Экономическая точность обработки таблица

Шероховатость

Качество поверхностного слоя определяется совокупностью характеристик: физико-механическим сосотоянием, микроструктурой металла поверхностного слоя , шероховатостью поверхности. Сосотояние поверхностного слоя влияет на эксплуатационные свойства деталей машин: износостойксть, виброустойчивость, контактную жесткость, прочность соединений и т.д. Параметры и характеристики шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789-73.

Существуют 6 параметров оценки шероховатости поверхности:

Высотные: Ra – среднеарифметическое отклонение профиля
Rz – высота неровностей профиля по 10 точкам
Rmax – наибольшая высота профиля
Шаговые: S – средний шаг местных выступов профиля
Sm – редний шаг неровностей профиля по средней линии
Высотно-шаговый: tp – относительная опорная длина профиля

Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых нормируются, служит средняя линия профиля – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.
Через низшую и высшую точки профиля в пределах базовой длины L проводят линии выступов и впадин профиля параллельно средней линии. Расстояние между этими линиями и определяет наибольшую высоту неровностей профиля Rmax.

rough.png (44539 bytes)

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra определяется как среднее арифметическое абсолютных значенией отклонений профиля в пределах базовой длины:

Высота неровностй профиля по десяти точкам Rz равна средней арифметической суммы абсолютных отклонений точек пяти наибольших максимумов Hi max и пяти наибольших минимумов Hi min профиля в пределах базовой длины:

Вместо средней линии определяют расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов hi max и низших точек пяти наименьших минимуов hi min до линии, параллельной средней и непересекающей профиль.

Средний шаг неровностей Sm вычисляют как среднеарифметическое значение шага неровностей Si m в пределах базовой длины:

Средний шаг неровностей профиля по вершинам S – среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам Si в пределах базовой длины:

Под опорной длиной профиля η p понимают сумму длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в матереале выступов профиля линией эквидистантной средней линии. Относительная опорная длина профиля tp определяется как отношение опорной длины профиля η p к базовой длине:

В дополнение к количественным параметрам для более полной характеристики шероховатости указывают направление неровностей:

Ro_paral.png (218 bytes) Ro_paral_z.png (523 bytes) Ro_honeycomb.png (1055 bytes) Ro_honeycomb_z.png (713 bytes)
Ro_normal.png (330 bytes) Ro_normal_z.png (573 bytes) Ro_circ.png (1353 bytes) Ro_circ_z.png (689 bytes)
Ro_cross.png (890 bytes) Ro_cross_z.png (698 bytes) Ro_ram.png (1463 bytes) Ro_ram_z.png (698 bytes)
Ro_point.png (1356 bytes) Ro_point_z.png (654 bytes)

Влияние технических требований на цену металлообработки или как уменьшить стоимость детали

В данной статье представлены справочные материалы и рекомендации, которые могут помочь Заказчику минимизировать стоимость детали на стадии разработки документации или же внести коррективы в существующую.

Завышенные требования неоправданно увеличивают стоимость изготовления продукции.

Каждой технологической операции присущи свои ньюансы, поэтому эти рекомендации относятся в первую очередь к токарной и фрезерной обработке металлов и их сплавов.

Ключевыми факторами, влияющими на расчет стоимости изготовления детали являются:

  • выбор металла (его обрабатываемость, которая зависит от механических свойств и прежде всего от твердости и вязкости)
  • требования к точности (допуски на размеры, а также допуски формы и расположения поверхностей)
  • требования к чистоте обработки (необходимая шероховатость поверхности)

Шероховатость поверхности достижимая при различных видах обработки

Вид обработки

Степень обработки

Квалитет

Примечание: В таблице дана экономически выгодная точность обработки для серийного и массового производства. Например – 6 квалитет при обработке наружных поверхностей вращения можно получить и при токарной обработке. Но тогда возрастет стоймость обработки: увеличется основное время, резец надо чаще затачивать и т.д.

Выбор металла

С точки зрения обрабатываемости стандарт ISO 513 предполагает наличие шести групп. В таблице обрабатываемости материалов приведены значения удельной силы резания для различных металлов и сплавов в зависимости от их состояния. Чем выше значение, тем труднее обрабатывается материал. Для упрощения широко применяемые металлы и сплавы можно разделить на три основные группы: цветные, черные, закаленные черные.

Цветные металлы и сплавы на основе алюминия, магния, меди, олова, цинка легко обрабатываются (уд. сила резания 700-800н/мм²) и позволяют обеспечить высокую стойкость инструмента. Исключение составляет титан и его сплавы, которые обладают повышенной вязкостью и обрабатываются значительно хуже.

Черные металлы, к которым относятся стали и чугуны, обрабатываются существенно хуже легких сплавов (уд. сила резания 1350-3300н/мм²) и требуют повышенного расхода инструмента. Хуже всего обрабатываются нержавеющие и жаропрочные стали. Для фрезерной обработки стальной детали может потребоваться в 3- 4 раза больше времени, чем для аналогичной из легкого сплава. При выборе марки стали необходимо помнить, что нет смысла использовать высоколегированные стали без термообработки – повышенную механическую прочность и твердость они приобретают в процессе закалки и отпуска.

Закаленные черные металлы являются самыми труднообрабатываемыми (уд. сила резания более 4600н/мм²). Чем выше твердость, тем тяжелее обработка и выше расход инструмента. Если токарная обработка сталей с твердостью 60HRC достаточно заурядна, то фрезерная обработка деталей такой твердости трудновыполнима и встречается крайне редко. Предсказать расход инструмента при такой фрезеровке довольно сложно. Значения твердости для различных марок сталей и вариантов термообработки приведены в таблице типовых режимов термообработки.

Для уменьшения стоимости заказываемой детали на этапе проектирования (если позволяют нагрузки и условия эксплуатации) следует отдавать предпочтение легкообрабатываемым материалам. Особенно актуально это для фрезерных работ по металлу: несмотря на существенную разницу в стоимости заготовки, итоговая цена стального корпуса будет в разы выше, чем аналогичного из Д16Т.

Удельная сила резания

Удельная сила резания

Типовые режимы термообработки сталей

Типовые режимы термообработки сталей

Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допускоф размера и формы

Допуск размера по квалитетам Допуск формы, % от допуска размера Номинальные размеры,мм
До 18 Св. 18 до 50 Св. 50 до 120 Св. 120 до 500
IT5 100
60
40
0.4
0.2
0.1
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
1.6
0.8
0.4
IT6 100
60
40
0.8
0.4
0.2
1.6
0.8
0.4
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
IT7 100
60
40
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
3.2
1.6
0.8
3.2
3.2
1.6
IT8 100
60
40
1.6
0.8
0.4
3.2
1.6
0.8
3.2
3.2
1.6
3.2
3.2
1.6
IT9 100
60
40
3.2
1.6
0.8
3.2
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
6.3
6.3
3.2
IT10 100
60
40
3.2
1.6
0.8
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
6.3
6.3
3.2
IT11 100
60
40
6.3
3.2
1.6
6.3
3.2
1.6
12.5
6.3
3.2
12.5
6.3
3.2
IT12; IT13 100
60
40
12.5
12.5
6.3
12.5
12.5
6.3
25
25
12.5
25
25
12.5
IT14; IT15 100
60
40
12.5
12.5
12.5
25
25
12.5
50
50
25
50
50
25

В случаях, когда это необходимо по функциональным требованиям, допускается устанавливать значение шероховатости Ra менее указанных в таблице.

Требования к шероховатости

В таблице соответствия классов шероховатости приведены ее характерные значения для различных видов обработки. У каждого вида обработки есть предельная величина шероховатости, для преодоления которой необходимо переходить на другой вид. В диапазоне достижимых значений для каждого вида обработки более высокая чистота поверхности требует, как правило, дополнительных трудозатрат, что приводит к увеличению стоимости.

Для обеспечения работоспособности различных элементов деталей существуют различные требования к их шероховатости, предпочтительные значения которых приведены в соответствующей таблице. При назначении параметров шероховатости не стоит превышать эти значения, так как работоспособности детали это не повысит, а стоимость увеличит.

Соответствие классов и параметров шероховатости

Соответствие классов и параметров шероховатости

Параметры шероховатости для различных элементов деталей

Параметры шероховатости для различных элементов деталей

Вкратце, все вышесказанное можно свести к нескольким простым рекомендациям:

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий