Микрогеометрии поверхности

При вероятностном анализе оценок параметров микрогеометрии поверхностей в настоящее время применяются статистические анализаторы. В лаборатории теории трения ИМАШ разработаны два типа таких анализаторов [103]. Авторы использовали серийно выпускаемый прибор ПОБД-12 производства ЦГМИС для оценки плотности распределения вероятности. Прибор ПОБД-12 представляет собой двенадцатиразрядный электромеханический анализатор плотности вероятностей дискретного типа, предназначенный для статистического анализа случайных процессов, записанных в виде графика на диаграммной ленте.

21. Дриц М. Е. Влияние микрогеометрии и микроструктуры поверхностей трения на их износостойкость. Качество обработанных поверхностей деталей машин. М., Изд-во АН СССР, 1959, № 4.

28. Дьяченко П. Е., Слинко Б. Л. Влияние микрогеометрии поверхностей цапф на работу подшипников из свинцовистой бронзы,—Трение и износ в машинах. Сб. V. М., Изд-во АН СССР, 1950, стр. 25.

Теплопроводность Я,, температуропроводность а и теплоемкость ср металлоплакирующих смазок имеют важное значение как при расчете технологической аппаратуры и процессор их производства, так и при использовании смазок в узлах трения. Согласно теории контактного теплообмена тепловая проводимость фрикционной зоны сопряжения деталей ак определяется суммой прово-димостей межконтактной смазочной среды ас и металлических контактных мостиков аы, которые зависят от теплофизических свойств материалов и микрогеометрии поверхностей трения. Введение порошкообразных металлов с хорошей тепловой проводимостью в контактную зону и заполнение ими (а в случае оплавления — жидким металлом) пространства между выступами шероховатостей приведет к увеличению как <хс, так и <хм. Кроме того, повышение температуропроводности увеличивает скорость эвакуации тепла из перегретых зон, возникающих при тяжелых режимах трения. В этом плане целесообразно использовать металлические порошки легкоплавких эвтектических сплавов. Как показали результаты экспериментов, на установке ОТС-3, предназначенной 70

Тесно связанная со взаимозаменяемостью стандартизация шероховатости, отклонения формы и расположения поверхностей также осуществлена на базе направления от целого к частному. Первый в мировой практике стандарт по нормированию шероховатости был разработан в 1945 г. в Советском Союзе, возглавившем затем международную стандартизацию в указанной области. Последовательно, в несколько этапов, были проанализированы все факторы микрогеометрии поверхностей. Это дало возможность стандартизовать образцы (эталоны) шероховатости и точностные требования к приборам. Далее получила развитие стандартизация в области отклонений формы и расположения поверхностей. Большое влияние этих отклонений на кинематическую точность и точность сборки машин и их элементов, герметичность, плавность хода, износоустойчивость и другие важные функциональные свойства машин (оборудования) делает такую стандартизацию крайне необходимой.

В настоящее время никто уже не оспаривает тот очевидный «факт, что в каждом стандарте — в том числе и технологическом, аккумулирован не только коллективный труд создателей новых автоматизированных или механизированных производств, но и те инженерные замыслы, на базе которых осуществлена новая технология. Технологических стандартов на детали машин еще очень мало, но с каждым годом их число должно возрастать все заметнее, особенно при развитии отраслевой стандартизации. Когда технологические стандарты охватят комплекс деталей, характерных по функциональному назначению, габаритным размерам, материалу, точности изготовления, микрогеометрии поверхностей, термической обработке и т. п., для изготовления аналогич-

4.Детали машин и оборудования, которые в данное время могут быть унифицированы или стандартизованы только в части методов изготовления, марок материалов, требований к взаимозаменяемости, микрогеометрии поверхностей и конструктивных элементов.

Разносистемность технической документации не ограничивается только вопросами взаимозаменяемости или микрогеометрии поверхностей, которые неизбежно приводят к разным технологическим процессам. На многих заводах даже с аналогичным профилем специализации часто действуют свои нормали или свои системы присоединительных размеров. Поставщики технической документации также нередко пользуются принятыми у них местными нормалями, которые никак не согласованы с нормативами тех заводов, которые будут изготовлять продукцию по данной технической документации, и это создает немалые затруднения и задержки при подготовке нового производства. Во всех этих и других подобных случаях особенно необходима согласованная система входного нормоконтроля для изготовителей продукции и выходного нормоконтроля для поставщиков чертежей и другой технической документации.

микрогеометрии поверхностей трения, а иногда и механических свойств поверхностного слоя металла. В периоде приработки обычно также изменяется прилегание сопряжённых деталей и уменьшается интенсивность износа. На фиг. 114 представлена кривая изменения ве-

Микроинтерферометр Линника. Для оценки микрогеометрии поверхностей после отделочных операций служит микроинтерферометр Линника с тремя головками: первая — для поверхностей высотой неровностей от нуля до 1 мк (хонинг, притирка, суперфиниш), вторая — от 1 до 8 мк (тонкое точение, шлифование) и модель ИЗК-46 от 0,1 до 6 мк. Увеличение в первой головке от 280 до 600 (в зависимости от увеличения окуляр-микрометра), увеличение во второй головке — от 56 до 120.

Характеристика процесса Отделочная обработка тел вращения резцами из алмазов или твёрдых сплавов при высоких скоростях резания, малых подачах и малых глубинах резания Отделочная обработка отверстий развёртками при малых окружных скоростях и глубинах резания Отделочная обработка внутренних и наружных поверхностей протяжками при малых скоростях резания и малых глубинах резания, снимаемых каждым зубом Отделочное торцовое фрезерование плоских поверхностей одно- или МЕО-гозубыми фрезами с большой скоростью резания при малых подачах и малых глубинах резания Отделка наружных цилиндрических и конических поверхностей посредством угловых фрез с мелким зубом при небольшой круговой подаче изделия Строгание широкими резцами при больших подачах с малыми скоростями и глубинами резания Отделочное шлифование мелкозернистыми абразивными кругами Доводка размеров и чистоты поверхностей различных конфигурации посредством притиров, имеющих форму обрабатываемой поверхности, и шаржированного в притире или свободного абразивного порошка или паст ; Доводка размеров и чистоты поверхностей вращения посредством мелкозернистых абразивных брусков в процессе взаимосвязанного вращательного и возвратно-поступательного перемещения головки с брусками или голопки и детали \ Доводка микрогеометрии поверхностей вращения и плоских поверхностей посредством весьма мелкозернистых абразивных брусков, совершающих быстрое колебательное движение в комбинации с вращательными или возвратно-поступательными движениями детали и брусков Придание блеска и чистоты поверхностям деталей машин посредством быстро вращающихся мягких кругов с нанесёнными на них поверхностно активными пастами или веществами Отделочная обработка внешних и внутренних поверхностей вращения путём пластического деформирования

Припуск разбивается на черновой, чистовой и отделочный. Величина припуска определяется в зависимости от полученных при предыдущей обработке: величины дефектного слоя (упрочнение, отпуск, прижог и т. д.); микрогеометрии поверхности; погрешностей формы детали; погрешности установки детали для данной операции; допуска на выполнение предыдущей операции.

3) Определяются подачи в зависимости от: а) вида детали и характеристики ее обрабатываемых поверхностей (жесткости, прочности и виброустойчивости, состояния поверхностного слоя, микрогеометрии поверхности); б) режущего инструмента (прочности, жесткости, износоустойчивости и виброустойчивости); в) характеристики станка (прочности механизмов подач, скоростей, жесткости, виброустойчивости и кинематики).

Шероховатое т ь. Значения коэффициента влияния шероховатости поверхности приведены в табл. 16.7. С повышением прочности стали растут требования к микрогеометрии поверхности. При грубой обработке поверхности предел выносливости высокопрочных сталей оказывается не выше, чем у обычных среднеуглероди-стых сталей. Особенно чувствительны к качеству поверхности титановые сплавы.

Вероятно, нельзя получить хорошее согласование опытных данных с расчетной зависимостью, если последняя учитывает только влияние теплофизических свойств материала теплоотдающей поверхности и не учитывает ее микрогеометрию. Последний фактор, по-видимому, оказывает решающее воздействие на интенсивность теплообмена при кипении. Опираясь на теорию зарождения и роста паровых Пузырей, а также на результаты исследования характера микрогеометрии, образующейся при разных способах обработки материалов, авторы работы [79] рекомендуют нормировать значительное число параметров, характеризующих микрогеометрию поверхности: Rz — высоту неровностей профиля по десяти точкам; -^макс — сумму из наибольшей высоты выступов шероховатости и наибольшей глубины впадины в пределах базовой длины трубы; Ra— среднеарифметическое отклонение профиля; Sm — среднеарифметическое значение шага неровностей в пределах базовой длины и /р — относительную опорную длину профиля. Такой большой набор нормируемых параметров авторы объясняют тем, что одинаковые виды механической обработки разных материалов приводят к различной структуре микрогеометрии поверхности. Однако для количественной оценки влияния отдельных параметров мы еще не располагаем достаточным объемом экспериментального материала.

При незначительной степени повреждения поверхности, когда она соизмерима, с шероховатостью, о величине повреждения (например, об износе) можно судить по изменению микрогеометрии поверхности (см. гл. 5, п. 4).

•• -Формула (7), так же как и формула (5), показывает линейную зависимость износа от номинального давления и скорости скольжения, однако в ней раскрыты структура коэффициента износа /г, его зависимость от вида контакта, механических характеристик материала, микрогеометрии поверхности и других факторов.

Взаимодействие твердых тел при контактировании в значительной степени зависит от распределения материала по высоте, отсчитываемой от плоскости (в случае контактирования твердых тел, имеющих плоские поверхности), параллельной плоскости касания. Распределение материала в поверхностном шероховатом слое аналитически описывается [20] или нормальным законом со смещенным центром распределения для поверхностей, у которых на образование микрогеометрии поверхности оказывают влияние периодические факторы, или нормальным законом для поверхностей, имеющих нерегулярную шероховатость. Во многих расчетах взаимодействия контактирующих тел [20, 52, 83] начальную часть опорной кривой аппроксимируют степенной функцией (П.8). Уравнение (II.8) можно использовать [69] для вычисления фактической площади касания в зависимости от сближения между поверхностями. В этом случае уравнение напишем в следующем виде:

24. Дьяченко П. Е. Критерий оценки микрогеометрии поверхности. М.—Л., Изд-во АН СССР, 1942.

27. Дьяченко П. Е., Вайнштейн В. Э., Чиркова Е. А. Зависимость износа стали от микрогеометрии поверхности.— В кн. «Трение и износ в машинах. Труды Второй Всесоюзной конференции, раздел 2». М.— Л., Изд-во АН СССР, 1947, стр. 258.

вания покрытия, могут, как и при применении других методов, вызвать преждевременное нарушение сплошности покрытия и привести к получению заниженных результатов измерения. Также как и у других подобных методов, не устранено влияние микрогеометрии поверхности раздела, эластичности и прочности на разрыв материала покрытия.

Для измерения глубины коррозии используют различные приборы. Наиболее точные измерения получают при применении оптических приборов. Глубина коррозионного поражения может быть определена с помощью обычного микроскопа методом фокусирования оптической схемы сначала на плоскость,, совпадающую с верхним очагом поражения, а затем — на плоскость дна очага. По разности отсчетов на микроскопическом винте судят о глубине коррозии.. Для определения глубины коррозии может применяться также двойной микроскоп Линника или оптико-механические профилографы, например профилограф' типа ИЗП-18. Преимуществами профилографа являются возможность измерения очага коррозии и получение в увеличенном масштабе фотографической записи микрогеометрии поверхности образца. По профилограмме можно судить не только о глубине, но и форме образующихся коррозионных поражений.