Editörün sözleri: Yüzey pürüzlülüğü Ra, makinelerde çalışırken sıklıkla kullandığımız bir semboldür. Temelde eski bir dostumuzdur. O olmasaydı çizim muhtemelen işe yaramaz olurdu. Her gün uğraştığımız bir sembol. Diğer sayılar yerine neden 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 kullanıldığını biliyor musunuz? Sanırım topluluktaki arkadaşların da öğrenirken ve kullanırken bu kafa karışıklığını yaşadıklarını ancak cevabı detaylı olarak incelemediklerini düşünüyorum. Her şey harika bir matematikle başlar. Şimdi size detaylı olarak anlatayım.
Her şey büyük öncelik numarası sisteminden geliyor!
Fransız mühendis Renault, sıcak hava balonlarının üzerindeki tel halatların çeşitli özelliklere sahip olduğunu görünce bir yol düşündü. 10'un beşinci üssünü çıkardı ve 1,6 sayısını aldı. Daha sonra aşağıdaki beş öncelik numarasını elde etmek için sayıları çarptı:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Bu geometrik bir dizidir ve son sayı bir önceki sayının 1,6 katıdır. O zaman 10'un altında sadece 5 çeşit tel halat vardır ve 10'dan 100'e kadar sadece 5 çeşit tel halat vardır, yani 10, 16, 25, 40 ve 63.
Ancak bu bölme yöntemi çok seyrek olduğundan Bay Lei çabalarına devam ederek 10'un 10'uncu kuvvetini çıkardı ve aşağıdaki gibi R10 öncelik numarası sistemini elde etti:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Ortak oran 1,25'tir, yani 10 içinde yalnızca 10 tür çelik tel halat vardır ve 10 ile 100 arasında yalnızca 10 tür tel halat vardır ki bu daha makuldür. Bu sırada birileri bu sıralamada ilk sayıların 1,0 ile 1,25 gibi çok da farklı görünmediğini söylemiş olmalı. Neredeyse hiç fark yok. Genelde yuvarlarım ama 6,3 ile 8,0 arasındaki fark çok büyük. Bu makul mü?
Makul olsun ya da olmasın, bir benzetme yapalım. Örneğin 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 doğal sayıları çok düzgün görünür. Zhang San'a 1,000 ve Li Si'ye 2,000 vererek ücretleri ödemek için bu sırayı kullanırız. İkisi de ikna oldu. Ani enflasyon var. Zhang San'a 8000 ve Li Si 9000'yu ver. Geçmişte Li Si'nin maaşı Zhang San'ın maaşının iki katıydı, ancak şimdi 1,12 katı. Li Si'nin istekli olacağını düşünüyor musun? Kendisi amirdir ve ona 16000 vermek yeterli değildir. Zhang San, amirin kendisinden 8000 daha fazlasına sahip olduğundan şikayet etmeyecektir.
Doğadaki şeyleri karşılaştırmanın iki yolu vardır: "göreceli" ve "mutlak"! Öncelik numarası sistemi görecelidir.
Bazıları ürün spesifikasyonlarının 10 ton, 20 ton, 30 ton ve 40 ton olduğunu söylüyor. Şimdi mantıksız görünüyor, değil mi? İkili alırsanız 10 ton, 20 ton, 40 ton, 80 ton olmalı veya baş ve kuyruğu da tutsanız 10 ton, 16 ton, 25 ton, 40 ton olmalı, ortak oran 1,6.
Bu "standartlaştırma"dır. Forumlarda sıklıkla "standartlaştırma" hakkında konuşan insanları görüyorum. Aslında "standart parçalardan" bahsediyorlar. Yaptıkları şey, standardizasyon adı verilen tüm makinenin standart parçalarını ayırmaktır. Aslında durum böyle değil. . Gerçek standardizasyon için ürününüzün tüm parametrelerini öncelik numara sistemine göre serileştirmeniz, ardından öncelik numara sistemini kullanarak tüm bileşenlerin işlevsel parametrelerini ve boyutlarını serileştirmeniz gerekir.
Doğal sayılar sonsuzdur ancak mekanik tasarımcıların gözünde dünyada sadece 10 adet R10 öncelik numarası vardır. Üstelik bu 10 sayı çarpıldığında, bölündüğünde, büyütüldüğünde ve karesi alındığında sonuç yine bu 10 sayının arasında olur. Ne harika! Tasarım yaparken hangi boyutu seçeceğinizi bilmiyorsanız bu 10 rakamdan birini seçmeniz yeterli. Ne kadar kullanışlı!
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
4 ve 2 gibi iki öncelik numarası sırasıyla N24 ve N12 seri numaralarına sahiptir. Bunlar çarpılıp seri numaraları toplandığında sonuç N36 veya 8'e eşit olur; bölündüğünde seri numaraları çıkarılır ve sonuç N12 veya 2'ye eşit olur. ; 2'nin küpü için seri numarası N12'yi 3 ile çarparak N36'yı (8) elde edin; 4'ün karekökü için seri numarasını N24'ü 2'ye bölerek N12'yi (2) elde ederiz. Peki ya 2'nin dördüncü kuvvetini bulursak? N12*{{20}}N48, burada kimse yok, ne yapmalıyım? Yukarıdaki listede 10 olan bir önceki numara bulunmamaktadır. Seri numarası N40'tır. Seri numarası 40'tan büyükse sadece 40'tan büyük olan kısma bakın. Örneğin N48 için 1,6 olan N8'e bakın ve bunu 10 ile çarparak 16 elde edin. Seri numarası N88 ise N8'e bakıp 1,6 elde edin, sonra 100 ile çarparak 160 elde edin, çünkü 100'ün seri numarası N80, 1000'in seri numarası N120 vb. mekanik tasarım için yeterlidir. Bu 20 numarayı ömür boyu kullanmak. Ancak bazen R40 sayı sistemini kullanmak gerekebilir. 40 sayıyla daha eksiksizdir. Yetmiyorsa R80 serisi de var. R40 sayı sistemini ezbere biliyorum ve genel hesaplamalar için hesap makinesine bile ihtiyacım yok. Basitçe söylemek gerekirse, 40-çapı 45 olan çeliğin burulma direncini hesaplayın. Burulma katsayısı 0,5*π*R^3'tür. Burulma gerilimi, 180MPa olan 360 akma noktasının yarısı kadardır. Pi sayısı 3,15'tir. Ondalık noktayı sıkıştırmak için sol ve sağ ellerinizi kullanın ve seri numaralarının eklenmesini ve çıkarılmasını zihinsel olarak hesaplayın. Birazdan dışarı çık. Güvenlik faktörü eklemediğinizi söyleyen oldu mu? Söyle bana, 1.25'i mi, 1.5'i mi yoksa 2'yi mi seçmeliyim? hehe.
Altın bölüm 0.618 yani 1.618'dir ve burada da 1.6 vardır.
Karekök dizisi karekök 1, karekök 2, karekök 3'tür. Bulmak kolaydır, değil mi? (3’ün seri numarası N19’dur)
π kare nedir? 10'a eşit. Baskı çubuğunun stabil olduğunu hesaplamak uygun mu?
Yuvarlak bir çubuğun burulma katsayısı yaklaşık 0.1*D^3'tür. Artık burulma katsayısını sözlü olarak hesaplayabilirsiniz, değil mi?
Büyük vida neden doğrudan M36'dan M40'a atladı?
Dişli aktarım oranı neden 6,3 veya 7,1'dir?
Kanal çeliğinin neden piyasada nadiren görülen 12,6 kalibresi var?
Dış kaynak kullanan fabrika neden arayıp 140 adet kare tüp olmadığını, ancak 120 ve 160 adet olduğunu söyledi? Çünkü R5 sayı sistemi R20 sayı sistemine göre önceliklidir.
Standart parçaların parametrelerinin neden bir birinci sırası, bir de ikinci sırası var? Genel olarak konuşursak, ilk dizi R5 dizisidir.
Inventor'ın vida deliği listesinde neden M11.2 var? Artık bunun uydurma bir numara olmadığını biliyorsun, değil mi?
resim
Ayrıca tüm endüstriyel ürün numunelerinde çelik levha kalınlığı, kesit çelik modeli, dişli modülü, tüm standart parçalar, fonksiyonel parametreler, boyutsal parametreler, standart tolerans tabloları vb. var, bunların kökenleri yavaş yavaş kalbimizde netleşiyor. an. . Henüz yapılmamış endüstriyel ürünlerin yanı sıra mekanik tasarım kılavuzunun yarısını anladığımız söylenebilir.
Daha sonra bir ürün tasarladığımızda, tasarım tamamlandıktan sonra "standartlaştırma" denilen işlemi yapmak yerine, aynı anda bir seri tasarlayabiliyoruz; Ayrıca ürünün serileştirilmesi gerekiyorsa, onu gerçek çalışma koşullarına göre bile tasarlayabiliyoruz. Ürünü fazla bir şey bilmeden tasarlayın çünkü öncelik numarası sistemi zaten tüm modelleri kapsıyor.
Yukarıda sıraladığımız öncelik numara sisteminin uygulamaları okyanusta bir damla olarak nitelendirilebilir ve kendimizi geliştirmemizi bekleyen sayısız uygulama bulunmaktadır.
Artık yüzey pürüzlülük değerinin kökenini anladığımıza göre, yüzey pürüzlülüğü bilgisine bir göz atalım!
1. Yüzey pürüzlülüğü kavramı
Yüzey pürüzlülüğü, işlenmiş yüzeyin küçük aralıklar ve küçük tepeler ve vadiler içeren düzgünsüzlüğünü ifade eder. İki dalga tepesi veya iki dalga çukuru arasındaki mesafe (dalga mesafesi) çok küçüktür (1 mm'den az), bu da mikroskobik geometrik şekil hatasıdır.
Özellikle küçük tepe ve vadilerin yüksekliğini ve aralıklarını (S) ifade eder. Genellikle S noktalarına bölünmüştür:
S
1 S'den küçük veya eşit 10 mm'den küçük veya eşit, dalgalılıktır
S>10mm f şeklidir
2. VDI3400, Ra, Rmax karşılaştırma tablosu
Ulusal standartlar, yüzey pürüzlülüğünü (birim: μm) değerlendirmek için yaygın olarak üç göstergenin kullanıldığını şart koşar: profilin ortalama aritmetik sapması Ra, düzgünsüzlüğün ortalama yüksekliği Rz ve maksimum yükseklik Ry. Ra göstergesi genellikle gerçek üretimde kullanılır. Konturun maksimum mikroskobik yükseklik sapması Ry, Japonya'da ve diğer ülkelerde yaygın olarak Rmax sembolü ile ifade edilir ve VDI göstergesi, Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın olarak kullanılır. Aşağıda VDI3400, Ra ve Rmax'ın karşılaştırma tablosu bulunmaktadır.
resim
VDI3400, Ra, Rmax karşılaştırma tablosu
resim
3. Yüzey pürüzlülüğüne neden olan faktörler
Yüzey pürüzlülüğü genellikle kullanılan işleme yönteminden ve işleme işlemi sırasında takım ile parça yüzeyi arasındaki sürtünme, talaş ayrılması sırasında yüzey metalinin plastik deformasyonu ve işlem sistemindeki yüksek frekanslı titreşim gibi diğer faktörlerden kaynaklanır. , elektrikli işleme boşaltma çukurları vb. Farklı işleme yöntemleri ve iş parçası malzemeleri nedeniyle işlenen yüzeyde kalan izlerin derinliği, yoğunluğu, şekli ve dokusu farklıdır.
4. Yüzey pürüzlülüğünün parçalar üzerindeki ana etkileri
Aşınma direncini etkiler. Yüzey ne kadar pürüzlü olursa, eşleşen yüzeyler arasındaki etkili temas alanı o kadar küçük olur, basınç o kadar büyük olur, sürtünme direnci o kadar büyük olur ve aşınma o kadar hızlı olur.
Uyumun stabilitesini etkiler. Boşluklu uyumlarda, yüzey ne kadar pürüzlü olursa aşınması da o kadar kolay olur, bu da çalışma sırasında boşluğun kademeli olarak artmasına neden olur; Girişimli uyumlarda, montaj sırasında mikroskobik dışbükey tepe noktalarının düzleşmesi nedeniyle gerçek etkili girişim azaltılır. bağlantı gücü.
Yorulma mukavemetini etkiler. Pürüzlü parçaların yüzeyinde keskin köşeler ve çatlaklar gibi gerilim konsantrasyonuna duyarlı olan ve dolayısıyla parçanın yorulma mukavemetini etkileyen büyük oluklar vardır.
Korozyon direncini etkiler. Pürüzlü parça yüzeyleri, aşındırıcı gazların veya sıvıların yüzeydeki mikroskobik vadilerden iç metal katmana kolayca nüfuz etmesine izin vererek yüzey korozyonuna neden olabilir.
Sızdırmazlığı etkiler. Pürüzlü yüzeyler birbirine sıkı bir şekilde oturamaz ve temas yüzeyleri arasındaki boşluklardan gaz veya sıvı sızar.
Temas sertliğini etkiler. Temas sertliği, parçaların bağlantı yüzeyinin, dış kuvvetlerin etkisi altında temas deformasyonuna direnme yeteneğidir. Bir makinenin sertliği büyük ölçüde çeşitli parçalar arasındaki temasın sertliğine bağlıdır.
ölçüm doğruluğunu etkiler. Parçanın ölçülen yüzeyinin yüzey pürüzlülüğü ve ölçme aletinin ölçme yüzeyi, özellikle hassas ölçümlerde ölçümün doğruluğunu doğrudan etkileyecektir.
Ek olarak yüzey pürüzlülüğü, parçaların kaplaması, termal iletkenliği ve temas direnci, yansıtma yeteneği ve radyasyon performansı, sıvı ve gaz akışına karşı direnç ve iletken yüzey akım akışı üzerinde değişen derecelerde etkiye sahip olacaktır.
5. Yüzey pürüzlülüğü değerlendirmesinin temeli
1. Örnekleme uzunluğu
Numune alma uzunluğu L, yüzey pürüzlülüğünün değerlendirilmesi için belirlenen bir referans çizgisinin uzunluğudur. Yüzey pürüzlülük özelliklerini yansıtabilecek uzunluk, parçanın gerçek yüzey oluşumuna ve doku özelliklerine göre seçilmelidir. Numune alma uzunluğu, gerçek yüzey profilinin genel yönüne göre ölçülmelidir. Örnekleme uzunluğu, yüzey dalgalılığının ve şekil hatalarının yüzey pürüzlülüğü ölçüm sonuçları üzerindeki etkilerini sınırlamak ve azaltmak amacıyla belirlenir ve seçilir. Pürüzlülük ölçerler için yaygın olarak kullanılan seçenekler şunlardır: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
resim
2. Değerlendirme süresi
Değerlendirme uzunluğu, bir veya daha fazla örnekleme uzunluğu içerebilen, profili değerlendirmek için gerekli olan uzunluktur. Parça yüzeyinin çeşitli bölümlerinin yüzey pürüzlülüğü mutlaka tekdüze olmadığından, bir örnekleme uzunluğu çoğu zaman belirli bir yüzey pürüzlülük özelliğini makul bir şekilde yansıtamaz. Bu nedenle yüzey pürüzlülüğünün değerlendirilmesi için yüzeyden çeşitli numune uzunluklarının alınması gerekir. Değerlendirme uzunluğu genellikle 1 ila 5 L örnekleme uzunluğu içerir. Örnekleme uzunluğu 0.8 ve değerlendirme uzunluğu 5L olduğunda, 5X0.8=4mm
3. Temel
Referans çizgisi, yüzey pürüzlülük parametrelerini değerlendirmek için kullanılan kontur merkez çizgisidir. İki tür taban çizgisi vardır: konturun en küçük kareler orta çizgisi: örnekleme uzunluğu dahilinde, kontur çizgisi üzerindeki her noktanın kontur uzaklıklarının karelerinin toplamı en küçüktür ve geometrik bir kontur şekline sahiptir. Konturun aritmetik ortalama merkez çizgisi: Örnekleme uzunluğu içerisinde, merkez çizgisinin her iki tarafındaki konturların alanları eşittir. Teorik olarak en küçük kareler merkez çizgisi ideal temel çizgidir ancak pratik uygulamalarda bunu elde etmek zordur. Bu nedenle, bunun yerine genellikle konturun aritmetik ortalama merkez çizgisi kullanılır ve ölçüm sırasında bunun yerine yaklaşık konumu olan düz bir çizgi kullanılabilir.
4. Ölçme stroku
Ölçüm stroku, sensör kaleminin gerçek iş parçası üzerindeki hareket mesafesini ifade eder. Ölçüm stroku genellikle değerlendirme uzunluğu artı 2 örnekleme uzunluğunun hesaplama ilişkisidir: örneğin, değerlendirme uzunluğu 5L olarak seçildiğinde, örnekleme uzunluğu L 0,8 mm, ölçüm stroku 5L{{5'tir. }}L=7L ve ölçüm vuruşu 7X0.8=5.6 mm'dir. Bunu bilin Çok önemli, iş parçası üzerinde kat edilen mesafe hesaplanabilir. Bu, kullanıcı tarafından ölçülen en küçük iş parçasının temas yüzeyi boyutunu belirler.
6. Yüzey pürüzlülüğü değerlendirme parametreleri
1. Yükseklik karakteristik parametreleri
Ra, konturun aritmetik ortalama sapması: örnekleme uzunluğu (lr) içindeki kontur sapmasının mükemmel değerlerinin aritmetik ortalaması. Gerçek ölçümde, ölçüm noktalarının sayısı arttıkça Ra'nın doğruluğu da artar.
Resim] [resim
Rz Maksimum profil yüksekliği: Tepe çizgisi ile vadi alt çizgisi arasındaki mesafe.
Ra, yaygın olarak kullanılan genlik parametreleri aralığında tercih edilir. 2006'dan önce ulusal standartta başka bir değerlendirme parametresi daha vardı: Rz ile temsil edilen "Mikroskobik düzgünsüzlüğün on nokta yüksekliği" ve konturun maksimum yüksekliği Ry ile temsil ediliyordu. 2006'dan sonra, mikroskobik düzensizliğin on puanlık yüksekliği ulusal standartta iptal edildi ve kabul edildi. Rz profilin maksimum yüksekliğini temsil eder.
resim
2. Aralık karakteristik parametreleri
Rsm Kontur hücrelerinin ortalama genişliği. Örnekleme uzunluğu içindeki profildeki mikroskobik düzensizliklerin ortalama aralığı. Mikro düzensizlik aralığı, merkez çizgideki kontur zirvesinin ve bitişik kontur vadisinin uzunluğunu ifade eder. Aynı Ra değeri için Rsm değerinin mutlaka aynı olması gerekmez, dolayısıyla yansıtılan doku farklı olacaktır. Dokuya değer veren yüzeyler genellikle Ra ve Rsm'nin iki göstergesine odaklanır.
resim
Rmr şekli karakteristik parametresi, profil destek uzunluğunun numune uzunluğuna oranı olan profil destek uzunluğu oranıyla ifade edilir. Kontur destek uzunluğu, konturun merkez çizgiye paralel düz bir çizgiyle kesişmesiyle ve örnekleme uzunluğu dahilinde kontur tepe çizgisinden c mesafesiyle elde edilen bölümlerin uzunluklarının toplamıdır.
7. Yüzey pürüzlülüğü ölçüm yöntemi
1. Karşılaştırmalı yöntem
Atölyelerde yerinde ölçümler için kullanılır, genellikle orta veya pürüzlü yüzeylerde ölçümler için kullanılır. Yöntem, ölçülen yüzeyin pürüzlülük değerini, belirli bir değerle işaretlenmiş bir pürüzlülük numunesi ile karşılaştırarak belirlemektir.
2. Kalem yöntemi
Yüzey pürüzlülüğü, ölçülen yüzey boyunca yavaşça kaymak için yaklaşık 2 mikronluk eğrilik uç yarıçapına sahip bir elmas kalem kullanır. Elmas kalemin yukarı ve aşağı hareketi, elektriksel uzunluk sensörü tarafından elektrik sinyaline dönüştürülür. Amplifikasyon, filtreleme ve hesaplamanın ardından bir görüntüleme cihazıyla gösterilir. Yüzey pürüzlülük değerini elde etmek için ölçülen kesitin profil eğrisini kaydeden bir kayıt cihazı da kullanılabilir. Genel olarak sadece yüzey pürüzlülük değerlerini görüntüleyebilen ölçüm aletlerine yüzey pürüzlülük ölçüm cihazları, yüzey profil eğrilerini kaydedebilen ölçüm aletlerine ise yüzey pürüzlülük profil metreler adı verilmektedir. Her iki ölçüm aracı da, Ra profilinin aritmetik ortalama sapmasını, Rz mikro düzensizliğinin on puanlık yüksekliğini, Ry profilinin maksimum yüksekliğini ve diğer çeşitli değerlendirme parametrelerini otomatik olarak hesaplayabilen elektronik hesaplama devrelerine veya bilgisayarlarına sahiptir. Yüksek ölçüm verimliliğine sahiptirler ve 0.025 ~ 6.3 mikron Ra yüzey pürüzlülüğünü ölçmek için uygulanabilirler.
3. Hafif kesit yöntemi
Işık yarıktan geçtikten sonra oluşan ışık şeridi ölçülen yüzeye yansıtılır ve ölçülen yüzeyle kesişmesiyle oluşan kontur eğrisine göre yüzey pürüzlülüğü ölçülür (Şekil 3). Işık kaynağından yayılan ışık yoğunlaştırıcıdan, yarıktan ve objektif merceğinden (1) geçtikten sonra, yarık ölçülen yüzey üzerine 45 derecelik bir eğim açısıyla yansıtılarak ölçülen yüzeyin kesit profil şekli oluşturulur. daha sonra güçlendirilir ve retikül üzerindeki objektif mercek 2. aracılığıyla ölçülen yüzeye yansıtılır. Önce h değerini okumak ve ardından H değerini hesaplamak için mikrometre göz merceğini ve okuma tamburunu kullanın.
