Worte des Herausgebers: Die Oberflächenrauheit Ra ist ein Symbol, das wir häufig bei Arbeiten an Maschinen verwenden. Es ist im Grunde ein alter Freund von uns. Ohne sie wäre die Zeichnung wahrscheinlich nutzlos. Es ist ein solches Symbol, mit dem wir jeden Tag zu tun haben. Wissen Sie, warum 0.8, 1,6, 3,2, 6,3, 12,5 anstelle anderer Zahlen verwendet werden? Ich glaube, dass Freunde in der Community diese Verwirrung beim Lernen und Verwenden ebenfalls hatten, aber sie haben die Antwort nicht im Detail studiert. Alles beginnt mit großartiger Mathematik. Lassen Sie mich es Ihnen nun im Detail erzählen.
Alles kommt aus dem tollen Prioritätsnummernsystem!
Der französische Ingenieur Renault sah, dass die Drahtseile der Heißluftballons unterschiedliche Spezifikationen hatten, und überlegte sich eine Möglichkeit. Er erhöhte 10 auf die fünfte Potenz und erhielt eine Zahl von 1,6. Dann multiplizierte er die Zahlen, um die folgenden fünf Prioritätszahlen zu erhalten:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Dies ist eine geometrische Folge und die letzte Zahl ist das 1,6-fache der vorherigen Zahl. Dann gibt es nur 5 Drahtseiltypen unter 10, und es gibt nur 5 Drahtseiltypen von 10 bis 100, nämlich 10, 16, 25, 40 und 63.
Diese Divisionsmethode war jedoch zu spärlich, also setzte Herr Lei seine Bemühungen fort und erhöhte 10 auf die 10. Potenz und erhielt das R10-Prioritätszahlensystem wie folgt:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Das übliche Verhältnis beträgt 1,25, es gibt also nur 10 Arten von Stahldrahtseilen innerhalb von 10, und es gibt nur 10 Arten von Drahtseilen zwischen 10 und 100, was vernünftiger ist. Zu diesem Zeitpunkt muss jemand gesagt haben, dass in dieser Reihenfolge die ersten Zahlen nicht viel unterschiedlich zu sein scheinen, wie zum Beispiel 1,0 und 1,25. Es gibt fast keinen Unterschied. Normalerweise runde ich auf, aber der Abstand zwischen 6,3 und 8,0 ist groß. Ist das vernünftig?
Vernünftig oder nicht, machen wir eine Analogie. Beispielsweise sehen die natürlichen Zahlen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 sehr glatt aus. Wir verwenden diese Sequenz, um Löhne zu zahlen, indem wir 1,000 an Zhang San und 2,000 an Li Si geben. Beide sind überzeugt. Es kommt zu einer plötzlichen Inflation. Geben Sie Zhang San 8,000 und Li Si 9,000. Früher war das Gehalt von Li Si doppelt so hoch wie das von Zhang San, jetzt ist es das 1,12-fache. Glauben Sie, dass Li Si dazu bereit wäre? Er ist der Vorgesetzte, und ihm 16 zu geben,000 reicht nicht aus. Zhang San wird sich nicht darüber beschweren, dass der Vorgesetzte 8,{22}} mehr hat als er.
Es gibt zwei Möglichkeiten, Dinge in der Natur zu vergleichen, nämlich „relativ“ und „absolut“! Das Prioritätsnummernsystem ist relativ.
Manche Leute sagen, dass seine Produktspezifikationen 10 Tonnen, 20 Tonnen, 30 Tonnen und 40 Tonnen sind. Jetzt erscheint es unvernünftig, oder? Wenn Sie das Doppelte nehmen, sollten es 10 Tonnen, 20 Tonnen, 40 Tonnen, 80 Tonnen sein, oder wenn Sie Kopf und Schwanz behalten, sollten es auch 10 Tonnen, 16 Tonnen, 25 Tonnen, 40 Tonnen sein, das übliche Verhältnis ist 1,6.
Das ist „Standardisierung“. Ich sehe oft Leute, die in Foren über „Standardisierung“ sprechen. Tatsächlich sprechen sie von „Standardteilen“. Sie sortieren lediglich die Standardteile der gesamten Maschine aus, was als Standardisierung bezeichnet wird. Tatsächlich ist es nicht so. . Für eine echte Standardisierung müssen Sie alle Parameter Ihres Produkts gemäß dem Prioritätsnummernsystem serialisieren und anschließend die Funktionsparameter und Abmessungen aller Komponenten mithilfe des Prioritätsnummernsystems serialisieren.
Natürliche Zahlen sind unendlich, aber in den Augen von Maschinenbaukonstrukteuren gibt es weltweit nur 10 Zahlen, die R10-Prioritätszahlen sind. Wenn diese 10 Zahlen außerdem multipliziert, dividiert, erhöht und quadriert werden, liegt das Ergebnis immer noch zwischen diesen 10 Zahlen. Wie erstaunlich! Wenn Sie beim Entwerfen nicht wissen, welche Größe Sie wählen sollen, wählen Sie einfach eine dieser 10 Zahlen aus. Wie praktisch ist das!
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
Zwei Prioritätsnummern, beispielsweise 4 und 2, haben die Seriennummern N24 bzw. N12. Wenn sie multipliziert und ihre Seriennummern addiert werden, ist das Ergebnis gleich N36 oder 8; Bei der Division werden die Seriennummern subtrahiert und das Ergebnis ist gleich N12 oder 2. ; Multiplizieren Sie für den Würfel 2 seine Seriennummer N12 mit 3, um N36 zu erhalten, was 8 ist; Teilen Sie für die Quadratwurzel von 4 die Seriennummer N24 durch 2, um N12 zu erhalten, was 2 ist. Was wäre, wenn wir die vierte Potenz von 2 finden würden? N12*{{20}}N48, hier ist niemand, was soll ich tun? In der obigen Liste gibt es keine vorherige Nummer, nämlich 10. Die Seriennummer ist N40. Wenn die Seriennummer größer als 40 ist, schauen Sie sich nur den Teil an, der größer als 40 ist. Schauen Sie sich beispielsweise für N48 N8 an, was 1,6 ist, und multiplizieren Sie es dann mit 10, um 16 zu erhalten. Wenn die Seriennummer N88 ist, schauen Sie sich N8 an, um 1,6 zu erhalten, und multiplizieren Sie sie dann mit 100, um 160 zu erhalten, denn die Seriennummer von 100 ist N80, die Seriennummer von 1000 ist N120 usw. Für das mechanische Design ist dies ausreichend diese 20 Zahlen ein Leben lang zu nutzen. Manchmal ist es jedoch notwendig, das R40-Nummernsystem zu verwenden. Mit 40 Zahlen ist es vollständiger. Wem das noch nicht reicht, für den gibt es auch die R80-Serie. Ich kenne das R40-Zahlensystem auswendig und benötige für allgemeine Berechnungen nicht einmal einen Taschenrechner. Berechnen Sie einfach die Torsionsfestigkeit von Stahl mit 40-Durchmesser 45. Der Torsionskoeffizient beträgt 0,5*π*R^3. Die Torsionsspannung beträgt die Hälfte der Streckgrenze von 360, also 180 MPa. Der Pi beträgt 3,15. Benutzen Sie Ihre linke und rechte Hand, um den Dezimalpunkt zu drücken und im Geiste die Addition und Subtraktion von Seriennummern zu berechnen. Kommen Sie gleich raus. Hat jemand gesagt, dass Sie keinen Sicherheitsfaktor hinzufügen? Sagen Sie mir, soll ich 1,25, 1,5 oder 2 wählen? hehe.
Der Goldene Schnitt ist 0.618, also 1,618, und hier liegt auch 1,6.
Die Quadratwurzelfolge ist Quadratwurzel 1, Quadratwurzel 2, Quadratwurzel 3. Das ist leicht zu finden, oder? (Die Seriennummer von 3 ist N19)
Was ist π im Quadrat? gleich 10. Ist es praktisch, wenn Sie berechnen, dass die Druckstange stabil ist?
Der Torsionskoeffizient eines Rundstabes beträgt etwa 0.1*D^3. Jetzt können Sie den Torsionskoeffizienten verbal berechnen, oder?
Warum ist die große Schraube direkt von M36 auf M40 gesprungen?
Warum beträgt die Getriebeübersetzung 6,3 oder 7,1?
Warum hat Kanalstahl eine Stärke von 12,6, die auf dem Markt selten zu finden ist?
Warum hat die Outsourcing-Fabrik angerufen und gesagt, dass es keine 140er-Vierkantrohre gibt, sondern 120 und 160? Denn das R5-Zahlensystem hat Vorrang vor dem R20-Zahlensystem.
Warum haben die Parameter von Normteilen eine erste und eine zweite Reihenfolge? Im Allgemeinen ist die erste Sequenz die R5-Sequenz.
Warum steht in der Schraubenlochliste von Inventor M11,2? Jetzt wissen Sie, dass es sich nicht um eine erfundene Zahl handelt, oder?
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Es gibt auch Stahlblechdicken, Profilstahlmodelle, Getriebemodule, alle Standardteile, Funktionsparameter, Maßparameter, Standardtoleranztabellen für alle Industrieproduktmuster usw. usw. Dabei wird uns langsam der Ursprung klar Moment. . Man kann sagen, dass wir die Hälfte des mechanischen Konstruktionshandbuchs sowie die Industrieprodukte verstanden haben, die noch nicht hergestellt wurden.
Wenn wir dann ein Produkt entwerfen, können wir gleichzeitig eine Serie entwerfen, anstatt nach Abschluss des Designs die sogenannte „Standardisierung“ durchzuführen; Wenn das Produkt darüber hinaus für die Serialisierung vorgesehen ist, können wir es sogar entsprechend den tatsächlichen Arbeitsbedingungen entwerfen. Entwerfen Sie das Produkt, ohne viel darüber zu wissen, da das Prioritätsnummernsystem bereits alle Modelle umfasst.
Die oben aufgeführten Anwendungen des Prioritätsnummernsystems können als ein Tropfen auf den heißen Stein beschrieben werden, und es warten unzählige Anwendungen darauf, dass wir sie selbst weiterentwickeln.
Nachdem wir nun den Ursprung des Oberflächenrauheitswerts verstanden haben, werfen wir einen Blick auf das Wissen über die Oberflächenrauheit!
1. Das Konzept der Oberflächenrauheit
Unter Oberflächenrauheit versteht man die Unebenheit der bearbeiteten Oberfläche mit kleinen Abständen und winzigen Spitzen und Tälern. Der Abstand (Wellenabstand) zwischen den beiden Wellenbergen bzw. den beiden Wellentälern ist sehr gering (weniger als 1 mm), was einen mikroskopischen geometrischen Formfehler darstellt.
Bezieht sich insbesondere auf die Höhe und den Abstand S kleiner Gipfel und Täler. Im Allgemeinen in S-Punkte unterteilt:
S
1 Kleiner oder gleich S Kleiner oder gleich 10 mm ist Welligkeit
S>10 mm ist F-Form
2. VDI3400, Ra, Rmax-Vergleichstabelle
Nationale Normen legen fest, dass üblicherweise drei Indikatoren zur Bewertung der Oberflächenrauheit (Einheit: μm) verwendet werden: die durchschnittliche arithmetische Abweichung Ra des Profils, die durchschnittliche Höhe der Unebenheiten Rz und die maximale Höhe Ry. Der Ra-Indikator wird häufig in der tatsächlichen Produktion verwendet. Die maximale mikroskopische Höhenabweichung Ry der Kontur wird in Japan und anderen Ländern üblicherweise durch das Rmax-Symbol ausgedrückt, und in Europa und den Vereinigten Staaten wird häufig der VDI-Indikator verwendet. Nachfolgend finden Sie eine Vergleichstabelle von VDI3400, Ra und Rmax.
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VDI3400, Ra, Rmax-Vergleichstabelle
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3. Faktoren, die Oberflächenrauheit verursachen
Die Oberflächenrauheit wird im Allgemeinen durch die verwendete Bearbeitungsmethode und andere Faktoren verursacht, wie z. B. die Reibung zwischen dem Werkzeug und der Teileoberfläche während des Bearbeitungsprozesses, die plastische Verformung des Oberflächenmetalls während der Spantrennung und hochfrequente Vibrationen im Prozesssystem , Entladungsgruben für die elektrische Bearbeitung usw. Aufgrund unterschiedlicher Bearbeitungsmethoden und Werkstückmaterialien sind Tiefe, Dichte, Form und Textur der auf der bearbeiteten Oberfläche hinterlassenen Spuren unterschiedlich.
4. Die wichtigsten Auswirkungen der Oberflächenrauheit auf Teile
Beeinflussen Sie die Verschleißfestigkeit. Je rauer die Oberfläche, desto kleiner ist die effektive Kontaktfläche zwischen den Passflächen, desto größer ist der Druck, desto größer ist der Reibungswiderstand und desto schneller ist der Verschleiß.
Beeinflusst die Stabilität der Passform. Bei Spielpassungen gilt: Je rauer die Oberfläche, desto leichter verschleißt sie, wodurch sich das Spiel im Laufe der Arbeit allmählich vergrößert. Bei Presspassungen wird die tatsächliche effektive Pressung aufgrund der Abflachung mikroskopisch kleiner konvexer Spitzen während der Montage verringert. die Verbindungsstärke.
Beeinflusst die Ermüdungsfestigkeit. Auf der Oberfläche rauer Teile gibt es große Vertiefungen, die ebenso wie scharfe Ecken und Risse empfindlich auf Spannungskonzentrationen reagieren und somit die Ermüdungsfestigkeit des Teils beeinträchtigen.
Beeinflusst die Korrosionsbeständigkeit. Bei rauen Teileoberflächen können korrosive Gase oder Flüssigkeiten leicht durch mikroskopisch kleine Täler auf der Oberfläche in die innere Metallschicht eindringen und so Oberflächenkorrosion verursachen.
Auswirkungen auf die Abdichtung. Raue Oberflächen können nicht fest zusammenpassen und Gas oder Flüssigkeit entweicht durch die Lücken zwischen den Kontaktflächen.
Beeinflusst die Kontaktsteifigkeit. Unter Kontaktsteifigkeit versteht man die Fähigkeit der Verbindungsfläche von Teilen, einer Kontaktverformung unter Einwirkung äußerer Kräfte zu widerstehen. Die Steifigkeit einer Maschine hängt maßgeblich von der Steifigkeit des Kontakts zwischen den verschiedenen Teilen ab.
Auswirkungen auf die Messgenauigkeit haben. Die Oberflächenrauheit der gemessenen Oberfläche des Teils und der Messoberfläche des Messwerkzeugs wirken sich direkt auf die Genauigkeit der Messung aus, insbesondere bei Präzisionsmessungen.
Darüber hinaus hat die Oberflächenrauheit unterschiedliche Auswirkungen auf die Beschichtung der Teile, die Wärmeleitfähigkeit und den Kontaktwiderstand, die Reflexionsfähigkeit und Strahlungsleistung, den Widerstand gegen Flüssigkeits- und Gasströme sowie den Stromfluss auf der Leiteroberfläche.
5. Grundlage für die Bewertung der Oberflächenrauheit
1. Abtastlänge
Die Abtastlänge L ist die Länge einer Referenzlinie, die zur Beurteilung der Oberflächenrauheit angegeben wird. Die Länge, die die Oberflächenrauheitseigenschaften widerspiegeln kann, sollte auf der Grundlage der tatsächlichen Oberflächenformation und Textureigenschaften des Teils ausgewählt werden. Die Probenahmelänge sollte anhand der allgemeinen Richtung des tatsächlichen Oberflächenprofils gemessen werden. Die Probenahmelänge wird festgelegt und ausgewählt, um die Auswirkungen von Oberflächenwelligkeit und Formfehlern auf die Ergebnisse der Oberflächenrauheitsmessung zu begrenzen und zu reduzieren. Häufig verwendete Optionen für Rauheitsmessgeräte sind: {{0}},25 mm, 0,8 mm, 2,5 mm
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2. Bewertungsdauer
Die Bewertungslänge ist eine zur Bewertung des Profils erforderliche Länge, die eine oder mehrere Abtastlängen umfassen kann. Da die Oberflächenrauheit verschiedener Teile der Teileoberfläche nicht unbedingt gleichmäßig ist, kann eine Probenahmelänge oft nicht angemessen ein bestimmtes Oberflächenrauheitsmerkmal widerspiegeln. Daher müssen zur Beurteilung der Oberflächenrauheit mehrere Probenlängen an der Oberfläche genommen werden. Die Auswertungslänge umfasst im Allgemeinen 1 bis 5 Stichprobenlängen L. Wenn die Stichprobenlänge 0,8 und die Auswertungslänge 5L beträgt, 5X0,8=4mm
3. Grundlinie
Die Referenzlinie ist die Konturmittellinie, die zur Bewertung der Oberflächenrauheitsparameter verwendet wird. Es gibt zwei Arten von Basislinien: die Mittellinie der Kontur der kleinsten Quadrate: Innerhalb der Abtastlänge ist die Summe der Quadrate der Konturversätze jedes Punktes auf der Konturlinie am kleinsten und weist eine geometrische Konturform auf. Arithmetisches Mittel der Mittellinie der Kontur: Innerhalb der Abtastlänge sind die Flächen der Konturen auf beiden Seiten der Mittellinie gleich. Theoretisch ist die Mittellinie der kleinsten Quadrate die ideale Basislinie, in praktischen Anwendungen ist es jedoch schwierig, sie zu erhalten. Daher wird im Allgemeinen stattdessen die arithmetische Mittellinie der Kontur verwendet, und bei der Messung kann stattdessen eine gerade Linie mit einer ungefähren Position verwendet werden.
4. Hub messen
Der Messhub bezeichnet den Verfahrweg des Taststiftes auf dem realen Werkstück. Der Messhub ist normalerweise das Berechnungsverhältnis der Bewertungslänge plus 2 Abtastlängen: Wenn beispielsweise die Bewertungslänge als 5L ausgewählt wird, beträgt die Abtastlänge L 0,8 mm, der Messhub beträgt 5L{{5 }}L=7L, und der Messhub beträgt 7X0.8=5.6mm. Dies ist sehr wichtig: Die auf dem Werkstück zurückgelegte Strecke kann berechnet werden. Dadurch wird die Kontaktflächengröße des kleinsten vom Benutzer gemessenen Werkstücks ermittelt.
6. Parameter zur Bewertung der Oberflächenrauheit
1. Höhencharakteristische Parameter
Ra arithmetische mittlere Abweichung der Kontur: das arithmetische Mittel der hervorragenden Werte der Konturabweichung innerhalb der Abtaststrecke (lr). Bei der tatsächlichen Messung ist Ra umso genauer, je größer die Anzahl der Messpunkte ist.
Bild] [Bild
Rz Maximale Profilhöhe: Der Abstand zwischen der Gipfellinie und der Talsohle.
Ra wird innerhalb des üblicherweise verwendeten Bereichs von Amplitudenparametern bevorzugt. Vor 2006 gab es in der nationalen Norm einen weiteren Bewertungsparameter: „Die Zehn-Punkte-Höhe mikroskopischer Unebenheiten“, die durch Rz dargestellt wird, und die maximale Höhe der Kontur wird durch Ry dargestellt. Nach 2006 wurde die Zehn-Punkte-Höhe mikroskopischer Unebenheiten in der nationalen Norm gestrichen und übernommen. Rz stellt die maximale Höhe des Profils dar.
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2. Abstandscharakteristische Parameter
Rsm Durchschnittliche Breite der Konturzellen. Der durchschnittliche Abstand mikroskopischer Unregelmäßigkeiten im Profil innerhalb der Probenahmelänge. Der Mikrounregelmäßigkeitsabstand bezieht sich auf die Länge des Konturgipfels und des angrenzenden Konturtals auf der Mittellinie. Bei gleichem Ra-Wert ist der Rsm-Wert nicht unbedingt gleich, sodass die reflektierte Textur unterschiedlich sein wird. Oberflächen, die Wert auf Textur legen, konzentrieren sich normalerweise auf die beiden Indikatoren Ra und Rsm.
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Der Rmr-Formcharakteristikparameter wird durch das Profilträgerlängenverhältnis ausgedrückt, das das Verhältnis der Profilträgerlänge zur Probenahmelänge darstellt. Die Konturunterstützungslänge ist die Summe der Längen der Abschnitte, die durch Schneiden der Kontur mit einer geraden Linie parallel zur Mittellinie und im Abstand c von der Konturscheitellinie innerhalb der Abtastlänge erhalten werden.
7. Methode zur Messung der Oberflächenrauheit
1. Vergleichsmethode
Wird für Messungen vor Ort in Werkstätten verwendet, häufig für Messungen auf mittleren oder rauen Oberflächen. Die Methode besteht darin, den Rauheitswert der gemessenen Oberfläche durch Vergleich mit einer Rauheitsprobe zu bestimmen, die mit einem bestimmten Wert gekennzeichnet ist.
2. Stylus-Methode
Zur Messung der Oberflächenrauheit wird ein Diamantstift mit einem Spitzenkrümmungsradius von etwa 2 Mikrometern verwendet, der langsam entlang der gemessenen Oberfläche gleitet. Die Auf- und Abbewegung des Diamantstichels wird von einem elektrischen Längensensor in ein elektrisches Signal umgewandelt. Nach Verstärkung, Filterung und Berechnung wird es über ein Anzeigeinstrument angezeigt. Um den Oberflächenrauheitswert zu erhalten, kann auch ein Schreiber verwendet werden, der die Profilkurve des gemessenen Abschnitts aufzeichnet. Im Allgemeinen werden Messgeräte, die nur Oberflächenrauheitswerte anzeigen können, als Oberflächenrauheitsmessgeräte bezeichnet, während diejenigen, die Oberflächenprofilkurven aufzeichnen können, als Oberflächenrauheitsprofilmessgeräte bezeichnet werden. Beide Messgeräte verfügen über elektronische Berechnungsschaltungen bzw. Computer, die automatisch die arithmetische mittlere Abweichung des Profils Ra, die Zehn-Punkte-Höhe der Mikrounregelmäßigkeit Rz, die maximale Höhe des Profils Ry und verschiedene andere Bewertungsparameter berechnen können. Sie verfügen über eine hohe Messeffizienz und eignen sich zur Messung der Oberflächenrauheit Ra von 0.025 ~ 6,3 Mikrometer.
3. Lichtschnittmethode
Der Lichtstreifen, der nach dem Durchgang des Lichts durch den Schlitz entsteht, wird auf die gemessene Oberfläche projiziert und die Oberflächenrauheit wird anhand der Konturkurve gemessen, die durch den Schnittpunkt mit der gemessenen Oberfläche entsteht (Abbildung 3). Nachdem das von der Lichtquelle emittierte Licht den Kondensor, den Schlitz und die Objektivlinse 1 passiert hat, wird der Schlitz in einem Neigungswinkel von 45 Grad auf die gemessene Oberfläche projiziert, um eine Querschnittsprofilfigur der gemessenen Oberfläche zu erzeugen dann verstärkt und durch die Objektivlinse 2. auf die Messfläche projiziert. Verwenden Sie das Mikrometerokular und die Lesetrommel, um zuerst den h-Wert abzulesen und dann den H-Wert zu berechnen.
