Основы конструирования

электронный учебно-методический комплекс

Назад | На главную | Содержание | Поиск на странице | Печать | E-mail | Далее

Тема 5. Шероховатость, выбор интсрумента

5.1. Шероховатость поверхности

Любая поверхность детали, даже если она очень тщательно обработана, имеет неровности в виде выступов и впадин. Такие неровности на отдельных поверхностях изделий без труда можно различить даже невооружённым глазом, в других случаях их можно выявить только с помощью специальных приспособлений. При проведении большинства операций механической обработки материалов в полуфабрикатах и изделиях стремятся не только выдержать заданные размеры, но и получить поверхность с определённой степенью гладкости – шероховатостью.

В соответствии с ГОСТ 2789-73 под шероховатостью понимают совокупность неровностей поверхности, измеряемую в микрометрах на определённой базовой длине. Величина базовой длины выбирается из рада значений, установленных стандартом. Чем грубее поверхность, тем больше размер базовой длины.

Качество любой поверхности детали зависит от физико-химических свойств поверхностного слоя и шероховатости поверхности.

Шероховатость поверхности в свою очередь зависит от обрабатываемого материала и качества инструмента, качества оборудования и применяемых режимов обработки (скорость резания, подача, глубина резания), а также от применяемого охлаждения.

Качество поверхности как технологический параметр оказывает значительное влияние на многие технологические и эксплуатационные свойства деталей и изделий (износоустойчивость трущихся поверхностей, усталостная прочность и прочность неподвижных посадок, устойчивость поверхности против коррозии и др.), являясь важным производственным фактором, с которым связаны расход материалов и технико-экономическая эффективность многих технологических операций. Как правило, рабочие поверхности деталей обрабатывают более качественно, чем нерабочие. Шероховатость поверхности играет важную роль в работе сопряжённых деталей. В зависимости от назначения и условий работы деталей машин и механизмов допускаются различные параметры шероховатости их поверхностей. В некоторых случаях высокая чистота поверхности достигается в целях прочного покрытия их другими металлами (хромирование, никелирование и т. п.) или в декоративных целях. Требования к качеству шероховатости поверхностей устанавливаются без учёта дефектов поверхности (царапины, раковины, трещины и т. п.).

Шероховатость каждой поверхности детали должна быть экономически целесообразной и должна строго соответствовать назначению детали. И если увеличение шероховатости снижает эксплуатационные качества детали, то необоснованное уменьшение шероховатости при обработке резко увеличивает стоимость детали, что отразится на стоимости всего изделия.

5.1.1. Правила обозначения шероховатости поверхностей на чертежах

Обозначение шероховатости поверхностей и правила нанесения их на чертежах изделий всех отраслей промышленности установлены требованиями ГОСТ 2.309-73*, полностью соответствующего стандарту ИСО 1302.

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

Структура обозначения шероховатости поверхности приведена на рисунке 5.1. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

Рисунок 5.1 - Структура обозначения шероховатости поверхности

В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных на рисунках 5.2 – 5.5.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота Н равна (1,5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной линии, применяемой на чертеже.

В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак (рисунок 5.2).

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована только удалением слоя материала, применяют знак (рисунок 5.3).

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала, применяют знак (рисунок 5.4) с указанием значения параметра шероховатости.

Поверхности детали, изготовляемой из материала определенного профиля и размера, не подлежащие по данному чертежу дополнительной обработке, должны быть отмечены знаком (рисунок 5.4) без указания параметра шероховатости.

Состояние поверхности, обозначенной знаком (см. рисунок 5.4) должно соответствовать требованиям, установленным соответствующим стандартом или техническими условиями, или другим документом. Причем на этот документ должна быть приведена ссылка, например, в виде указания сортамента материала в графе 3 основной надписи чертежа по ГОСТ 2.104-68.

Рисунок 5.2 - Обозначение шероховатости поверхности без указания способа обработки

Рисунок 5.3 - Обозначение шероховатости поверхности, при образовании которой обязательно удаление слоя материала

Рисунок 5.4 - Обозначение шероховатости поверхности,  образование которой осуществляется без удаления слоя материала

Значение параметра шероховатости по ГОСТ 2789-73 указывают в обозначении шероховатости после соответствующего символа, например: Rа0,4; Rmax6,3; Sm0,63; t₅₀70; S0,032; Rz50.

При указании наибольшего значения параметра шероховатости в обозначении приводят параметр шероховатости без предельных отклонений, например:  или .

При указании наименьшего значения параметра шероховатости после обозначения параметра следует указывать «min», например:  или .

При указании диапазона значений параметра шероховатости поверхности в обозначении шероховатости приводят пределы значений параметра, размещая их в две строки, например:

Ra    0,8    ;     Rz    0,10    ;     Rmax    0,80    ;     t₅₀    70    
       0,4                  0,05                      0,32                   50    и т.п.

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 по ГОСТ 2789-73, например:

Ra 1 ^{+ 20 %}; Rz 100 _{–10 %} ; Sm 0,63 ^{+20 %}; t50 70 ± 40 % и т. п.

При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке (см. таблицу 6.1):

Таблица 6.1 - Обозначение шероховатости поверхности

параметр высоты неровностей профиля, параметр шага неровностей профиля, относительная опорная длина профиля.

При нормировании требований к шероховатости поверхности параметрами Ra, Rz, Rmax базовую длину в обозначении шероховатости не приводят, если она соответствует указанной в приложении 1 ГОСТ 2789-73 для выбранного значения параметра шероховатости.

Условные обозначения направления неровностей должны соответствовать приведенным в таблице 6.2. Условные обозначения направления неровностей приводят на чертеже при необходимости.

Таблица 6.2 – Тип направления неровностей, изображение и обозначение

Схематичное изображение	Обозначение

Высота знака условного обозначения направления неровностей должна быть приблизительно равна h. Толщина линий знака должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной лини

Вид обработки поверхности указывают в обозначении шероховатости только в случаях, когда он является единственным, применимым для получения требуемого качества поверхности (рисунок 5.5).

Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхностей с разъяснением его в технических требованиях чертежа по примеру, указанному на рисунке 5.6. В упрощенном обозначении используют знак и строчные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений и, как правило, без пропусков.

Если направления измерения шероховатости должно отличатся от предусмотренного ГОСТом 2789-73, его указывают на чертеже по примеру, приведенному на рисунке 5.7.

Рисунок 5.5 - Пример обозначения шероховатости поверхности

Рисунок 5.6 - Пример упрощенного обозначения шероховатости поверхностей

Рисунок 5.7 - Пример указания направления измерения шероховатости поверхности

5.1.2. Правила нанесения шероховатости поверхностей на чертежах

Обозначения шероховатости поверхностей на изображении изделия располагают на линиях контура, выносных линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках линий-выносок. Допускается при недостатке места располагать обозначения шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях, а также разрывать выносную линию (рисунок 5.8).

На линии невидимого контура допускается наносить обозначение шероховатости только в том случаях, когда от этой линии нанесен размер.

Обозначение шероховатости поверхности, в которых знак имеет полку, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рисунках 5.9 и 5.10.

Обозначения шероховатости поверхности, в которых знак не имеет полки, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рисунке 5.11.

Примечание: При расположении поверхности в заштрихованной зоне (рис.5.9, 5.10, 5.11), обозначение наносят только на полке-выноске.

При обозначении изделия с разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения, по возможности ближе к месту указания размеров (рисунок 5.12).

При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей изделия обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу чертежа и на изображении не наносят (рисунок 5.13). Размеры и толщина линий знака в обозначении шероховатости, вынесенном в правый верхний угол чертежа, должны быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем на обозначениях, нанесенных на изображении.

Рисунок 5.8 – Примеры расположения обозначения шероховатости

Рисунок 5.9 - Обозначение шероховатости поверхности знаком с полкой относительно основной надписи

Рисунок 5.10 - Обозначение шероховатости поверхности знаком с полкой относительно основной надписи

Рисунок 5.11 - Обозначение шероховатости поверхности знаком без полки относительно основной надписи

Рисунок 5.12 - Пример обозначения шероховатости поверхности

Рисунок 5.13. - Указание шероховатости, одинаковой для всех поверхностей изделия

Обозначение шероховатости, одинаковой для части поверхностей изделия, может быть помещено в правом верхнем углу чертежа (рисунок 5.14, рисунок 5.15) вместе с условным обозначением . Это означает, что все поверхности, на которых на изображении не нанесены обозначения шероховатости или знак , должны иметь шероховатость, указанную перед условным обозначением.

Размеры знака, взятого в скобки, должны быть одинаковыми с размерами знаков, нанесенных на изображении.

Примечание: Не допускается обозначение шероховатости или знак выносить в правый верхний угол чертежа при наличии в изделии поверхностей, шероховатость которых не нормируется.

Обозначение шероховатости поверхностей повторяющихся элементов изделия (отверстий, пазов, зубьев и т. п.), количество которых указанно на чертеже, а также обозначение шероховатости одной и той же поверхности наносят один раз, независимо от числа изображений.

Рисунок 5.14 - Указание шероховатости одинаковой для части поверхностей изделия

Рисунок 5.15 - Указание шероховатости, когда большая часть поверхностей не обрабатывается по данному чертежу

Обозначение шероховатости симметрично расположенных элементов симметричных изделий наносят один раз.

Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначения шероховатости (рисунок 5.16). Через заштрихованную зону линию границы между участками не проводят (рисунок 5.17).

Рисунок 5.16 - Пример обозначения различной шероховатости на одной поверхности

Рисунок 5.17 - Пример обозначения различной шероховатости на одной поверхности

Обозначение шероховатости рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес, эвольвентных шлицев и т. п., если на чертеже не приведен их профиль, условно наносят на линии делительной поверхности, а для глобоидных червяков и сопряженных для них колес – на линии расчетной окружности (рисунок 5.18).

Рисунок 5.18 - Примеры обозначения шероховатости рабочих поверхностей зубьев

Обозначение шероховатости поверхности профиля резьбы наносят по общим правилам при изображении профиля (рисунок 5.19) или условно на выносной линии для указания размера резьбы (рисунки 5.20, 5.21, 5.22, 5.23) на размерной линии или на ее продолжении (рисунок 5.24).

Рисунок 5.19 - Обозначение шероховатости профиля резьбы

Рисунок 5.20 - Пример обозначения шероховатости наружной резьбы

Рисунок 5.21 - Пример обозначения шероховатости наружной резьбы

Рисунок 5.22 - Пример обозначения шероховатости внутренней резьбы

Рисунок 5.23 - Пример обозначения шероховатости внутренней конической резьбы

Рисунок 5.24 - Пример обозначения шероховатости внутренней резьбы

Если шероховатость поверхностей, образующих контур, должна быть одинаковой, обозначение шероховатости наносят один раз в соответствии с рисунком 5.25. Диаметр вспомогательного знака ○ - 4…5 мм.

Рисунок 5.25 - Обозначение одинаковой шероховатости поверхностей, образующих замкнутый контур

В обозначении одинаковой шероховатости поверхностей, плавно переходящих одна в другую, знак ○ не приводят (рисунок 5.26).

Обозначение одинаковой шероховатости поверхности сложной конфигурации допускается приводить в технических требованиях чертежа со ссылкой на буквенное обозначение поверхности, например: «шероховатость поверхности ». При этом буквенное обозначение поверхности наносят на полке линии-выноски, проведенной от утолщенной штрих пунктирной линии, которой обводят поверхность на расстоянии 0,8…1 мм от линии контура (рисунок 5.27).

Рисунок 5.26 - Пример обозначения шероховатости поверхностей, плавно переходящих одна в другую

Рисунок 5.27 - Пример обозначения поверхности сложной формы, имеющей одинаковую шероховатость