سخنان ویرایشگر: زبری سطح Ra نمادی است که ما اغلب هنگام کار بر روی ماشین آلات از آن استفاده می کنیم. اساساً دوست قدیمی ماست. بدون آن، طراحی احتمالاً بی فایده خواهد بود. چنین نمادی است که ما هر روز با آن سر و کار داریم. آیا می دانید چرا به جای اعداد دیگر از 0.8، 1.6، 3.2، 6.3، 12.5 استفاده می شود؟ معتقدم دوستان جامعه هم در یادگیری و استفاده از آن دچار این سردرگمی شده اند اما پاسخ را به طور دقیق مطالعه نکرده اند. همه چیز با ریاضیات عالی شروع می شود. حالا اجازه بدهید با جزئیات به شما بگویم.
همه چیز از سیستم شماره اولویت عالی می آید!
مهندس فرانسوی رنو دید که سیم بکسل های بادکنک های هوای گرم دارای مشخصات مختلفی هستند، به همین دلیل راهی اندیشید. او 10 را به توان پنجم رساند و عدد 1.6 را گرفت. سپس اعداد را ضرب کرد تا پنج عدد اولویت زیر بدست آید:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
این یک دنباله هندسی است و آخرین عدد 1.6 برابر عدد قبلی است. سپس فقط 5 نوع سیم بکسل زیر 10 وجود دارد و فقط 5 نوع سیم بکسل از 10 تا 100 وجود دارد، یعنی 10، 16، 25، 40 و 63.
با این حال، این روش تقسیم بسیار پراکنده بود، بنابراین آقای لی به تلاش خود ادامه داد و 10 را به توان 10 رساند و سیستم شماره اولویت R10 را به شرح زیر بدست آورد:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
نسبت رایج 1.25 است، بنابراین تنها 10 نوع سیم طناب فولادی در 10 وجود دارد، و تنها 10 نوع سیم طناب بین 10 تا 100 وجود دارد که منطقی تر است. در این زمان، کسی باید گفته باشد که در این دنباله، به نظر می رسد اعداد اول تفاوت چندانی ندارند، مانند 1.0 و 1.25. تقریباً هیچ تفاوتی وجود ندارد. من معمولا جمع می کنم، اما فاصله بین 6.3 و 8.0 زیاد است. آیا این معقول است؟
معقول است یا نه، بیایید یک قیاس کنیم. به عنوان مثال، اعداد طبیعی 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9 بسیار صاف به نظر می رسند. ما از این ترتیب برای پرداخت دستمزد استفاده میکنیم و به ژانگ سان 1000 و به لی سی 2{12}} میدهیم. هر دوی آنها متقاعد شده اند. تورم ناگهانی وجود دارد. به Zhang San 8,000 و Li Si 9,000 بدهید. در گذشته حقوق لی سی دو برابر ژانگ سان بود، اما اکنون 1.12 برابر است. آیا فکر می کنید لی سی مایل باشد؟ او ناظر است و 16 دادن به او کافی نیست. ژانگ سان شکایت نمی کند که سرپرست 8،{22}} بیشتر از او دارد.
دو راه برای مقایسه چیزها در طبیعت وجود دارد، یعنی «نسبی» و «مطلق»! سیستم شماره اولویت نسبی است.
برخی می گویند مشخصات محصول او 10 تن و 20 تن و 30 تن و 40 تن است. حالا غیر منطقی به نظر می رسد، درست است؟ اگر دوبل بگیرید باید 10 تن 20 تن 40 تن 80 تن باشد یا سر و دم را نگه دارید 10 تن 16 تن 25 تن 40 تن باشد نسبت رایج 1.6 است.
این «استانداردسازی» است. من اغلب می بینم که افرادی در مورد "استانداردسازی" در انجمن ها صحبت می کنند. در واقع چیزی که آنها درباره آن صحبت می کنند «قطعات استاندارد» است. کاری که آنها انجام می دهند این است که قطعات استاندارد کل دستگاه را مرتب می کنند که به آن استانداردسازی می گویند. در واقع اینگونه نیست. . برای استانداردسازی واقعی، باید تمام پارامترهای محصول خود را طبق سیستم شماره اولویت سریال کنید و سپس پارامترهای عملکردی و ابعاد همه اجزا را با استفاده از سیستم شماره اولویت سریال کنید.
اعداد طبیعی بی نهایت هستند، اما از نظر طراحان مکانیک، تنها 10 عدد در جهان وجود دارد که اعداد اولویت R10 هستند. علاوه بر این، وقتی این 10 عدد ضرب، تقسیم، افزایش و مجذور شوند، نتیجه همچنان بین این 10 عدد است. چه جالب! وقتی در حال طراحی هستید و نمی دانید چه اندازه ای را انتخاب کنید، فقط از بین این 10 عدد انتخاب کنید. چقدر راحت است!
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
دو شماره اولویت مانند 4 و 2 به ترتیب دارای شماره سریال N24 و N12 هستند. هنگامی که آنها ضرب می شوند و شماره سریال آنها اضافه می شود، نتیجه برابر N36 یا 8 می شود. هنگام تقسیم، شماره های سریال کم می شود و نتیجه برابر N12 یا 2 می شود. برای مکعب 2، شماره سریال N12 را در 3 ضرب کنید تا N36 به دست آید که 8 می شود. برای جذر 4، شماره سریال N24 آن را بر 2 تقسیم کنید تا N12 به دست آید که 2 می شود. اگر چهارمین توان 2 را پیدا کنیم چطور؟ N12*{{20}}N48، اینجا کسی نیست، چه کار کنم؟ در لیست بالا شماره قبلی وجود ندارد که 10 است. شماره سریال آن N40 است. اگر شماره سریال بزرگتر از 40 است فقط به قسمت بزرگتر از 40 نگاه کنید. مثلاً برای N48 به N8 نگاه کنید که 1.6 است و سپس آن را در 10 ضرب کنید تا به 16 برسد. اگر شماره سریال N88 است به N8 نگاه کنید تا 1.6 بدست آورید سپس آن را در 100 ضرب کنید تا به 160 برسید زیرا شماره سریال 100 N80 و شماره سریال 1000 N120 و ... برای طراحی مکانیکی کافی است. برای استفاده از این 20 عدد برای یک عمر. اما گاهی لازم است از سیستم شماره R40 استفاده شود. با 40 عدد کاملتر است. اگر کافی نیست سری R80 هم هست. من سیستم شماره R40 را به طور کامل می شناسم و حتی برای محاسبات کلی نیازی به ماشین حساب ندارم. به بیان ساده، مقاومت پیچشی فولاد با قطر 45 40-را محاسبه کنید. ضریب پیچش 0.5*π*R^3 است. تنش پیچشی نیمی از نقطه تسلیم 360 است که 180 مگاپاسکال است. عدد پی 3.15 است. از دست چپ و راست خود برای فشار دادن نقطه اعشار و محاسبه ذهنی جمع و تفریق اعداد سریال استفاده کنید. یه لحظه بیا بیرون آیا کسی گفته است که شما یک عامل ایمنی اضافه نمی کنید؟ به من بگویید، آیا باید 1.25، 1.5، یا 2 را انتخاب کنم؟ هه
مقطع طلایی 0.618 است که 1.618 است و در اینجا 1.6 نیز وجود دارد.
دنباله ریشه دوم ریشه دوم 1، ریشه دوم 2، ریشه دوم 3 است. پیدا کردن آن آسان است، درست است؟ (شماره سریال 3 N19 است)
مربع π چیست؟ برابر 10. آیا وقتی محاسبه می کنید که میله فشار پایدار است راحت است؟
ضریب پیچش یک میله گرد حدود 0.1*D^3 است. حالا می توانید ضریب پیچش را به صورت شفاهی محاسبه کنید، درست است؟
چرا پیچ بزرگ مستقیماً از M36 به M40 پرید؟
چرا ضریب انتقال دنده 6.3 یا 7.1 است؟
چرا فولاد کانالی دارای گیج 12.6 است که به ندرت در بازار دیده می شود؟
چرا کارخانه برون سپاری زنگ زد و گفت لوله 140 مربع نیست ولی 120 و 160 هست؟ زیرا سیستم اعداد R5 بر سیستم اعداد R20 ارجحیت دارد.
چرا پارامترهای قطعات استاندارد دارای یک دنباله اول و یک دنباله دوم هستند؟ به طور کلی، اولین سکانس دنباله R5 است.
چرا لیست سوراخ پیچ Inventor دارای M11.2 است؟ حالا می دانید که این یک عدد ساختگی نیست، درست است؟
تصویر
همچنین ضخامت ورق فولادی، مدل مقطع فولادی، ماژول دنده، تمام قطعات استاندارد، پارامترهای عملکردی، پارامترهای ابعادی، جداول تحمل استاندارد روی تمام نمونههای محصولات صنعتی و غیره و غیره وجود دارد که منشأ آنها کم کم در قلب ما روشن میشود. لحظه . می توان گفت نصف کتابچه راهنمای طراحی مکانیکی و همچنین آن دسته از محصولات صنعتی که هنوز ساخته نشده اند را درک کرده ایم.
سپس، زمانی که محصولی را طراحی می کنیم، به جای اینکه پس از اتمام طراحی، به اصطلاح «استانداردسازی» را انجام دهیم، می توانیم همزمان یک سری طراحی کنیم. علاوه بر این، اگر محصول قرار است سریال شود، حتی می توانیم آن را مطابق با شرایط کاری واقعی طراحی کنیم. محصول را بدون دانستن چیز زیادی در مورد آن طراحی کنید زیرا سیستم شماره اولویت از قبل شامل همه مدل ها می شود.
کاربردهای سیستم شماره اولویت که در بالا ذکر شد را می توان به عنوان قطره ای در اقیانوس توصیف کرد و برنامه های بی پایانی در انتظار ما هستند تا خودمان را توسعه دهیم.
حالا که منشأ مقدار زبری سطح را فهمیدیم، بیایید نگاهی به دانش زبری سطح بیندازیم!
1. مفهوم زبری سطح
ناهمواری سطح به ناهمواری سطح ماشینکاری شده با فواصل کوچک و قله ها و دره های ریز اشاره دارد. فاصله (فاصله موج) بین دو تاج موج یا دو فرورفتگی موج بسیار کم است (کمتر از 1 میلی متر) که یک خطای شکل هندسی میکروسکوپی است.
به طور خاص به ارتفاع و فاصله S قله ها و دره های کوچک اشاره دارد. به طور کلی به نقاط S تقسیم می شود:
S
1 کمتر یا مساوی S کمتر یا مساوی 10 میلی متر موجی است
S>10 میلی متر f شکل است
2. VDI3400, Ra, Rmax جدول مقایسه
استانداردهای ملی تصریح می کنند که معمولاً از سه شاخص برای ارزیابی زبری سطح (واحد: میکرومتر) استفاده می شود: میانگین انحراف حسابی Ra پروفیل، میانگین ارتفاع ناهمواری Rz و حداکثر ارتفاع Ry. نشانگر Ra اغلب در تولید واقعی استفاده می شود. حداکثر انحراف ارتفاع میکروسکوپی Ry از کانتور معمولاً با نماد Rmax در ژاپن و سایر کشورها بیان می شود و نشانگر VDI معمولاً در اروپا و ایالات متحده استفاده می شود. در زیر جدول مقایسه VDI3400، Ra و Rmax آورده شده است.
تصویر
جدول مقایسه VDI3400 Ra, Rmax
تصویر
3. عوامل ایجاد زبری سطح
ناهمواری سطح عموماً ناشی از روش ماشینکاری مورد استفاده و عوامل دیگری مانند اصطکاک بین ابزار و سطح قطعه در طول فرآیند ماشینکاری، تغییر شکل پلاستیکی فلز سطح در هنگام جداسازی برادهها و لرزش با فرکانس بالا در سیستم فرآیند است. ، چاله های تخلیه ماشینکاری الکتریکی و غیره. به دلیل روش های مختلف پردازش و مواد قطعه کار، عمق، چگالی، شکل و بافت آثار باقی مانده بر روی سطح پردازش شده متفاوت است.
4. اثرات اصلی زبری سطح بر روی قطعات
بر مقاومت در برابر سایش تأثیر می گذارد. هرچه سطح زبرتر باشد، سطح تماس موثر بین سطوح جفتگیری کوچکتر، فشار بیشتر، مقاومت اصطکاک بیشتر و سایش سریعتر میشود.
بر ثبات تناسب تأثیر می گذارد. برای تناسب با فاصله، هرچه سطح زبرتر باشد، پوشیدن آن آسانتر است و باعث میشود که شکاف در حین کار به تدریج افزایش یابد. برای تناسب تداخل، تداخل موثر واقعی به دلیل مسطح شدن قله های محدب میکروسکوپی در طول مونتاژ کاهش می یابد. قدرت اتصال
بر قدرت خستگی تأثیر می گذارد. در سطح قطعات ناهموار فرورفتگی های بزرگی وجود دارد که مانند گوشه های تیز و ترک ها نسبت به تمرکز تنش حساس هستند و در نتیجه بر استحکام خستگی قطعه تاثیر می گذارند.
بر مقاومت در برابر خوردگی تأثیر می گذارد. سطوح قطعات ناهموار به راحتی می توانند به گازها یا مایعات خورنده اجازه دهند تا از طریق دره های میکروسکوپی روی سطح به لایه فلزی داخلی نفوذ کنند و باعث خوردگی سطح شوند.
روی آب بندی تاثیر بگذارد. سطوح ناهموار نمی توانند محکم با هم قرار گیرند و گاز یا مایع از شکاف بین سطوح تماس نشت می کند.
بر سفتی تماس تأثیر می گذارد. سختی تماس توانایی سطح اتصال قطعات برای مقاومت در برابر تغییر شکل تماس تحت تأثیر نیروهای خارجی است. سختی ماشین تا حد زیادی به سفتی تماس بین قطعات مختلف بستگی دارد.
بر دقت اندازه گیری تاثیر می گذارد. زبری سطح سطح اندازه گیری شده قطعه و سطح اندازه گیری ابزار اندازه گیری مستقیماً بر دقت اندازه گیری تأثیر می گذارد، به ویژه در اندازه گیری دقیق.
علاوه بر این، زبری سطح درجات متفاوتی بر پوشش قطعات، رسانایی حرارتی و مقاومت در برابر تماس، توانایی بازتابی و عملکرد تابش، مقاومت در برابر جریان مایع و گاز، و جریان سطح رسانا خواهد داشت.
5. مبنای ارزیابی زبری سطح
1. طول نمونه برداری
طول نمونه برداری L طول یک خط مرجع است که برای ارزیابی زبری سطح مشخص شده است. طولی که می تواند ویژگی های زبری سطح را منعکس کند باید بر اساس شکل گیری سطح واقعی و ویژگی های بافت قطعه انتخاب شود. طول نمونه برداری باید بر اساس جهت کلی پروفیل سطح واقعی اندازه گیری شود. طول نمونه برداری به منظور محدود کردن و کاهش اثرات موجی سطح و خطاهای شکل بر روی نتایج اندازه گیری زبری سطح مشخص و انتخاب می شود. گزینه های رایج برای زبری سنج ها عبارتند از: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
تصویر
2. طول ارزیابی
طول ارزیابی طولی است که برای ارزیابی پروفیل ضروری است که ممکن است شامل یک یا چند طول نمونه برداری باشد. از آنجایی که زبری سطح قسمتهای مختلف سطح قطعه لزوماً یکنواخت نیست، یک طول نمونهبرداری اغلب نمیتواند بهطور منطقی ویژگی زبری سطح خاصی را منعکس کند. بنابراین، برای ارزیابی زبری سطح باید چندین طول نمونه برداری از سطح انجام شود. طول ارزیابی عموماً شامل 1 تا 5 طول نمونه برداری L است. زمانی که طول نمونه برداری 0.8 و طول ارزیابی 5L، 5X0 باشد.8=4میلی متر است.
3. پایه
خط مرجع خط مرکزی کانتور است که برای ارزیابی پارامترهای زبری سطح استفاده می شود. دو نوع خط مبنا وجود دارد: حداقل مربعات خط وسط کانتور: در طول نمونه برداری، مجموع مربعات انحرافات کانتور هر نقطه روی خط کانتور کوچکترین است و دارای شکل هندسی است. میانگین حسابی خط مرکزی کانتور: در طول نمونه برداری، مناطق خطوط در دو طرف خط مرکزی برابر است. از نظر تئوری، خط مرکزی حداقل مربعات خط پایه ایده آل است، اما به دست آوردن آن در کاربردهای عملی دشوار است. بنابراین، به طور کلی به جای آن از میانگین حسابی خط مرکزی کانتور استفاده می شود و می توان به جای آن از یک خط مستقیم با موقعیت تقریبی در حین اندازه گیری استفاده کرد.
4. اندازه گیری سکته مغزی
کورس اندازه گیری به فاصله حرکت قلم سنسور بر روی قطعه کار واقعی اشاره دارد. سکته اندازه گیری معمولاً رابطه محاسبه طول ارزیابی به اضافه 2 طول نمونه برداری است: به عنوان مثال، زمانی که طول ارزیابی به عنوان 5L انتخاب می شود، طول نمونه برداری L 0.8mm است، حرکت اندازه گیری 5L{{5 است. }}L=7L، و حرکت اندازهگیری 7X0 است.8=5.6 میلیمتر. این را بدانید بسیار مهم است، مسافت طی شده روی قطعه کار قابل محاسبه است. این اندازه سطح تماس کوچکترین قطعه کار اندازه گیری شده توسط کاربر را تعیین می کند.
6. پارامترهای ارزیابی زبری سطح
1. پارامترهای مشخصه ارتفاع
انحراف میانگین حسابی Ra: میانگین حسابی مقادیر عالی انحراف کانتور در طول نمونه برداری (lr). در اندازه گیری واقعی، هرچه تعداد نقاط اندازه گیری بیشتر باشد، Ra دقیق تر است.
تصویر] [تصویر
Rz حداکثر ارتفاع پروفیل: فاصله بین خط قله و خط پایین دره.
Ra در محدوده رایج پارامترهای دامنه ترجیح داده می شود. قبل از سال 2006، پارامتر ارزیابی دیگری در استاندارد ملی وجود داشت: "ارتفاع ده نقطه ناهمواری میکروسکوپی" که با Rz و حداکثر ارتفاع کانتور با Ry نشان داده می شود. پس از سال 2006، ارتفاع ده نقطه ناهمواری میکروسکوپی در استاندارد ملی لغو شد و به تصویب رسید. Rz نشان دهنده حداکثر ارتفاع پروفیل است.
تصویر
2. فاصله گذاری پارامترهای مشخصه
Rsm میانگین عرض سلول های کانتور. میانگین فاصله بی نظمی های میکروسکوپی در پروفیل در طول نمونه برداری. فاصله ریز بی نظمی به طول قله کانتور و دره کانتور مجاور در خط مرکزی اشاره دارد. برای همان مقدار Ra، مقدار Rsm لزوماً یکسان نیست، بنابراین بافت بازتابی متفاوت خواهد بود. سطوحی که بافت را ارزش گذاری می کنند معمولاً روی دو شاخص Ra و Rsm تمرکز می کنند.
تصویر
پارامتر مشخصه شکل Rmr با نسبت طول تکیه گاه پروفیل بیان می شود که نسبت طول تکیه گاه پروفیل به طول نمونه برداری است. طول تکیه گاه کانتور مجموع طول مقاطع به دست آمده از تقاطع کانتور با یک خط مستقیم موازی با خط مرکزی و فاصله c از خط پیک کانتور در طول نمونه برداری است.
7. روش اندازه گیری زبری سطح
1. روش مقایسه ای
برای اندازه گیری در محل در کارگاه ها، اغلب برای اندازه گیری روی سطوح متوسط یا ناهموار استفاده می شود. روش برای تعیین مقدار زبری سطح اندازه گیری شده با مقایسه آن با نمونه زبری مشخص شده با مقدار مشخص است.
2. روش قلم
زبری سطح از یک قلم الماس با شعاع انحنای نوک حدود 2 میکرون استفاده می کند تا به آرامی در امتداد سطح اندازه گیری شده بلغزد. جابجایی بالا و پایین قلم الماس توسط یک سنسور طول الکتریکی به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود. پس از تقویت، فیلتر کردن و محاسبه، توسط یک ابزار نمایشگر نشان داده می شود. برای به دست آوردن مقدار زبری سطح، می توان از یک ضبط کننده برای ثبت منحنی پروفیل مقطع اندازه گیری شده نیز استفاده کرد. به طور کلی، ابزارهای اندازه گیری که فقط می توانند مقادیر زبری سطح را نمایش دهند، ابزار اندازه گیری زبری سطح نامیده می شوند، در حالی که ابزارهایی که می توانند منحنی های پروفایل سطح را ثبت کنند، متر مشخصات زبری سطح نامیده می شوند. هر دو ابزار اندازه گیری دارای مدارهای محاسبه الکترونیکی یا کامپیوترهایی هستند که می توانند به طور خودکار میانگین حسابی انحراف پروفایل Ra، ارتفاع ده نقطه ای میکروبی نظمی Rz، حداکثر ارتفاع پروفیل Ry و سایر پارامترهای ارزیابی مختلف را محاسبه کنند. آنها راندمان اندازه گیری بالایی دارند و برای اندازه گیری زبری سطح Ra از 0.025 ~ 6.3 میکرون قابل استفاده هستند.
3. روش برش نور
نوار نوری که پس از عبور نور از شکاف ایجاد میشود، بر روی سطح اندازهگیری شده پخش میشود و زبری سطح بر اساس منحنی کانتوری که از تقاطع آن با سطح اندازهگیری شده تشکیل شده است اندازهگیری میشود (شکل 3). پس از عبور نور ساطع شده از منبع نور از کندانسور، شکاف و عدسی شی 1، شکاف بر روی سطح اندازه گیری شده با زاویه شیب 45 درجه پخش می شود تا شکل مقطعی سطح اندازه گیری شده را تشکیل دهد. سپس تقویت شده و از طریق عدسی شیئی 2. روی رتیکول روی سطح اندازه گیری شده پخش می شود. با استفاده از چشمی میکرومتر و درام خواندن ابتدا مقدار h را بخوانید و سپس مقدار H را محاسبه کنید.
