①Качество поверхности деталей машин определяется физико-механическими свойствами поверхностного слоя и геометрическими характеристиками реальной поверхности.

Геометрические характеристики качества обработанной поверхности определяются отклонениями реальной поверхности от номинальной. Эти отклонения имеют три вида:

1) шероховатость

2) волнистость

3) отклонение от правильной геометрической формы

Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины. Базовая длина – это есть длина базовой линии, которая используется для определения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, а также для количественного определения параметров шероховатости.

Базовая линия имеет заданную геометрическую форму и определенное положение относительно профиля поверхности.

Числовые значения шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля или базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально. Система отсчета шероховатости от средней линии профиля зазывается системой М.

При длине участка поверхности, равной длине базовой длины, которые выбраны при измерении шероховатости, другие неровности (волнистость и т.д.) исключаются.

Длина базового участка выбирается из ряда 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 205; 8,0; (25) мм.

По системе М шероховатость поверхности можно оценивать одним или несколькими параметрами:

1) среднее арифметическое отклонение Ra

2) высота профиля по 10 точкам Rz

3) наибольшая высота неровности Rmax

4) средний шаг неровности по средней линии Sm

5) средний шаг по вершинам S

6) относительная опорная длина профиля tp

Параметр Ra является предпочтительным и характеризует среднюю высоту всех неровностей профиля. Параметр Rz характеризует среднюю высоту наибольших неровностей. Rmax характеризует наибольшую высоту профиля.

Шаговые параметры Sm и S характеризуют различную форму и взаимное расположение различных точек профиля.

,

,

где l – базовая длина, n – число замеров высот

Si – расстояние между выступающими точками

Относительная опорная длина профиля tp – это отношение ηр опорной длины профиля к базовой длине, умноженной на 100%.

Опорная длина профиля η – это сумма длин отрезков в пределах базовой длины, которые отсекаются на заданном уровне выступов линии эквидистанты или параллельны средней линии m.

На уровне сечения профиля p, который представляет собой расстояние между линией выступа и линией, пересекающей профиль параллельно средней линии. Значение параметра p отсчитываются от линии выступов, проходящих через высшую точку профиля параллельно средней линии и величина уровня определяется по ряду p=5%, 10%, 15%, 20%, 30%, … , 90%

(ηp=Σbi)

Согласно ГОСТ 2789-73 требования к шероховатости устанавливаются одним из следующих способов:

1) наиболее допустимым значением параметров

2) диапазоном значений параметров

3) номинальным значением одного или нескольких параметров, при этом может быть указана величина базовой длины, на которой определяется параметр шероховатости.

1 – параметры шероховатости

2 – вид обработки поверхности

V – шероховатость может быть получена любым видом обработки (ковка, литье, штамповка…)

- шероховатость должна быть получена удалением слоя материала или обработкой резания.

- шероховатость должна быть получена без снятия слоя материала.

3 – указывается базовая длина

4 – условные обозначения направления неровности (шероховатости)

Направления неровности могут быть:

Значение параметра Ra указывают без символа, для других параметров – после соответствующего символа.

Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически повторяющихся неровностей, у которых расстояние между смежными возвышенностями или впадинами превышает базовую длину l.

- волнистость

- шероховатость

- отклонение формы

Средний шаг

WZ=0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,0; 3,2; 6,3; 12,5; 25; 50; 100; 200 мкм

В процессе изготовления деталей сила резания и температура оказывают влияние на формирование поверхностного слоя, поэтому физико-механические свойства поверхностного слоя отличаются от исходного материала. Материал поверхностного слоя испытывает наклеп, разупрочнение, изменяется его структура, микротвердость, образуются остаточные напряжения.

Наклеп поверхностного слоя оценивается по глубине hн и степени Ин с помощью градиента наклепа Игр.

Нmax – максимальное значение твердости по глубине

Нисх – исходная твердость материала

Градиент наклепа определяется:

Микротвердость поверхностного слоя определяется методом вдавливания алмазного наконечника с ромбиническим основанием на приборах ПМТ-3 и ПМТ-5. Структуру металла оценивают металлографическим анализом с помощью металлографических микроскопов, и остаточное напряжение определяют расчетным или экспериментальным методами.

В процессе обработки заготовок возникают силы резания температуры, которые ок-ют влияние на формирование поверхностного слоя. Поэтому пов-й слой имеет физико-мехинч св-ва, отличные от св-в исходного материала.

Рис.

Материал пов-го слоя испытывает наклеп, разупрочнение, изм-ся стр-ра, микротвердость обр-ся остаточные напряжения.