Материал: Методические указания к выполнению практических работ по дисциплинам «Технология изготовления деталей и сборка жидкостных ракетных двигателей» и «Технология производства авиационных и ракетных двигателей». Беслик Н.Д., Копылов Ю.Р

В основу количественной оценки характеристик шероховатости принята система отсчета, в которой в качестве базовой линии служит средняя линия профиля. Профиль поверхности со средней линией и другими параметрами в соответствии с ГОСТ 2789–73 приведен на рис. 1.

Рис. 1. Профиль неровностей поверхности и его характеристика

Средняя линия профиля – это базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины l среднее квадратическое отклонение точек профиля от этой линии минимально. Линия, эквидистантная средней линии и проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины, называется линией выступов профиля. Линия, эквидистантная средней линии и проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины, называется линией впадин профиля. Расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины представляет собой наибольшую высоту неровностей профиля Rmax.

Высота выступов профиля – это расстояние от средней линии профиля до высшей точки выступа профиля.

4

Глубина впадины профиля yvm – это расстояние от средней линии профиля до низшей точки впадины профиля.

Неровность профиля – это выступ профиля и сопряженная с ним впадина профиля.

Шаг неровностей профиля – это длина отрезка средней линии профиля Smi, содержащая выступ профиля и сопряженную с ним впадину профиля. Средний шаг неровностей профиля Sm – это среднее значение шага неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины.

Шаг местных выступов Si – это длина отрезка средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних местных выступов профиля. Средний шаг местных выступов профиля S – это среднее значение шага местных выступов в пределах базовой длины.

Для оценки шероховатости поверхности в машиностроении наибольшее распространение получили два высотных критерия Rz и Ra.

Неровности поверхностного слоя обработанных поверхностей классифицируют в зависимости от отношения шага S к их высоте Н [1]. При S/Н >1000 неровности классифицируются как отклонения формы и расположения поверхностей, при S/Н=50-1000 неровности классифицируются как волнистость, при S/Н<50 неровности классифицируются как шероховатость – система неровностей с относительно малым шагом.

Шероховатость характеризуется средним арифметическим отклонением профиля неровностей Ra и средней арифметической высотой неровностей [1]

средним шагом профиля неровностей по выступам и по средней линии, относительной несущей длиной профиля

5

шаги профиля неровностей по выступам и по средней линии; bi – длина участков профиля неровностей в сечении на высоте

hi ; L – базовая длина измерений шероховатости. Эксплуатационные свойства поверхности зависят от

фактической поверхности соприкосновения с сопряженными деталями, например контактная жесткость. Для приближенной оценки возможной поверхности контакта используется критерий t p – опорная длина профиля, который

определяется суммой длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии. Для сопоставления опорных возможностей разных поверхностей, имеющих в том числе и одинаковые высотные характеристики неровностей профиля, пользуются критерием относительной опорной длины профиля t p (рис. 2).

6

Рис. 2. Кривые относительной опорной длины профиля t p при уровне сечения профиля неровностей p от базовой

линии: 1 – при черновой обработке; 2 – чистовой; 3 – при упрочнении поверхностным пластическим деформированием

[1]

Закономерности изменения шероховатости и волнистости обработанной поверхности при изменении скорости резания связаны с закономерностям изменения интенсивности износа инструмента. При работе на скоростях резания, обеспечивающих минимум интенсивности износа инструмента, наблюдается минимум высоты неровностей и минимум глубины и степени наклепа обработанной поверхности.

В процессе резания жаропрочных сплавов происходит интенсивный наклеп обработанной поверхности, металл приобретает высокую твердость, усиливается износ контактирующих с заготовкой участков режущего инструмента.

7

Явление наклепа имеет сложные много факторные зависимости от различных физических процессов, которые изучаются в различных областях знаний

2.МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ

ИВОЛНИСТОСТИ

2.1. Общие положения и определения

Поверхность обработанной детали не является идеально ровной и геометрически правильной. Она отличается от номинальной микро- и макрогеометрическими отклонениями. Микрогеометрические отклонения определяют шероховатость поверхности, макрогеометрические – характеризуют волнистость и отклонения формы. Неровности,

для которых отношение S/ < 40, относят к шероховатости,

при 1000 > S/ > 40 - к волнистости, при S/ >1000 – к

отклонениям формы.

Шероховатость поверхностей регламентируется ГОСТ 2789-73 и соответствующими рекомендациями.

Шероховатость поверхности при обработке заготовки детали зависит от многих технологических факторов: режимов обработки (скорости резания, подачи); геометрии (переднего и заднего углов), материала и качества поверхности инструмента; механических свойств, химического состава и структуры материала заготовки; состава смазывающе-охлаждающей жидкости; жесткости технологической системы. Шероховатость поверхностей в значительной степени определяет основные эксплуатационные свойства деталей и узлов – износостойкость, сопротивление усталости, надежность посадок, контактную жесткость и теплопроводность стыков сопряженных деталей, коррозионную стойкость, герметичность соединений, отражающую и поглощающую способность поверхностей и др. Характеристики шероховатости поверхности строго нормируются и

8