięć następujących liczb priorytetowych:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Jest to ciąg geometryczny, a ostatnia liczba jest 1,6 razy większa od poprzedniej. Następnie jest tylko 5 rodzajów lin stalowych poniżej 10 i istnieje tylko 5 rodzajów lin stalowych od 10 do 100, a mianowicie 10, 16, 25, 40 i 63.
Jednak ta metoda podziału była zbyt rzadka, więc pan Lei kontynuował swoje wysiłki i podniósł 10 do potęgi 10, uzyskując system liczb priorytetowych R10 w następujący sposób:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Wspólny stosunek wynosi 1,25, zatem w obrębie 10 występuje tylko 10 typów lin stalowych i tylko 10 rodzajów lin stalowych w przedziale od 10 do 100, co jest bardziej rozsądne. W tym momencie ktoś musiał powiedzieć, że w tej sekwencji pierwsze liczby wydają się niewiele różnić, na przykład 1,0 i 1,25. Prawie nie ma różnicy. Zwykle zaokrąglam w górę, ale różnica między 6,3 a 8,0 jest duża. Czy to rozsądne?
Rozsądne czy nie, zróbmy analogię. Na przykład liczby naturalne 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 wyglądają bardzo gładko. Używamy tej sekwencji do wypłaty wynagrodzeń, dając 1,000 Zhang Sanowi i 2,000 Li Si. Obaj są przekonani. Następuje nagła inflacja. Daj Zhang Sanowi 8,000 i Li Si 9,000. W przeszłości pensja Li Si była dwukrotnie wyższa niż Zhang San, ale obecnie wynosi 1,12 razy. Myślisz, że Li Si byłby chętny? Jest przełożonym i dawanie mu 16000 to za mało. Zhang San nie będzie narzekał, że przełożony ma o 8000 więcej od niego.
Istnieją dwa sposoby porównywania rzeczy w przyrodzie, mianowicie „względne” i „absolutne”! System numeracji priorytetów jest względny.
Niektórzy twierdzą, że specyfikacje jego produktu to 10 ton, 20 ton, 30 ton i 40 ton. Teraz wydaje się to nierozsądne, prawda? Jeśli weźmiesz podwójnie, powinno to być 10 ton, 20 ton, 40 ton, 80 ton lub zachowasz głowę i ogon, powinno to również wynosić 10 ton, 16 ton, 25 ton, 40 ton, wspólny stosunek wynosi 1,6.
To jest „standaryzacja”. Często widzę ludzi mówiących o „standaryzacji” na forach. W rzeczywistości mówią o „częściach standardowych”. Oni po prostu porządkują standardowe części całej maszyny, co nazywa się standaryzacją. W rzeczywistości tak nie jest. . Aby uzyskać prawdziwą standaryzację, należy serializować wszystkie parametry produktu zgodnie z systemem numerów priorytetowych, a następnie serializować parametry funkcjonalne i wymiary wszystkich komponentów, korzystając z systemu numerów priorytetowych.
Liczby naturalne są nieskończone, ale w oczach projektantów mechanicznych na świecie jest tylko 10 liczb, które są numerami priorytetowymi R10. Co więcej, gdy te 10 liczb zostanie pomnożone, podzielone, podniesione i podniesione do kwadratu, wynik nadal będzie należeć do tych 10 liczb. Jak wspaniale! Kiedy projektujesz i nie wiesz jaki rozmiar wybrać, po prostu wybierz jedną z tych 10 liczb. Jakie to wygodne!
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
Dwa numery priorytetowe, takie jak 4 i 2, mają odpowiednio numery seryjne N24 i N12. Po pomnożeniu ich i dodaniu ich numerów seryjnych wynik jest równy N36 lub 8; przy dzieleniu odejmuje się numery seryjne, a wynik jest równy N12 lub 2. ; W przypadku sześcianu liczby 2 pomnóż jego numer seryjny N12 przez 3, aby otrzymać N36, czyli 8; aby uzyskać pierwiastek kwadratowy z 4, podziel jego liczbę kolejną N24 przez 2, aby otrzymać N12, czyli 2. A co, jeśli znajdziemy czwartą potęgę 2? N12*{{20}}N48, tu nikogo nie ma, co mam zrobić? Na powyższej liście nie ma poprzedniego numeru, czyli 10. Jego numer seryjny to N40. Jeśli numer seryjny jest większy niż 40, spójrz tylko na część większą niż 40. Na przykład dla N48 spójrz na N8, które wynosi 1,6, a następnie pomnóż go przez 10, aby otrzymać 16. Jeśli numer seryjny to N88, spójrz na N8, aby uzyskać 1,6, następnie pomnóż go przez 100, aby otrzymać 160, ponieważ numer seryjny 100 to N80, numer seryjny 1000 to N120 itd. w przypadku konstrukcji mechanicznej wystarczy używać tych 20 liczb przez całe życie. Czasami jednak konieczne jest użycie systemu liczbowego R40. Jest pełniejszy z 40 liczbami. Jeśli to nie wystarczy, jest jeszcze seria R80. Znam na pamięć system liczbowy R40 i do ogólnych obliczeń nie potrzebuję nawet kalkulatora. Mówiąc najprościej, oblicz wytrzymałość na skręcanie stali o średnicy 40-45. Współczynnik skręcania wynosi 0,5*π*R^3. Naprężenie skręcające stanowi połowę granicy plastyczności wynoszącej 360, czyli 180 MPa. Pi wynosi 3,15. Użyj lewej i prawej ręki, aby uszczypnąć przecinek dziesiętny i w myślach obliczyć dodawanie i odejmowanie liczb seryjnych. Wyjdź za chwilę. Czy ktoś mówił, że nie dodaje się współczynnika bezpieczeństwa? Powiedz mi, powinienem wybrać 1,25, 1,5 czy 2? hehe.
Złota część to 0.618, czyli 1,618, a tutaj też jest 1,6.
Sekwencja pierwiastkowa to pierwiastek kwadratowy 1, pierwiastek kwadratowy 2, pierwiastek kwadratowy 3. Łatwo to znaleźć, prawda? (Numer seryjny 3 to N19)
Co to jest π do kwadratu? równy 10. Czy wygodnie jest obliczyć, że pręt dociskowy jest stabilny?
Współczynnik skręcania okrągłego pręta wynosi około 0,1*D^3. Teraz możesz obliczyć współczynnik skręcania ustnie, prawda?
Dlaczego duża śruba przeskoczyła bezpośrednio z M36 na M40?
Dlaczego przełożenie skrzyni biegów wynosi 6,3 lub 7,1?
Dlaczego stal kanałowa ma grubość 12,6, która jest rzadko spotykana na rynku?
Dlaczego fabryka outsourcingowa zadzwoniła i powiedziała, że nie ma rur kwadratowych 140, ale jest 120 i 160? Ponieważ system liczbowy R5 ma pierwszeństwo przed systemem liczbowym R20.
Dlaczego parametry części standardowych mają pierwszą i drugą sekwencję? Ogólnie rzecz biorąc, pierwszą sekwencją jest sekwencja R5.
Dlaczego lista otworów na śruby w programie Inventor zawiera M11.2? Teraz wiesz, że to nie jest sfabrykowany numer, prawda?
zdjęcie
Istnieją również grubość blachy stalowej, model stali przekroju, moduł przekładni, wszystkie standardowe części, parametry funkcjonalne, parametry wymiarowe, standardowe tabele tolerancji na wszystkich próbkach produktów przemysłowych itp. itd., itp., ich pochodzenie powoli staje się jasne w naszych sercach za chwilę. . Można powiedzieć, że zrozumieliśmy połowę podręcznika projektowania mechanicznego, a także te produkty przemysłowe, które nie zostały jeszcze wykonane.
Wtedy projektując produkt, możemy od razu zaprojektować serię, zamiast przeprowadzać tzw. „standaryzację” po zakończeniu projektu; ponadto, jeśli produkt ma być serializowany, możemy go nawet zaprojektować zgodnie z rzeczywistymi warunkami pracy. Zaprojektuj produkt, nie wiedząc o nim zbyt wiele, ponieważ system numerów priorytetowych obejmuje już wszystkie modele.
Wymienione powyżej zastosowania systemu numeracji priorytetów można określić jako kroplę w morzu, a aplikacji czeka na nasz rozwój w nieskończoność.
Teraz, gdy rozumiemy pochodzenie wartości chropowatości powierzchni, przyjrzyjmy się wiedzy na temat chropowatości powierzchni!
1. Pojęcie chropowatości powierzchni
Chropowatość powierzchni odnosi się do nierówności obrobionej powierzchni z małymi odstępami i małymi szczytami i dolinami. Odległość (odległość fali) pomiędzy dwoma grzbietami fal lub dwoma dolinami fal jest bardzo mała (mniej niż 1 mm), co jest mikroskopijnym błędem kształtu geometrycznego.
W szczególności odnosi się do wysokości i odstępów S małych szczytów i dolin. Ogólnie podzielony na punkty S:
S
1 Mniejsze lub równe S Falistość mniejsza lub równa 10 mm
S>10 mm ma kształt litery F
2. Tabela porównawcza VDI3400, Ra, Rmax
Normy krajowe przewidują, że powszechnie stosuje się trzy wskaźniki do oceny chropowatości powierzchni (jednostka: μm): średnie odchylenie arytmetyczne Ra profilu, średnia wysokość nierówności Rz i maksymalna wysokość Ry. Wskaźnik Ra jest często używany w rzeczywistej produkcji. Maksymalne odchylenie wysokości mikroskopowej Ry od konturu jest powszechnie wyrażane w Japonii i innych krajach za pomocą symbolu Rmax, a wskaźnik VDI jest powszechnie stosowany w Europie i Stanach Zjednoczonych. Poniżej znajduje się tabela porównawcza VDI3400, Ra i Rmax.
zdjęcie
Tabela porównawcza VDI3400, Ra, Rmax
zdjęcie
3. Czynniki powodujące chropowatość powierzchni
Chropowatość powierzchni jest zwykle spowodowana zastosowaną metodą obróbki i innymi czynnikami, takimi jak tarcie między narzędziem a powierzchnią części podczas procesu obróbki, odkształcenie plastyczne powierzchni metalu podczas oddzielania wiórów oraz wibracje o wysokiej częstotliwości w układzie procesowym , doły wyładowcze do obróbki elektrycznej itp. Ze względu na różne metody obróbki i materiały przedmiotu obrabianego głębokość, gęstość, kształt i tekstura śladów pozostawionych na obrabianej powierzchni są różne.
4. Główne skutki chropowatości powierzchni części
Wpływ na odporność na zużycie. Im bardziej chropowata powierzchnia, tym mniejsza efektywna powierzchnia styku współpracujących powierzchni, im większy nacisk, tym większy opór tarcia i szybsze zużycie.
Wpływa na stabilność dopasowania. W przypadku pasowań luzowych im bardziej chropowata powierzchnia, tym łatwiej się zużywa, co powoduje stopniowe zwiększanie się szczeliny podczas pracy; w przypadku pasowań wciskowych rzeczywisty efektywny wcisk jest zmniejszony w wyniku spłaszczenia mikroskopijnych wypukłych wierzchołków podczas montażu. siła połączenia.
Wpływa na wytrzymałość zmęczeniową. Na powierzchni chropowatych części występują duże wgłębienia, które podobnie jak ostre narożniki i pęknięcia są wrażliwe na koncentrację naprężeń, wpływając tym samym na wytrzymałość zmęczeniową części.
Wpływa na odporność na korozję. Szorstkie powierzchnie części mogą łatwo umożliwiać przedostawanie się żrących gazów lub cieczy do wewnętrznej warstwy metalu przez mikroskopijne zagłębienia na powierzchni, powodując korozję powierzchni.
Wpływ na uszczelnienie. Szorstkie powierzchnie nie mogą ściśle przylegać do siebie, a gaz lub ciecz wycieka przez szczeliny pomiędzy powierzchniami styku.
Wpływa na sztywność styku. Sztywność kontaktowa to zdolność powierzchni złącza części do przeciwstawiania się odkształceniom kontaktowym pod wpływem sił zewnętrznych. Sztywność maszyny zależy w dużej mierze od sztywności styku poszczególnych części.
wpływają na dokładność pomiaru. Chropowatość powierzchni mierzonej powierzchni części i powierzchnia pomiarowa narzędzia pomiarowego będą miały bezpośredni wpływ na dokładność pomiaru, szczególnie w przypadku pomiaru precyzyjnego.
Ponadto chropowatość powierzchni będzie miała różny wpływ na powłokę części, przewodność cieplną i rezystancję styku, zdolność odbicia i parametry promieniowania, odporność na przepływ cieczy i gazu oraz przepływ prądu powierzchniowego przewodnika.
5. Podstawy oceny chropowatości powierzchni
1. Długość próbkowania
Długość próbkowania L jest długością linii odniesienia określonej do oceny chropowatości powierzchni. Długość, która może odzwierciedlać charakterystykę chropowatości powierzchni, powinna być wybrana w oparciu o faktyczne ukształtowanie powierzchni i charakterystykę tekstury części. Długość próbkowania należy mierzyć w oparciu o ogólny kierunek rzeczywistego profilu powierzchni. Długość próbkowania jest dobierana i dobierana w taki sposób, aby ograniczyć i zredukować wpływ falistości powierzchni oraz błędów kształtu na wyniki pomiarów chropowatości powierzchni. Powszechnie używane opcje mierników chropowatości to: {{0}}.25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm
zdjęcie
2. Długość oceny
Długość ewaluacyjna to długość niezbędna do ewaluacji profilu, która może obejmować jedną lub kilka długości próbkowania. Ponieważ chropowatość różnych części powierzchni części nie jest koniecznie jednolita, jedna długość pobierania próbek często nie może w rozsądny sposób odzwierciedlać określonej cechy chropowatości powierzchni. Dlatego należy pobrać kilka próbek z powierzchni, aby ocenić chropowatość powierzchni. Długość oceny zazwyczaj obejmuje od 1 do 5 długości próbkowania L. Gdy długość próbkowania wynosi 0.8, a długość oceny wynosi 5 L, 5X0.8=4mm
3. Linia bazowa
Linią odniesienia jest linia środkowa konturu używana do oceny parametrów chropowatości powierzchni. Wyróżnia się dwa rodzaje linii bazowych: linia środkowa konturu metodą najmniejszych kwadratów: w obrębie długości próbkowania suma kwadratów przesunięć konturu każdego punktu na warstwicy jest najmniejsza i ma geometryczny kształt konturu. Średnia arytmetyczna linii środkowej konturu: W obrębie długości próbkowania obszary konturów po obu stronach linii środkowej są równe. Teoretycznie idealną linią bazową jest linia środkowa metodą najmniejszych kwadratów, ale w praktycznych zastosowaniach jest ona trudna do uzyskania. Dlatego zamiast tego stosuje się zazwyczaj średnią arytmetyczną linii środkowej konturu, a podczas pomiaru można zamiast tego zastosować linię prostą z przybliżonym położeniem.
4. Pomiar skoku
Skok pomiarowy odnosi się do odległości ruchu igły czujnika na rzeczywistym przedmiocie obrabianym. Skok pomiarowy jest zwykle stosunkiem obliczeniowym długości oceniającej plus 2 długości próbkowania: na przykład, gdy długość oceniana jest wybrana jako 5L, długość próbkowania L wynosi 0,8 mm, skok pomiarowy wynosi 5L{{5 }}L=7L, a skok pomiarowy wynosi 7X0.8=5.6mm. Wiedz o tym. Bardzo ważne, można obliczyć odległość przebytą na przedmiocie obrabianym. Określa to wielkość powierzchni styku najmniejszego przedmiotu obrabianego mierzoną przez użytkownika.
6. Parametry oceny chropowatości powierzchni
1. Parametry charakterystyczne wysokości
Ra średnie arytmetyczne odchylenie konturu: średnia arytmetyczna doskonałych wartości odchylenia konturu w obrębie długości próbkowania (lr). W rzeczywistym pomiarze im większa liczba punktów pomiarowych, tym dokładniejszy jest Ra.
Obraz] [obraz
Rz Maksymalna wysokość profilu: Odległość pomiędzy linią szczytową a dolną linią doliny.
Ra jest preferowane w powszechnie stosowanym zakresie parametrów amplitudy. Przed 2006 rokiem w normie krajowej istniał kolejny parametr oceny: „Dziesięciopunktowa wysokość nierówności mikroskopowych”, która jest reprezentowana przez Rz, a maksymalna wysokość konturu jest reprezentowana przez Ry. Po 2006 roku w normie krajowej zniesiono dziesięciopunktową wysokość mikroskopijnych nierówności i przyjęto ją. Rz oznacza maksymalną wysokość profilu.
zdjęcie
2. Parametry charakterystyczne rozstawu
Rsm Średnia szerokość komórek konturu. Średni rozstaw mikroskopijnych nierówności w profilu w obrębie długości próbkowania. Rozstaw mikronieregularności odnosi się do długości wierzchołka konturu i przylegającej doliny konturu na linii środkowej. Dla tej samej wartości Ra wartość Rsm niekoniecznie jest taka sama, więc odbita tekstura będzie inna. Powierzchnie, które cenią teksturę, zwykle skupiają się na dwóch wskaźnikach Ra i Rsm.
zdjęcie
Parametr charakterystyki kształtu Rmr wyrażony jest stosunkiem długości podpór profilu, będącym stosunkiem długości podpory profilu do długości próbkowania. Długość podpory konturu jest sumą długości odcinków uzyskanych przez przecięcie konturu linią prostą równoległą do linii środkowej i odległości c od linii szczytowej konturu w obrębie długości próbkowania.
7. Metoda pomiaru chropowatości powierzchni
1. Metoda porównawcza
Stosowany do pomiarów na miejscu w warsztatach, często używany do pomiarów na średnich lub chropowatych powierzchniach. Metoda polega na określeniu wartości chropowatości mierzonej powierzchni poprzez porównanie jej z próbką chropowatości oznaczoną określoną wartością.
2. Metoda rysika
Do pomiaru chropowatości powierzchni używa się diamentowego rysika o promieniu krzywizny końcówki około 2 mikronów, który powoli przesuwa się po mierzonej powierzchni. Przemieszczenie diamentowej igły w górę i w dół jest przetwarzane na sygnał elektryczny za pomocą elektrycznego czujnika długości. Po wzmocnieniu, przefiltrowaniu i obliczeniu jest to sygnalizowane na wyświetlaczu. Aby uzyskać wartość chropowatości powierzchni, można również wykorzystać rejestrator do rejestracji krzywej profilu mierzonego odcinka. Ogólnie rzecz biorąc, narzędzia pomiarowe, które mogą wyświetlać tylko wartości chropowatości powierzchni, nazywane są przyrządami do pomiaru chropowatości powierzchni, natomiast te, które mogą rejestrować krzywe profilu powierzchni, nazywane są miernikami profilu chropowatości powierzchni. Obydwa narzędzia pomiarowe posiadają elektroniczne układy obliczeniowe lub komputery, które mogą automatycznie obliczyć średnią arytmetyczną odchylenia profilu Ra, dziesięciopunktową wysokość mikronieregularności Rz, maksymalną wysokość profilu Ry i inne różne parametry oceny. Mają wysoką skuteczność pomiaru i mają zastosowanie do pomiaru chropowatości powierzchni Ra o wartości 0.025 ~ 6,3 mikrona.
3. Metoda podziału światła
Pasek świetlny powstający po przejściu światła przez szczelinę rzutowany jest na mierzoną powierzchnię, a chropowatość powierzchni mierzona jest na podstawie krzywej konturu powstałej w wyniku jej przecięcia z mierzoną powierzchnią (rys. 3). Po przejściu światła emitowanego przez źródło światła przez kondensor, szczelinę i soczewkę obiektywu 1, szczelina jest rzutowana na mierzoną powierzchnię pod kątem 45 stopni w celu utworzenia przekroju poprzecznego mierzonej powierzchni, który jest następnie wzmacniany i rzutowany na mierzoną powierzchnię przez obiektyw 2. na siatce. Za pomocą okularu mikrometrycznego i bębna odczytującego najpierw odczytaj wartość h, a następnie oblicz wartość H.
