Думи на редактора: Грапавостта на повърхността Ra е символ, който често използваме, когато работим с машини. По същество това е наш стар приятел. Без него рисунката вероятно би била безполезна. Това е такъв символ, с който се сблъскваме всеки ден. Знаете ли защо се използват 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 вместо други числа? Вярвам, че приятелите в общността също са имали това объркване, когато са го учили и използвали, но не са проучили отговора в детайли. Всичко започва със страхотна математика. Сега нека ви разкажа по-подробно.
Всичко идва от великата приоритетна номерационна система!
Френският инженер Рено видял, че телените въжета на балоните с горещ въздух имат различни спецификации, така че измислил начин. Той повдигна 10 на пета степен и получи число 1,6. След това той умножи числата, за да получи следните пет приоритетни числа:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Това е геометрична последователност и последното число е 1,6 пъти по-голямо от предишното число. След това има само 5 вида телени въжета под 10 и има само 5 вида телени въжета от 10 до 100, а именно 10, 16, 25, 40 и 63.
Този метод на деление обаче беше твърде рядък, така че г-н Лей продължи усилията си и повдигна 10 на 10-та степен и получи числовата система с приоритет R10, както следва:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Общото съотношение е 1,25, така че има само 10 вида стоманени въжета в рамките на 10 и има само 10 вида телени въжета между 10 и 100, което е по-разумно. По това време някой трябва да е казал, че в тази последователност първите числа не изглеждат много различни, като 1,0 и 1,25. Разлика почти няма. Обикновено закръглявам нагоре, но разликата между 6,3 и 8,0 е голяма. Това разумно ли е?
Разумно или не, нека направим аналогия. Например естествените числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 изглеждат много гладки. Използваме тази последователност, за да изплащаме заплати, като даваме 1,000 на Джан Сан и 2,000 на Ли Си. И двамата са убедени. Има внезапна инфлация. Дайте на Джан Сан 8,000 и Ли Си 9,000. В миналото заплатата на Ли Си е била два пъти по-висока от тази на Джан Сан, но сега е 1,12 пъти. Мислиш ли, че Ли Си ще има желание? Той е супервайзър и даването на 16, 000 не е достатъчно. Джан Сан няма да се оплаче, че надзорникът има 8,000 повече от него.
Има два начина за сравняване на нещата в природата, а именно "относително" и "абсолютно"! Приоритетната бройна система е относителна.
Някои хора казват, че продуктовите му спецификации са 10 тона, 20 тона, 30 тона и 40 тона. Сега изглежда неразумно, нали? Ако вземете двойно, трябва да бъде 10 тона, 20 тона, 40 тона, 80 тона, или да запазите главата и опашката, също трябва да бъде 10 тона, 16 тона, 25 тона, 40 тона, общото съотношение е 1,6.
Това е "стандартизация". Често виждам хора да говорят за "стандартизация" във форумите. Всъщност това, за което говорят са "стандартни части". Това, което правят, е просто да сортират стандартните части на цялата машина, което се нарича стандартизация. Всъщност не е така. . За истинска стандартизация трябва да сериализирате всички параметри на вашия продукт според приоритетната номерна система и след това да сериализирате функционалните параметри и размери на всички компоненти, като използвате приоритетната номерна система.
Естествените числа са безкрайни, но в очите на механичните дизайнери има само 10 числа в света, които са числата с приоритет R10. Освен това, когато тези 10 числа се умножат, разделят, повдигнат и повдигнат на квадрат, резултатът все още е сред тези 10 числа. Колко изумително! Когато проектирате и не знаете какъв размер да изберете, просто изберете от тези 10 числа. Колко е 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 приоритетни номера, като 4 и 2, имат съответно серийни номера N24 и N12. Когато се умножат и се съберат поредните им номера, резултатът е равен на N36 или 8; при разделяне поредните номера се изваждат и резултатът е равен на N12 или 2. ; За куба от 2 умножете серийния му номер N12 по 3, за да получите N36, което е 8; за корен квадратен от 4, разделете неговия пореден номер N24 на 2, за да получите N12, което е 2. Какво ще стане, ако намерим четвъртата степен на 2? N12*{{20}}N48, тук няма никой, какво да правя? В горния списък няма предишен номер, който е 10. Серийният му номер е N40. Ако серийният номер е по-голям от 40, погледнете само частта, по-голяма от 40. Например, за N48, погледнете N8, което е 1,6, и след това го умножете по 10, за да получите 16. . Ако серийният номер е N88, погледнете N8, за да получите 1,6, след това го умножете по 100, за да получите 160, защото серийният номер от 100 е N80, серийният номер от 1000 е N120 и така нататък за механичен дизайн, това е достатъчно да използвате тези 20 числа цял живот. Но понякога е необходимо да се използва номерната система R40. По-пълна е с 40 номера. Ако не е достатъчно, има и серия R80. Знам наизуст бройната система R40 и дори нямам нужда от калкулатор за общи изчисления. Просто казано, изчислете устойчивостта на усукване на 40-диаметър 45 стомана. Коефициентът на усукване е 0,5*π*R^3. Напрежението при усукване е половината от границата на провлачване от 360, което е 180MPa. Пи е 3,15. Използвайте лявата и дясната си ръка, за да щипнете десетичната запетая и изчислете мислено събирането и изваждането на серийните числа. Излез след малко. Някой каза ли, че не добавяте коефициент на безопасност? Кажете ми 1.25, 1.5 или 2 да избера? Хехе.
Златното сечение е 0.618, което е 1,618, а тук също има 1,6.
Последователността на корен квадратен е корен квадратен 1, корен квадратен 2, корен квадратен 3. Лесно е да се намери, нали? (Серийният номер на 3 е N19)
Какво е π на квадрат? равно на 10. Удобно ли е, когато изчислите, че притискателният прът е стабилен?
Коефициентът на усукване на кръгъл прът е около 0.1*D^3. Сега можете да изчислите устно коефициента на усукване, нали?
Защо големият винт скочи директно от M36 на M40?
Защо предавателното отношение на предавките е 6,3 или 7,1?
Защо каналната стомана има 12,6 габарит, който рядко се среща на пазара?
Защо се обадиха от аутсорсинг фабриката и казаха, че няма 140 квадратни тръби, а има 120 и 160? Тъй като номерната система R5 има предимство пред номерната система R20.
Защо параметрите на стандартните части имат първа последователност и втора последователност? Най-общо казано, първата последователност е последователността R5.
Защо списъкът с отвори за винтове на Inventor има M11.2? Сега знаете, че това не е измислено число, нали?
снимка
Има също дебелина на стоманената плоча, профил на стоманен модел, зъбен модул, всички стандартни части, функционални параметри, размерни параметри, таблици със стандартни толеранси за всички проби на индустриални продукти и т.н., и т.н., техният произход бавно става ясен в сърцата ни в този момент момент. . Може да се каже, че разбрахме половината от ръководството за механично проектиране, както и онези индустриални продукти, които все още не са произведени.
След това, когато проектираме продукт, можем да проектираме серия едновременно, вместо да извършваме така наречената "стандартизация" след завършване на дизайна; освен това, ако продуктът е предназначен да бъде сериализиран, тогава можем дори да го проектираме според действителните условия на работа. Проектирайте продукта, без да знаете много за него, защото системата с приоритетни номера вече включва всички модели.
Приложенията на системата с приоритетни номера, изброени по-горе, могат да бъдат описани като капка в морето и има безкрайни приложения, които чакат да се развием.
Сега, след като разбираме произхода на стойността на грапавостта на повърхността, нека да разгледаме знанието за грапавостта на повърхността!
1. Концепцията за грапавостта на повърхността
Грапавостта на повърхността се отнася до неравностите на обработената повърхност с малко разстояние и малки върхове и вдлъбнатини. Разстоянието (разстоянието на вълната) между двата гребена на вълната или двете падини на вълната е много малко (по-малко от 1 mm), което е микроскопична геометрична грешка на формата.
Конкретно се отнася до височината и разстоянието S на малки върхове и долини. Обикновено се разделя на S точки:
S
1 По-малко или равно на S По-малко или равно на 10 mm е вълнообразност
S>10 mm е форма f
2. VDI3400, Ra, Rmax таблица за сравнение
Националните стандарти предвиждат, че три показателя обикновено се използват за оценка на грапавостта на повърхността (единица: μm): средното аритметично отклонение Ra на профила, средната височина на неравностите Rz и максималната височина Ry. Индикаторът Ra често се използва в действителното производство. Максималното микроскопично отклонение на височината Ry на контура обикновено се изразява чрез символа Rmax в Япония и други страни, а индикаторът VDI обикновено се използва в Европа и Съединените щати. Следва таблица за сравнение на VDI3400, Ra и Rmax.
снимка
VDI3400, Ra, Rmax сравнителна таблица
снимка
3. Фактори, причиняващи грапавост на повърхността
Грапавостта на повърхността обикновено се причинява от използвания метод на обработка и други фактори, като триенето между инструмента и повърхността на детайла по време на процеса на обработка, пластичната деформация на повърхностния метал по време на отделяне на стружките и високочестотни вибрации в процесната система , разрядни ями при електрическа обработка и др. Поради различните методи на обработка и материалите на детайла, дълбочината, плътността, формата и текстурата на следите, оставени върху обработената повърхност, са различни.
4. Основните ефекти от грапавостта на повърхността върху частите
Влияят на устойчивостта на износване. Колкото по-груба е повърхността, толкова по-малка е ефективната контактна площ между свързващите се повърхности, толкова по-голям е натискът, толкова по-голяма е устойчивостта на триене и толкова по-бързо е износването.
Влияе върху стабилността на прилягането. За хлабини, колкото по-грапава е повърхността, толкова по-лесно се износва, което води до постепенно увеличаване на празнината по време на работа; за интерференционни съвпадения действителната ефективна интерференция е намалена поради сплескването на микроскопичните изпъкнали пикове по време на монтажа. силата на връзката.
Влияе на якостта на умора. Има големи вдлъбнатини по повърхността на грапавите части, които, подобно на острите ъгли и пукнатини, са чувствителни към концентрацията на напрежение, като по този начин влияят на якостта на умора на детайла.
Влияе на устойчивостта на корозия. Повърхностите на грапавите части могат лесно да позволят на корозивните газове или течности да проникнат във вътрешния метален слой през микроскопични вдлъбнатини на повърхността, причинявайки повърхностна корозия.
Влияят на запечатването. Грапавите повърхности не могат да прилягат плътно една към друга и през пролуките между контактните повърхности изтича газ или течност.
Влияе върху твърдостта на контакта. Контактната твърдост е способността на повърхността на съединението на частите да устои на контактна деформация под действието на външни сили. Твърдината на една машина зависи до голяма степен от твърдостта на контакта между различните части.
повлияе на точността на измерване. Грапавостта на повърхността на измерената повърхност на детайла и на измервателната повърхност на измервателния инструмент ще повлияе пряко на точността на измерването, особено при прецизно измерване.
В допълнение, грапавостта на повърхността ще има различна степен на въздействие върху покритието на частите, топлопроводимостта и контактното съпротивление, отразяващата способност и радиационните характеристики, устойчивостта на течен и газов поток и потока на повърхностния ток на проводника.
5. Основа за оценка на грапавостта на повърхността
1. Дължина на вземане на проби
Дължината на вземане на проби L е дължината на еталонната линия, определена за оценка на грапавостта на повърхността. Дължината, която може да отразява характеристиките на грапавостта на повърхността, трябва да бъде избрана въз основа на действителното формиране на повърхността и характеристиките на текстурата на детайла. Дължината на вземане на проби трябва да се измерва въз основа на общата посока на действителния повърхностен профил. Дължината на вземане на проби е определена и избрана, за да се ограничат и намалят ефектите от вълнообразността на повърхността и грешките във формата върху резултатите от измерването на грапавостта на повърхността. Често използвани опции за измерватели на грапавост са: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
снимка
2. Дължина на оценката
Дължината за оценка е дължината, необходима за оценка на профила, която може да включва една или няколко дължини на вземане на проби. Тъй като грапавостта на повърхността на различни части от повърхността на детайла не е непременно еднаква, една дължина на вземане на проби често не може разумно да отразява определена характеристика на грапавостта на повърхността. Следователно, трябва да се вземат няколко дължини на проби от повърхността, за да се оцени грапавостта на повърхността. Дължината за оценка обикновено включва 1 до 5 дължини на вземане на проби L. Когато дължината на вземане на проби е 0.8 и дължината на оценка е 5L, 5X0.8=4 mm
3. Базово ниво
Референтната линия е централната линия на контура, използвана за оценка на параметрите на грапавостта на повърхността. Има два типа базови линии: средна линия на контура на най-малките квадрати: в рамките на дължината на извадката сумата от квадратите на отместванията на контура на всяка точка от контурната линия е най-малката и има геометрична форма на контура. Средноаритметична централна линия на контура: В рамките на дължината на вземане на проби площите на контурите от двете страни на централната линия са равни. Теоретично централната линия на най-малките квадрати е идеалната базова линия, но е трудно да се получи в практически приложения. Следователно вместо това обикновено се използва средната аритметична централна линия на контура, а по време на измерването може да се използва права линия с приблизителна позиция.
4. Измервателен ход
Ходът на измерване се отнася до разстоянието на движение на сензорния стилус върху действителния детайл. Ходът на измерване обикновено е изчислителната връзка на дължината за оценка плюс 2 дължини на вземане на проби: например, когато дължината на измерване е избрана като 5L, дължината на вземане на проби L е 0.8 mm, ходът на измерване е 5L{{5 }}L=7L, а ходът на измерване е 7X0.8=5.6 mm. Знайте това Много важно, разстоянието, изминато върху детайла, може да бъде изчислено. Това определя размера на контактната повърхност на най-малкия детайл, измерен от потребителя.
6. Параметри за оценка на грапавостта на повърхността
1. Височинни характерни параметри
Ra средно аритметично отклонение на контура: средноаритметичната стойност на отличните стойности на отклонението на контура в рамките на дължината на вземане на проби (lr). При реално измерване, колкото по-голям е броят на измервателните точки, толкова по-точен е Ra.
Изображение] [изображение
Rz Максимална височина на профила: Разстоянието между пиковата линия и долната линия на долината.
Ra е предпочитан в рамките на често използвания диапазон от амплитудни параметри. Преди 2006 г. в националния стандарт имаше друг параметър за оценка: „Десетточковата височина на микроскопичните неравности“, която се представя с Rz, а максималната височина на контура е представена с Ry. След 2006 г. десетточковата височина на микроскопичните неравности беше отменена в националния стандарт и беше приета. Rz представлява максималната височина на профила.
снимка
2. Характеристики на разстоянието
Rsm Средна ширина на контурните клетки. Средното разстояние между микроскопичните неравности в профила в рамките на дължината на вземане на проби. Разстоянието между микронеравностите се отнася до дължината на върха на контура и съседната контурна вдлъбнатина на централната линия. За една и съща стойност на Ra, стойността на Rsm не е непременно същата, така че отразената текстура ще бъде различна. Повърхностите, които оценяват текстурата, обикновено се фокусират върху двата индикатора Ra и Rsm.
снимка
Параметърът на характеристиката на формата Rmr се изразява чрез съотношението на дължината на опората на профила, което е съотношението на дължината на опората на профила към дължината на вземане на проби. Дължината на опората на контура е сумата от дължините на участъците, получени чрез пресичане на контура с права линия, успоредна на централната линия и разстояние c от линията на пика на контура в рамките на дължината на вземане на проби.
7. Метод за измерване на грапавостта на повърхността
1. Сравнителен метод
Използва се за измервания на място в работилници, често се използва за измервания на средни или груби повърхности. Методът е да се определи стойността на грапавостта на измерената повърхност чрез сравняването й с проба за грапавост, маркирана с определена стойност.
2. Стилус метод
Грапавостта на повърхността използва диамантен стилус с радиус на кривината на върха около 2 микрона, за да се плъзга бавно по измерваната повърхност. Преместването нагоре и надолу на диамантения стилус се преобразува в електрически сигнал от електрически сензор за дължина. След усилване, филтриране и изчисляване, това се показва от дисплей. За да се получи стойността на грапавостта на повърхността, може да се използва записващо устройство за записване на профилната крива на измерената секция. Обикновено измервателните уреди, които могат да показват само стойности на грапавостта на повърхността, се наричат инструменти за измерване на грапавостта на повърхността, докато тези, които могат да записват криви на профила на повърхността, се наричат измерватели на профила на грапавостта на повърхността. И двата измервателни уреда имат електронни изчислителни схеми или компютри, които могат автоматично да изчислят средноаритметичното отклонение на профила Ra, десетточковата височина на микронеравностите Rz, максималната височина на профила Ry и други различни параметри за оценка. Те имат висока ефективност на измерване и са приложими за измерване на повърхностна грапавост Ra от 0.025 ~ 6,3 микрона.
3. Метод на леки секции
Светлинната лента, образувана след преминаването на светлината през процепа, се проектира върху измерената повърхност, а грапавостта на повърхността се измерва въз основа на контурната крива, образувана от нейното пресичане с измерената повърхност (Фигура 3). След като светлината, излъчена от светлинния източник, премине през кондензатора, процепа и лещата на обектива 1, процепът се проектира върху измерваната повърхност под ъгъл на наклон от 45 градуса, за да образува профилна фигура на напречното сечение на измерената повърхност, която е след това се усилва и проектира върху измерваната повърхност през обектива 2. върху мерната мрежа. Използвайте окуляра на микрометъра и барабана за четене, за да прочетете първо стойността h и след това да я изчислите.
