Реферат: Качество обработанной поверхности

эксплуатационные свойства

деталей машин

Как указывалось выше, на эксплуатационные свойства деталей машин существенно влияет шероховатость обработанной поверхности, но не во всех случаях чисто обработанная поверхность является наи­более износоустойчивой, так как удержание смазки на поверхности деталей при различных условиях трения (в зависимости от нагрузки, скорости, материала сопрягаемых деталей и др.) зависит от микро­неровностей поверхностей. Поэтому в зависимости от конкретных усло­вий трения устанавливают оптимальную шероховатость поверхности.

На износоустойчивость поверхности влияют сопротивляемость поверхностного слоя разрушению и макрогеометрические отклонения, т. е. отклонения от геометрической формы, которые приводят к нерав­номерному износу отдельных участков.

Волнистость приводит к увеличению удельного давления, так как трущиеся поверхности соприкасаются с выступами волн; то же проис­ходит и при микронеровностях поверхностей, причем выступы микро­неровностей могут деформироваться — сминаться или даже срезаться при движении одной трущейся поверхности относительно другой.Вершины микронеровностей могут вызывать разрывы масляной пленки, вследствие чего в местах разрывов создается сухое трение.

Во многих случаях прочность деталей машин зависит также от чистоты обработки. Установлено, что наличие рисок, глубоких и ост­рых царапин создает очаги концентрации внутренних напряжений, которые в дальнейшем приводят к разрушению детали. Такими оча­гами могут являться также впадины между гребешками микронеров­ностей. Это не относится к деталям, изготовляемым из чугунов и цвет­ных сплавов, в которых концентрация напряжений возможна в мень­шей степени.

Прочность прессовых соединений также зависит от шероховатости и особенно от высоты микронеровностей; при запрессовке одной детали в другую фактическая величина натяга зависит от шероховатости поверхности и отличается от величины натяга при запрессовке деталей с гладкими поверхностями для тех же диаметров.

От шероховатости поверхности зависит также устойчивость поверх­ности против коррозии. Чем выше класс чистоты поверхности, тем меньше площадь соприкосновения с коррелирующей средой, тем меньше влияние среды. Чем глубже впадины микронеровностей и чем резче они очерчены, тем больше разрушающее действие коррозии, направленное в глубь металла.

5 Методы и средства оценки шероховатости

поверхности

Шероховатость поверхности оценивают двумя основными методами: качественным и количественным.

Качественный метод оценки основан на сравнении обработанной поверхности с эталоном (образцом) поверхности посред­ством визуального сопоставления, сопоставления ощущений при ощупывании рукой (пальцем, ладонью, ногтем) и сопоставления результа­тов наблюдений под микроскопом.

Визуальным способом можно достаточно точно определять класс чистоты поверхности, за исключением весьма тонко обработанных поверхностей.

Эталоны, применяемые для оценки визуальным способом шерохо­ватости поверхности, должны быть изготовлены из тех же материа­лов, с такой же формой поверхности и тем же методом, что и деталь.

Качественную оценку весьма тонко обработанных поверхностей следует производить с помощью микроскопа; можно пользоваться лупой с пятикратным и большим увеличением.

Количественный метод оценки заключается в из­мерении микронеровностей поверхности с помощью приборов: профилографа К. М. Аммона, профилографа Б. М. Левина (модели ИЗП-17 и ИЗП-5), двойного микроскопа и микроинтерферо­метра В. П. Лннника, профилометра В. М. Киселева и др.

Схема профилографа Б-M. Ле­вина (модель ИЗП-17) приведе­на на рисунке 3.

Луч света от лампы 1 падает на зеркало 8 и 7, проходя через линзу 2, щель 3 и оптическую систему 5.

Зеркало 8 связано с ощупы­вающей иглой. Луч света, отра­женный от зеркала 7 и затем

от зеркала 8, проходит оптическую систему 6, попадая на зеркало 4и далее на цилиндрическую линзу 14, проектирует изображение щели 3 на светочувтвительную пленку 13, расположенную на барабане 12. Изображение щели проектируется в виде световой точки.

Деталь 10, поверхность которой подвергается измерению, распо­лагается на верхнем диске стола 11, которому придается поступатель­ное движение относительно иглы 9 с одновременным вращением барабана 12.

Скорость снятия профилограммы может меняться изменением ско­рости вращения барабана. Скорость перемещения стола 11 не зависит от скорости вращения барабана 12, что обеспечивает получение трех горизонтальных масштабов с увеличением 25 и 50.

Размеров вертикального увеличения в пределах 250 — 5000 дости­гают сменой объектива 6 и установкой иглы 9 в различные отверстия рычага.

От вертикального увеличения зависит максимальная высота мик­ронеровностей, записываемая на барабане 12; от горизонтального уве­личения зависит длина профилируемого участка (1,75 — 7 мм) иссле­дуемой поверхности.

Для измерения микронеровностей в пределах от 4-го до14-го клас­сов чистоты поверхности применяют профилометр конструкции В. М. Киселева, принцип действия которого заключается в возбужде­нии электродвижущей силы в результате коле­бательных движений ощупывающей иглы.

На рисунке 4 приведена схема этого профилометра (модель КВ-7). Игла 1 с алмазным нако­нечником, радиус закругления которого 12 мкм, подвешена на пружинах 2. Нижний конец ее ощупывает неровности поверхности детали, а верхний связан с индукционной катушкой 3, которая перемещается в магнитном поле полю­сов 4 и 6 магнита 5. Возбуждаемые этим переме­щением малые токи усиливаются и отмечаются гальванометром.

Датчик перемещается по проверяемой по­верхности со скоростью 10—20 мм/сек. Давле­ние иглы на поверхность проверяемой детали в пределах 0,5—2,5 гс/мм² .

При подключении к профилометру осцил­лографа можно получить профилограмму исследуемой поверхности.

Для измерения шероховатости поверхности от 3-го до 9-го классов чистоты применяют двойной микроскоп В. П. Линника (рисунок 5).