Тема 1.3 Качество поверхностей деталей машин

1.3.1 Понятие о качестве поверхности

Эксплуатационные свойства и долговечность деталей машин в значительной степени зависят от состояния их поверхностей. На реальных поверхностях в отличие от теоретических, представленных на чертежах, в процессе обработки возникают неровности различной формы и высоты.

Понятие «поверхность» подразумевает поверхностный слой, непосредственно соприкасающийся с внешней средой (граничный слой), и нижележащий деформированный слой, отличающийся от основной части металла строением, механическими, физическими и химическими свойствами. Известно, что в процессе изготовления детали в поверхностном слое изменяются структура, фазовый и химический состав, твердость, возникают остаточные напряжения.

Качество реальных поверхностей деталей машин характеризуется шероховатостью, волнистостью и физико-химическими и физико-механическими свойствами поверхностных слоев.

Макрогеометрические отклонения формы (бочкообразность, вогнутость, выпуклость и др.) характеризуют точность изготовления деталей. Эти отклонения рассматривают на больших участках реальной поверхности деталей.

Микрогеометрия оценивается на малых участках поверхности с длиной стороны квадрата 1 ...0,01 мм.

Отклонения формы поверхностей условно различают в зависимости от отношения шага S к высоте неровностей R:

а) при S : R> 1000 — макрогеометрические отклонения;

б) при S : R = 40... 1 000 — волнистость поверхности;

в) при S : R < 50 — микрогеометрические отклонения (шероховатость).

Высота неровностей у шероховатой и волнистой поверхностей изменяется от долей микрометра до одного миллиметра и более. Шероховатость рассматривают в пределах базовой длины (L).

Под волнистостью поверхности понимают совокупность периодически чередующихся возвышенностей и впадин, образующих неровности поверхности, у которых расстояния между смежными возвышенностями или впадинами, т.е. шаг волны, превышают базовую длину (L). Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью поверхности (между макро- и микроотклонениями).

Рисунок 1.15 Схема показателей качества поверхностного слоя изделий

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами. Величину шероховатости определяют по профилю, который образуется в сечении этой поверхности плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности (рис. 1.16).