Parole dell'editore: La rugosità superficiale Ra è un simbolo che usiamo spesso quando lavoriamo sui macchinari. Fondamentalmente è un nostro vecchio amico. Senza di esso, il disegno sarebbe probabilmente inutile. È un simbolo con cui abbiamo a che fare ogni giorno. Sai perché vengono utilizzati 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 al posto di altri numeri? Credo che anche gli amici della comunità abbiano avuto questa confusione nell'apprenderlo e nell'usarlo, ma non hanno studiato la risposta in dettaglio. Tutto inizia con una grande matematica. Ora lascia che te lo racconti in dettaglio.
Tutto deriva dal grande sistema numerico prioritario!
L'ingegnere francese Renault vide che le funi metalliche delle mongolfiere avevano diverse specifiche, così pensò ad un modo. Ha rilanciato 10 alla quinta potenza e ha ottenuto il numero 1,6. Poi moltiplicò i numeri per ottenere i seguenti cinque numeri prioritari:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Questa è una sequenza geometrica e l'ultimo numero è 1,6 volte il numero precedente. Quindi ci sono solo 5 tipi di funi metalliche inferiori a 10, e ci sono solo 5 tipi di funi metalliche da 10 a 100, vale a dire 10, 16, 25, 40 e 63.
Tuttavia, questo metodo di divisione era troppo scarno, quindi il signor Lei continuò i suoi sforzi e elevò 10 alla decima potenza, e ottenne il sistema numerico di priorità R10 come segue:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Il rapporto comune è 1,25, quindi ci sono solo 10 tipi di funi metalliche entro 10 e ci sono solo 10 tipi di funi metalliche tra 10 e 100, il che è più ragionevole. A questo punto qualcuno deve aver detto che in questa sequenza i primi numeri sembrano non essere molto diversi, come 1.0 e 1.25. Non c'è quasi nessuna differenza. Di solito arrotondo per eccesso, ma il divario tra 6,3 e 8,0 è ampio. È ragionevole?
Ragionevole o no, facciamo un'analogia. Ad esempio, i numeri naturali 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 sembrano molto lisci. Usiamo questa sequenza per pagare gli stipendi, dando 1,000 a Zhang San e 2,000 a Li Si. Entrambi ne sono convinti. C'è un'inflazione improvvisa. Dai a Zhang San 8,000 e Li Si 9,000. In passato, lo stipendio di Li Si era il doppio di quello di Zhang San, ma ora è 1,12 volte. Pensi che Li Si sarebbe disposto? Lui è il supervisore e dargli 16,000 non è sufficiente. Zhang San non si lamenterà del fatto che il supervisore ne abbia 8,000 più di lui.
Esistono due modi per confrontare le cose in natura, vale a dire "relativo" e "assoluto"! Il sistema numerico di priorità è relativo.
Alcune persone dicono che le specifiche del suo prodotto sono 10 tonnellate, 20 tonnellate, 30 tonnellate e 40 tonnellate. Ora sembra irragionevole, vero? Se prendi il doppio, dovrebbe essere 10 tonnellate, 20 tonnellate, 40 tonnellate, 80 tonnellate, o mantieni la testa e la coda, dovrebbe anche essere 10 tonnellate, 16 tonnellate, 25 tonnellate, 40 tonnellate, il rapporto comune è 1,6.
Questa è la "standardizzazione". Vedo spesso persone parlare di "standardizzazione" sui forum. In realtà, ciò di cui stanno parlando sono "parti standard". Quello che fanno è semplicemente sistemare le parti standard dell’intera macchina, il che si chiama standardizzazione. In realtà non è così. . Per una vera standardizzazione, è necessario serializzare tutti i parametri del prodotto in base al sistema di numerazione prioritaria, quindi serializzare i parametri funzionali e le dimensioni di tutti i componenti utilizzando il sistema di numerazione prioritaria.
I numeri naturali sono infiniti, ma agli occhi dei progettisti meccanici esistono solo 10 numeri al mondo, che sono i numeri prioritari R10. Inoltre, quando questi 10 numeri vengono moltiplicati, divisi, elevati ed elevati al quadrato, il risultato è ancora tra questi 10 numeri. Sorprendente! Quando stai progettando e non sai quale taglia scegliere, scegli semplicemente tra questi 10 numeri. Quanto è conveniente!
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
Due numeri di priorità, come 4 e 2, hanno rispettivamente i numeri di serie N24 e N12. Moltiplicandoli e sommando i loro numeri di serie, il risultato è uguale a N36 o 8; durante la divisione vengono sottratti i numeri di serie e il risultato è uguale a N12 o 2. ; Per il cubo di 2, moltiplica il suo numero di serie N12 per 3 per ottenere N36, che è 8; per la radice quadrata di 4, dividi il suo numero seriale N24 per 2 per ottenere N12, che è 2. E se trovassimo la quarta potenza di 2? N12*{{20}}N48, qui non c'è nessuno, cosa devo fare? Nell'elenco sopra non esiste un numero precedente, che è 10. Il suo numero di serie è N40. Se il numero di serie è maggiore di 40, guarda solo la parte maggiore di 40. Ad esempio, per N48, guarda N8, che è 1,6, quindi moltiplicalo per 10 per ottenere 16. . Se il numero di serie è N88, guarda N8 per ottenere 1,6, quindi moltiplicalo per 100 per ottenere 160, poiché il numero di serie di 100 è N80, il numero di serie di 1000 è N120 e così via per la progettazione meccanica, è sufficiente utilizzare questi 20 numeri per tutta la vita. Ma a volte è necessario utilizzare il sistema di numerazione R40. È più completo con 40 numeri. Se non bastasse c'è anche la serie R80. Conosco a memoria il sistema numerico R40 e non ho nemmeno bisogno di una calcolatrice per i calcoli generali. In poche parole, calcola la resistenza alla torsione dell'acciaio 40-diametro 45. Il coefficiente di torsione è 0,5*π*R^3. Lo stress torsionale è la metà del punto di snervamento di 360, ovvero 180 MPa. Il pi greco è 3,15. Usa le mani sinistra e destra per pizzicare il punto decimale e calcolare mentalmente l'addizione e la sottrazione dei numeri seriali. Vieni fuori tra un attimo. Qualcuno ha detto che non aggiungi un fattore di sicurezza? Dimmi, dovrei scegliere 1,25, 1,5 o 2? eheh.
La sezione aurea è 0.618, che è 1.618, e qui c'è anche 1.6.
La sequenza della radice quadrata è radice quadrata 1, radice quadrata 2, radice quadrata 3. È facile da trovare, vero? (Il numero di serie di 3 è N19)
Cos'è π quadrato? pari a 10. È conveniente quando si calcola che l'asta di pressione sia stabile?
Il coefficiente di torsione di un'asta tonda è circa 0,1*D^3. Ora puoi calcolare verbalmente il coefficiente di torsione, giusto?
Perché la grande vite è passata direttamente da M36 a M40?
Perché il rapporto di trasmissione degli ingranaggi è 6.3 o 7.1?
Perché l'acciaio per canali ha un calibro 12,6 che raramente si vede sul mercato?
Perché la fabbrica in outsourcing ha chiamato e ha detto che non ci sono 140 tubi quadrati, ma ce ne sono 120 e 160? Perché il sistema numerico R5 ha la precedenza sul sistema numerico R20.
Perché i parametri delle parti standard hanno una prima sequenza e una seconda sequenza? In generale, la prima sequenza è la sequenza R5.
Perché l'elenco dei fori per le viti di Inventor riporta M11.2? Ora sai che non è un numero inventato, vero?
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Ci sono anche lo spessore della lamiera d'acciaio, il modello della sezione d'acciaio, il modulo dell'ingranaggio, tutte le parti standard, i parametri funzionali, i parametri dimensionali, le tabelle di tolleranza standard su tutti i campioni di prodotti industriali, ecc. Ecc., le loro origini stanno lentamente diventando chiare nei nostri cuori in questo momento momento. . Si può dire che abbiamo capito la metà del manuale di progettazione meccanica, oltre a quei prodotti industriali che non sono ancora stati realizzati.
Quindi, quando progettiamo un prodotto, possiamo progettare contemporaneamente una serie, invece di effettuare la cosiddetta “standardizzazione” a progettazione completata; inoltre, se il prodotto è destinato alla serializzazione, possiamo anche progettarlo in base alle effettive condizioni di lavoro. Progetta il prodotto senza saperne molto perché il sistema di numerazione prioritario include già tutti i modelli.
Le applicazioni del sistema numerico di priorità, elencate sopra, possono essere descritte come una goccia nell'oceano, e ci sono infinite applicazioni che aspettano il nostro sviluppo.
Ora che comprendiamo l'origine del valore di rugosità superficiale, diamo un'occhiata alla conoscenza della rugosità superficiale!
1. Il concetto di rugosità superficiale
La rugosità superficiale si riferisce all'irregolarità della superficie lavorata con spazi piccoli e piccoli picchi e avvallamenti. La distanza (distanza d'onda) tra le due creste d'onda o le due depressioni d'onda è molto piccola (meno di 1 mm), il che rappresenta un errore di forma geometrica microscopico.
Si riferisce specificamente all'altezza e alla spaziatura S di piccoli picchi e valli. Generalmente diviso in punti S:
S
1 Inferiore o uguale a S Inferiore o uguale a 10 mm è ondulazione
S>10 mm è a forma di F
2. Tabella comparativa VDI3400, Ra, Rmax
Le norme nazionali stabiliscono che tre indicatori siano comunemente utilizzati per valutare la rugosità superficiale (unità: μm): la deviazione aritmetica media Ra del profilo, l'altezza media delle irregolarità Rz e l'altezza massima Ry. L'indicatore Ra viene spesso utilizzato nella produzione vera e propria. La deviazione microscopica massima dell'altezza Ry del contorno è comunemente espressa dal simbolo Rmax in Giappone e in altri paesi, e l'indicatore VDI è comunemente usato in Europa e negli Stati Uniti. Quella che segue è una tabella comparativa di VDI3400, Ra e Rmax.
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Tabella comparativa VDI3400, Ra, Rmax
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3. Fattori che causano rugosità superficiale
La rugosità superficiale è generalmente causata dal metodo di lavorazione utilizzato e da altri fattori, come l'attrito tra l'utensile e la superficie del pezzo durante il processo di lavorazione, la deformazione plastica del metallo superficiale durante la separazione dei trucioli e le vibrazioni ad alta frequenza nel sistema di processo , pozzi di scarico per lavorazione elettrica, ecc. A causa dei diversi metodi di lavorazione e dei materiali del pezzo, la profondità, la densità, la forma e la struttura dei segni lasciati sulla superficie lavorata sono diverse.
4. Principali effetti della rugosità superficiale sui pezzi
Influisce sulla resistenza all'usura. Più ruvida è la superficie, minore è l'area di contatto effettiva tra le superfici accoppiate, maggiore è la pressione, maggiore è la resistenza all'attrito e più rapida l'usura.
Influisce sulla stabilità della vestibilità. Per gli accoppiamenti con gioco, più ruvida è la superficie, più facile è l'usura, provocando un aumento graduale dello spazio durante il lavoro; per gli accoppiamenti con interferenza, l'interferenza effettiva effettiva viene ridotta a causa dell'appiattimento dei microscopici picchi convessi durante l'assemblaggio. la forza della connessione.
Influisce sulla resistenza alla fatica. Sulla superficie delle parti ruvide sono presenti ampi avvallamenti che, come gli spigoli vivi e le crepe, sono sensibili alla concentrazione delle sollecitazioni, influenzando così la resistenza alla fatica della parte.
Influisce sulla resistenza alla corrosione. Le superfici ruvide delle parti possono facilmente consentire a gas o liquidi corrosivi di penetrare nello strato metallico interno attraverso avvallamenti microscopici sulla superficie, causando corrosione superficiale.
Influisce sulla sigillatura. Le superfici ruvide non possono adattarsi perfettamente l'una all'altra e il gas o il liquido fuoriescono attraverso gli spazi tra le superfici di contatto.
Influisce sulla rigidità del contatto. La rigidità del contatto è la capacità della superficie articolare delle parti di resistere alla deformazione del contatto sotto l'azione di forze esterne. La rigidezza di una macchina dipende in gran parte dalla rigidezza del contatto tra le varie parti.
influenzare la precisione della misurazione. La rugosità superficiale della superficie misurata del pezzo e la superficie di misurazione dello strumento di misura influiscono direttamente sulla precisione della misurazione, soprattutto nella misurazione di precisione.
Inoltre, la ruvidità superficiale avrà diversi gradi di impatto sul rivestimento delle parti, sulla conduttività termica e sulla resistenza di contatto, sulla capacità riflettente e sulle prestazioni di radiazione, sulla resistenza al flusso di liquidi e gas e sul flusso di corrente sulla superficie del conduttore.
5. Base per la valutazione della rugosità superficiale
1. Durata del campionamento
La lunghezza di campionamento L è la lunghezza di una linea di riferimento specificata per valutare la rugosità superficiale. La lunghezza che può riflettere le caratteristiche di ruvidità della superficie deve essere selezionata in base alla formazione effettiva della superficie e alle caratteristiche di struttura della parte. La lunghezza di campionamento deve essere misurata in base alla direzione generale del profilo della superficie effettiva. La lunghezza di campionamento viene specificata e selezionata al fine di limitare e ridurre gli effetti dell'ondulazione superficiale e degli errori di forma sui risultati della misurazione della rugosità superficiale. Le opzioni comunemente utilizzate per i rugosimetri sono: {{0}}.25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm
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2. Durata della valutazione
La lunghezza di valutazione è la lunghezza necessaria per valutare il profilo, che può includere una o più lunghezze di campionamento. Poiché la rugosità superficiale delle varie parti della superficie del pezzo non è necessariamente uniforme, una lunghezza di campionamento spesso non può ragionevolmente riflettere una determinata caratteristica di rugosità superficiale. Pertanto, è necessario effettuare diversi campioni sulla superficie per valutare la rugosità superficiale. La lunghezza di valutazione generalmente include da 1 a 5 lunghezze di campionamento L. Quando la lunghezza di campionamento è 0,8 e la lunghezza di valutazione è 5L, 5X0,8=4mm
3. Riferimento
La linea di riferimento è la linea centrale del contorno utilizzata per valutare i parametri di rugosità superficiale. Esistono due tipi di linee di base: la linea mediana dei minimi quadrati del contorno: all'interno della lunghezza di campionamento, la somma dei quadrati degli offset del contorno di ciascun punto sulla linea del contorno è la più piccola e ha una forma di contorno geometrica. Media aritmetica della linea centrale del contorno: all'interno della lunghezza di campionamento, le aree dei contorni su entrambi i lati della linea centrale sono uguali. In teoria, la linea centrale dei minimi quadrati è la linea di base ideale, ma è difficile da ottenere nelle applicazioni pratiche. Pertanto, in genere viene utilizzata la linea centrale media aritmetica del contorno e durante la misurazione è possibile utilizzare una linea retta con una posizione approssimativa.
4. Misurazione della corsa
La corsa di misurazione si riferisce alla distanza di movimento dello stilo del sensore sul pezzo reale. La corsa di misurazione è solitamente il rapporto di calcolo della lunghezza di valutazione più 2 lunghezze di campionamento: ad esempio, quando la lunghezza di valutazione è selezionata come 5L, la lunghezza di campionamento L è 0,8 mm, la corsa di misurazione è 5L{{5 }}L=7L e la corsa di misurazione è 7X0.8=5,6 mm. Sapere questo Molto importante, è possibile calcolare la distanza percorsa sul pezzo. Ciò determina la dimensione della superficie di contatto del pezzo più piccolo misurato dall'utente.
6. Parametri di valutazione della rugosità superficiale
1. Parametri caratteristici dell'altezza
Ra deviazione media aritmetica del contorno: media aritmetica dei valori eccellenti della deviazione del contorno all'interno della lunghezza di campionamento (lr). Nella misurazione effettiva, maggiore è il numero di punti di misurazione, più accurato è Ra.
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Rz Altezza massima del profilo: La distanza tra la linea di picco e la linea di fondo della valle.
Ra è preferito all'interno dell'intervallo comunemente utilizzato di parametri di ampiezza. Prima del 2006 esisteva un altro parametro di valutazione nello standard nazionale: "L'altezza di dieci punti delle irregolarità microscopiche", che è rappresentata da Rz, e l'altezza massima del contorno è rappresentata da Ry. Dopo il 2006, l'altezza di dieci punti delle irregolarità microscopiche è stata cancellata dallo standard nazionale ed è stata adottata. Rz rappresenta l'altezza massima del profilo.
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2. Parametri caratteristici della spaziatura
Rsm Larghezza media delle celle del contorno. La spaziatura media delle irregolarità microscopiche nel profilo all'interno della lunghezza di campionamento. La spaziatura delle microirregolarità si riferisce alla lunghezza del picco del contorno e della valle del contorno adiacente sulla linea centrale. A parità di valore Ra, il valore Rsm non è necessariamente lo stesso, quindi la texture riflessa sarà diversa. Le superfici che valorizzano la struttura solitamente si concentrano sui due indicatori Ra e Rsm.
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Il parametro caratteristico della forma Rmr è espresso dal rapporto della lunghezza del supporto del profilo, che è il rapporto tra la lunghezza del supporto del profilo e la lunghezza del campionamento. La lunghezza del supporto del contorno è la somma delle lunghezze delle sezioni ottenute intersecando il contorno con una linea retta parallela alla linea centrale e la distanza c dalla linea di picco del contorno entro la lunghezza di campionamento.
7. Metodo di misurazione della rugosità superficiale
1. Metodo comparativo
Utilizzato per misurazioni in loco in officine, spesso utilizzato per misurazioni su superfici medie o ruvide. Il metodo consiste nel determinare il valore di rugosità della superficie misurata confrontandola con un campione di rugosità contrassegnato da un determinato valore.
2. Metodo dello stilo
La rugosità superficiale utilizza uno stilo diamantato con un raggio di curvatura della punta di circa 2 micron per scorrere lentamente lungo la superficie misurata. Lo spostamento su e giù dello stilo diamantato viene convertito in un segnale elettrico da un sensore di lunghezza elettrico. Dopo l'amplificazione, il filtraggio e il calcolo, viene indicato da uno strumento di visualizzazione. Per ottenere il valore di rugosità superficiale è possibile utilizzare un registratore anche per registrare la curva di profilo della sezione misurata. In generale, gli strumenti di misura che possono solo visualizzare i valori di rugosità superficiale sono chiamati strumenti di misura della rugosità superficiale, mentre quelli che possono registrare le curve del profilo di superficie sono chiamati misuratori del profilo di rugosità superficiale. Entrambi gli strumenti di misura sono dotati di circuiti di calcolo elettronici o computer, che possono calcolare automaticamente la deviazione media aritmetica del profilo Ra, l'altezza in dieci punti della microirregolarità Rz, l'altezza massima del profilo Ry e altri vari parametri di valutazione. Hanno un'elevata efficienza di misurazione e sono applicabili per misurare la rugosità superficiale Ra di 0,025 ~ 6,3 micron.
3. Metodo di sezionamento leggero
La striscia luminosa formata dopo che la luce passa attraverso la fenditura viene proiettata sulla superficie misurata e la rugosità superficiale viene misurata in base alla curva di contorno formata dalla sua intersezione con la superficie misurata (Figura 3). Dopo che la luce emessa dalla sorgente luminosa passa attraverso il condensatore, la fessura e la lente dell'obiettivo 1, la fessura viene proiettata sulla superficie misurata con un angolo di inclinazione di 45 gradi per formare una figura del profilo in sezione trasversale della superficie misurata, che è quindi amplificato e proiettato sulla superficie misurata attraverso la lente dell'obiettivo 2. sul reticolo. Utilizzare l'oculare micrometrico e il tamburo di lettura per leggere prima il valore H, quindi calcolare il valore H.
