Наружные поверхности вращения

Ra

v = 21

t_m — относительная опорная длина профиля по средней линии.

Формулы (1) и (2) позволяют определять опорные площади поверхности и сравнивать их без построения опорных кривых, что значи­тельно снижает трудоемкость оценки шерохо­ватости поверхности.

Наибольший практический интерес пред­ставляет начальная часть опорной кривой про­филя, которая описывается формулой t_p = = b = b'e^v (где b и v — параметры аппрокси­мации начальной части опорной кривой про­филя), а также формулой (2). Указанные фор­мулы справедливы в пределах 0 < t_p ^ 0,5. Параметры Ь' и v могут быть определены не­сколькими методами: графически, что требует построения опорной кривой профиля, и анали­тически, например, по зависимостям (3) и (4).

Изучение верхних участков шероховатых поверхностей позволило установить значения параметров b и v, характеризующих началь­ную часть опорных кривых (опорную пло­щадь). Для основных технологических методов обработки они позволяют выполнить ориенти­ровочные расчеты для определения опорной площади шероховатых поверхностей, обрабо­танных резанием.

Опорная площадь может оказаться одина­ковой для нескольких поверхностей, обрабо­танных различными методами. Отличие таких поверхностей устанавливают по геометриче­ским характеристикам отдельных микронеров­ностей: каждому методу обработки соответ­ствует определенный диапазон изменения углов профиля и радиусов закругления высту­пов в зависимости от высоты шероховатости поверхностей.

В преобладающем большинстве случаев радиус Гдр закругления вершин микронеровно­стей в продольном направлении превышает радиус г_п закругления в поперечном направле­нии. Угол р_п профиля микронеровности для поперечного направления больше, чем угол р_Пр для продольного. С уменьшением высоты не­ровностей наблюдается общая тенденция к уменьшению углов профиля и соответствую­щему увеличению радиусов закругления вы­ступов.

Геометрические характеристики микроне­ровностей, высота неровностей, их шаги свя­заны между собой. С уменьшением высоты не­ровностей при каждом методе обработки возрастает соотношение между шагом неров­ностей профиля S и высотой Л max. Для боль­шинства методов механической обработки при средней высоте неровностей поверхностей шаг S_n поперечной шероховатости не превышает 40 R шах (шлифование, точение, строгание, фре­зерование, растачивание стальных и чугунных деталей). Для неровностей меньшей высоты их шаги могут достигать почти 300 R шах. Шаг S_np продольной шероховатости обычно превы­шает шаг поперечной шероховатости. Отно­шение этих величин в большинстве случаев не превышает 15, хотя в отдельных случаях до­стигает 40. Абсолютные значения шага про­дольных неровностей достигают 800 Rmах. Следовательно, чем больше радиусы закругле­ния выступов, тем меньше углы профиля и больше размеры оснований отдельных не­ровностей и их шаг (при определенной высоте, шероховатостей).

Таким образом, за критерий оценки геоме­трии шероховатостей, полученных различны­ми методами обработки, можно принять от­ношение радиуса закругления выступов к высоте неровностей. Значения приведенного радиуса закругления выступов г = |/г_прг_п и от­ношения r/R шах для различных методов обра­ботки резанием даны в табл. 4.

При необходимости получения более точных значений, характеризующих опорную площадь и другие геометрические параметры качества поверхности деталей, обязательно следует учитывать конкретные условия выпол­нения соответствующей технологической опе­рации (материал обрабатываемой детали, по­лучаемую шероховатость при определенных режимах обработки, материал инструмента и т. д.). При этом во многих случаях целесо­образно учитывать технологическую наслед­ственность.

В табл. 5 приведены эмпирические зависи­мости для определения параметров шерохова­тости при различных методах и условиях обработки поверхностей.

волнистость ПОВЕРХНОСТИ

Наличие волн на поверхности приводит к уменьшению опорной площади в 5 —10 раз по сравнению с ровной шероховатой поверх­ностью. Волнистость представляет собой со­вокупность периодически повторяющихся воз­вышений и впадин с взаимным расстоянием, значительно большим, чем у неровностей, образующих шероховатость. Такой подход к разделению шероховатости и волнистости является сложившимся в процессе изучения не­ровностей под влиянием развития техники из­мерений, но весьма условным.

Физически обоснованной, а тем более есте­ственной физической границы между шерохо­ватостью и волнистостью поверхности как со­вокупностью неровностей с шагами, превы­шающими базовую длину, не имеется.

4 Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова, т. 1

ВОЛНИСТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ

По рекомендации СЭВ (PC 3951-73) для оценки волнистости поверхности следует учитывать максимальную высоту волнистости W шах, среднюю высоту волнистости по десяти точкам Wz, вычисляемые аналогично парамет­рам Яшах и Rz шероховатости поверхности, и средний шаг волнистости Sw, определяемой как среднее арифметическое расстояние из пя­ти значений между волнами на пяти равнове­ликих отдельных участках измерений волни­стости (аналогично шагу Sm для шероховато­сти).

Однако оценка волнистости только по ука­занным параметрам в ряде случаев недоста­точна. Более полно следует оценивать волни­стость по тем же параметрам, что и шерохо­ватость: высотным W max, Wa; Wz, W_p, ша­говые Sw, форме неровностей волн rw, их направлению, опорной длине профиля tw.

Волны могут образовываться на детали в двух взаимно перпендикулярных направле­ниях, в связи с чем рекомендуется различать продольную и поперечную воянистость. Если первая обычно возникает в результате вибра­ции технологической системы, то вторая вы­зывается неравномерностью подачи, непра­вильной правкой шлифовального круга, не­равномерностью его износа и т. д.

В любом случае волнистость определяется условиями выполнения технологического про­цесса и метода обработки (табл. 16 и 17).

Сопоставление данных, полученных для различных методов обработки, показывает, что для продольной волнистости имеют место большие значения Wz_nр, Sw_np, ги>_пр, чем для поперечной волнистости. Следовательно, ра­диусы закругления вершин волн различны в продольном и поперечном направлениях, а их форма в общем случае одинакова с фор­мой вершин отдельных микронеровностей. В большинстве случаев высоты отдельных волн различаются незначительно (отклонение в высоте волн достигает 15 — 20%).

ПАРАМЕТРЫ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕ­СКОГО СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ

Пластическую деформацию характеризуют изменением степени пластической деформации по глубине поверхностного слоя (послойная степень деформации) и степенью деформации отдельных зерен. Деформационное упрочнение (наклеп) поверхностного слоя оценивают по глубине А_н и степени наклепа м_н, а интенсив­ность наклепа — по глубине поверхностного слоя — градиентом наклепа м_гр, являющимся важным параметром поверхностного наклепа после окончательной и отделочной обработки поверхностей:

_ц„ = ^Дисх ₁₀₀о_{/о =}

я,