كلمات المحرر: خشونة السطح Ra هو الرمز الذي نستخدمه غالبًا عند العمل على الآلات. إنه في الأساس صديق قديم لنا. وبدون ذلك، ربما يكون الرسم عديم الفائدة. إنه رمز نتعامل معه كل يوم. هل تعلم لماذا يتم استخدام 0.8، 1.6، 3.2، 6.3، 12.5 بدلاً من الأرقام الأخرى؟ أعتقد أن الأصدقاء في المجتمع قد تعرضوا أيضًا لهذا الارتباك عند تعلمه واستخدامه، لكنهم لم يدرسوا الإجابة بالتفصيل. كل شيء يبدأ بالرياضيات الرائعة. الآن دعني أخبرك بالتفصيل.
كل شيء يأتي من نظام أرقام الأولوية العظيم!
رأى المهندس الفرنسي رينو أن الحبال السلكية الموجودة في بالونات الهواء الساخن لها مواصفات مختلفة، ففكر في طريقة. لقد رفع 10 إلى القوة الخامسة وحصل على الرقم 1.6. ثم قام بضرب الأرقام للحصول على الأرقام الخمسة ذات الأولوية التالية:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
هذه متتابعة هندسية، والرقم الأخير هو 1.6 ضعف الرقم السابق. ثم هناك 5 أنواع فقط من الحبال السلكية أقل من 10، وهناك 5 أنواع فقط من الحبال السلكية من 10 إلى 100، وهي 10 و16 و25 و40 و63.
ومع ذلك، كانت طريقة التقسيم هذه متناثرة للغاية، لذلك واصل السيد لي جهوده ورفع الرقم 10 إلى القوة العاشرة، وحصل على نظام أرقام الأولوية R10 على النحو التالي:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
النسبة المشتركة هي 1.25، لذا لا يوجد سوى 10 نوع من الحبال السلكية الفولاذية ضمن 10، ويوجد 10 أنواع فقط من الحبال السلكية بين 10 و100، وهو أكثر معقولية. في هذا الوقت، لا بد أن أحدهم قال أنه في هذا التسلسل، يبدو أن الأرقام الأولى لا تختلف كثيرًا، مثل 1.0 و1.25. لا يوجد فرق تقريبا. عادةً ما أقوم بالتقريب للأعلى، لكن الفجوة بين 6.3 و8.0 كبيرة. هل هذا معقول؟
معقول أم لا، دعونا نجري تشبيهًا. على سبيل المثال، الأعداد الطبيعية 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9 تبدو سلسة للغاية. نحن نستخدم هذا التسلسل لدفع الأجور، ونعطي 1,000 لـ Zhang San و2,000 لـ Li Si. وكلاهما مقتنع. هناك تضخم مفاجئ. أعط تشانغ سان 8،000 و لي سي 9،000. في الماضي، كان راتب Li Si ضعف راتب Zhang San، ولكنه الآن 1.12 مرة. هل تعتقد أن لي سي سيكون على استعداد؟ إنه المشرف، وإعطاؤه 16 000 لا يكفي. لن يشتكي Zhang San من أن المشرف لديه 8000 أكثر منه.
هناك طريقتان للمقارنة بين الأشياء في الطبيعة، وهما "نسبي" و"مطلق"! نظام أرقام الأولوية نسبي.
يقول بعض الناس أن مواصفات منتجه هي 10 طن، 20 طن، 30 طن، 40 طن. الآن يبدو الأمر غير معقول، أليس كذلك؟ إذا أخذت مزدوجًا فيجب أن يكون 10 طنًا، 20 طنًا، 40 طنًا، 80 طنًا، أو احتفظ بالرأس والذيل، فيجب أن يكون أيضًا 10 طنًا، 16 طنًا، 25 طنًا، 40 طنًا، النسبة المشتركة هي 1.6.
هذا هو "التوحيد القياسي". كثيرًا ما أرى أشخاصًا يتحدثون عن "التوحيد القياسي" في المنتديات. في الواقع، ما يتحدثون عنه هو "الأجزاء القياسية". ما يفعلونه هو مجرد فرز الأجزاء القياسية للجهاز بأكمله، وهو ما يسمى التوحيد القياسي. في الحقيقة، الأمر ليس هكذا. . للحصول على توحيد حقيقي، تحتاج إلى إجراء تسلسل لجميع معلمات منتجك وفقًا لنظام أرقام الأولوية، ثم إجراء تسلسل للمعلمات الوظيفية والأبعاد لجميع المكونات باستخدام نظام أرقام الأولوية.
الأعداد الطبيعية لا نهائية، لكن في نظر مصممي الميكانيكا لا يوجد سوى 10 أرقام في العالم، وهي أرقام الأولوية R10. علاوة على ذلك، عندما يتم ضرب هذه الأرقام العشرة وقسمتها ورفعها وتربيعها، تظل النتيجة ضمن هذه الأرقام العشرة. كم هو رائع! عندما تقوم بالتصميم ولا تعرف الحجم الذي ستختاره، ما عليك سوى الاختيار من بين هذه الأرقام العشرة. كم هو مناسب!
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
رقمان ذوا أولوية، مثل 4 و2، لهما أرقام تسلسلية N24 وN12 على التوالي. وعندما يتم ضربها وإضافة أرقامها التسلسلية تكون النتيجة N36 أو 8؛ عند تقسيمها يتم طرح الأرقام التسلسلية وتكون النتيجة N12 أو 2. ; بالنسبة للمكعب 2، اضرب رقمه التسلسلي N12 في 3 لتحصل على N36، وهو 8؛ بالنسبة للجذر التربيعي لـ 4، اقسم رقمه التسلسلي N24 على 2 لتحصل على N12، وهو 2. ماذا لو وجدنا القوة الرابعة للرقم 2؟ N12*{{20}}N48، لا يوجد أحد هنا، ماذا علي أن أفعل؟ في القائمة أعلاه لا يوجد رقم سابق وهو 10 ورقمه التسلسلي هو N40. إذا كان الرقم التسلسلي أكبر من 40، فانظر فقط إلى الجزء الأكبر من 40. على سبيل المثال، بالنسبة لـ N48، انظر إلى N8، وهو 1.6، ثم اضربه في 10 لتحصل على 16. . إذا كان الرقم التسلسلي هو N88، فانظر إلى N8 لتحصل على 1.6، ثم اضربه في 100 لتحصل على 160، لأن الرقم التسلسلي 100 هو N80، والرقم التسلسلي 1000 هو N120، وهكذا بالنسبة للتصميم الميكانيكي، فهذا يكفي. لاستخدام هذه الأرقام العشرين لمدى الحياة. لكن في بعض الأحيان يكون من الضروري استخدام نظام الأرقام R40. إنه أكثر اكتمالا مع 40 رقما. إذا لم يكن ذلك كافيًا، فهناك أيضًا سلسلة R80. أحفظ نظام الأرقام R40 عن ظهر قلب ولا أحتاج حتى إلى آلة حاسبة لإجراء العمليات الحسابية العامة. ببساطة، احسب مقاومة الالتواء للفولاذ 40-قطر 45. معامل الالتواء هو 0.5*π*R^3. الإجهاد الالتوائي هو نصف نقطة الخضوع البالغة 360، وهي 180MPa. بي هو 3.15. استخدم يديك اليسرى واليمنى للضغط على العلامة العشرية واحسب ذهنيًا جمع وطرح الأرقام التسلسلية. اخرج في لحظة. هل قال أحد أنك لا تضيف عامل الأمان؟ أخبرني، هل يجب أن أختار 1.25 أم 1.5 أم 2؟ الكالينجيون.
القسم الذهبي هو 0.618، وهو 1.618، ويوجد أيضًا 1.6 هنا.
تسلسل الجذر التربيعي هو الجذر التربيعي 1، الجذر التربيعي 2، الجذر التربيعي 3. من السهل العثور عليه، أليس كذلك؟ (الرقم التسلسلي 3 هو N19)
ما هو π تربيع؟ يساوي 10. هل من المناسب أن تحسب أن قضيب الضغط مستقر؟
معامل الالتواء لقضيب مستدير يبلغ حوالي 0.1*D^3. الآن يمكنك حساب معامل الالتواء لفظيًا، أليس كذلك؟
لماذا قفز المسمار الكبير مباشرة من M36 إلى M40؟
لماذا تكون نسبة ناقل الحركة 6.3 أو 7.1؟
لماذا تحتوي قناة الفولاذ على مقياس 12.6 نادرًا ما يتم رؤيته في السوق؟
لماذا اتصل مصنع الاستعانة بمصادر خارجية وقال إنه لا يوجد 140 أنبوبًا مربعًا ولكن هناك 120 و 160؟ لأن نظام الأرقام R5 له الأسبقية على نظام الأرقام R20.
لماذا تحتوي معلمات الأجزاء القياسية على تسلسل أول وتسلسل ثانٍ؟ بشكل عام، التسلسل الأول هو تسلسل R5.
لماذا تحتوي قائمة فتحات المسامير الخاصة بـ Inventor على M11.2؟ الآن أنت تعلم أنه ليس رقمًا ملفقًا، أليس كذلك؟
صورة
هناك أيضًا سمك اللوحة الفولاذية، ونموذج الصلب المقطعي، ووحدة التروس، وجميع الأجزاء القياسية، والمعلمات الوظيفية، ومعلمات الأبعاد، وجداول التسامح القياسية في جميع عينات المنتجات الصناعية، وما إلى ذلك، وما إلى ذلك، أصبحت أصولها واضحة ببطء في قلوبنا في هذا لحظة. . ويمكن القول أننا فهمنا نصف دليل التصميم الميكانيكي، بالإضافة إلى تلك المنتجات الصناعية التي لم يتم تصنيعها بعد.
بعد ذلك، عندما نقوم بتصميم منتج، يمكننا تصميم سلسلة في نفس الوقت، بدلاً من تنفيذ ما يسمى بـ "التوحيد القياسي" بعد اكتمال التصميم؛ علاوة على ذلك، إذا كان المنتج مخصصًا للتسلسل، فيمكننا أيضًا تصميمه وفقًا لظروف العمل الفعلية. قم بتصميم المنتج دون معرفة الكثير عنه لأن نظام أرقام الأولوية يشمل جميع الموديلات بالفعل.
يمكن وصف تطبيقات نظام أرقام الأولوية المذكورة أعلاه بأنها قطرة في محيط، وهناك تطبيقات لا نهاية لها تنتظرنا لتطوير أنفسنا.
الآن بعد أن فهمنا أصل قيمة خشونة السطح، دعونا نلقي نظرة على معرفة خشونة السطح!
1. مفهوم خشونة السطح
تشير خشونة السطح إلى عدم استواء السطح المشكل آليًا مع وجود مسافات صغيرة وقمم ووديان صغيرة. المسافة (مسافة الموجة) بين قمتي الموجتين أو قاعتي الموجتين صغيرة جداً (أقل من 1 مم)، وهذا خطأ مجهري في الشكل الهندسي.
يشير على وجه التحديد إلى الارتفاع والتباعد بين القمم والوديان الصغيرة. مقسمة بشكل عام إلى نقاط S:
S
1 أقل من أو يساوي S أقل من أو يساوي 10 مم هو التموج
S>10 ملم على شكل حرف F
2. جدول المقارنة VDI3400، Ra، Rmax
تنص المعايير الوطنية على استخدام ثلاثة مؤشرات بشكل شائع لتقييم خشونة السطح (الوحدة: ميكرومتر): متوسط الانحراف الحسابي Ra للمقطع الجانبي، ومتوسط ارتفاع التفاوت Rz، والحد الأقصى للارتفاع Ry. غالبًا ما يستخدم مؤشر Ra في الإنتاج الفعلي. يتم التعبير بشكل شائع عن الحد الأقصى لانحراف الارتفاع المجهري Ry للمخطط بواسطة رمز Rmax في اليابان وبلدان أخرى، ويستخدم مؤشر VDI بشكل شائع في أوروبا والولايات المتحدة. فيما يلي جدول مقارنة بين VDI3400 وRa وRmax.
صورة
جدول المقارنة VDI3400، Ra، Rmax
صورة
3. العوامل المسببة لخشونة السطح
تنتج خشونة السطح بشكل عام عن طريقة المعالجة المستخدمة وعوامل أخرى، مثل الاحتكاك بين الأداة وسطح الجزء أثناء عملية المعالجة، والتشوه البلاستيكي لمعدن السطح أثناء فصل الرقاقة، والاهتزاز عالي التردد في نظام المعالجة ، حفر تفريغ الآلات الكهربائية، إلخ. نظرًا لاختلاف طرق المعالجة ومواد الشغل، يختلف عمق وكثافة وشكل وملمس العلامات المتبقية على السطح المعالج.
4. التأثيرات الرئيسية لخشونة السطح على الأجزاء
تؤثر على مقاومة التآكل. كلما كان السطح أكثر خشونة، كلما كانت منطقة الاتصال الفعالة بين الأسطح المتزاوجة أصغر، وكلما زاد الضغط، زادت مقاومة الاحتكاك، وكان التآكل أسرع.
يؤثر على استقرار الملاءمة. بالنسبة لملاءمة الخلوص، كلما كان السطح خشنًا، كان من الأسهل ارتداؤه، مما يؤدي إلى زيادة الفجوة تدريجيًا أثناء العمل؛ بالنسبة لنوبات التداخل، يتم تقليل التداخل الفعال الفعلي بسبب تسطيح القمم المحدبة المجهرية أثناء التجميع. قوة الاتصال.
يؤثر على قوة التعب. هناك أحواض كبيرة على سطح الأجزاء الخشنة، والتي، مثل الزوايا الحادة والشقوق، تكون حساسة لتركيز الإجهاد، وبالتالي تؤثر على قوة الكلال للجزء.
يؤثر على مقاومة التآكل. يمكن لأسطح الأجزاء الخشنة أن تسمح بسهولة للغازات أو السوائل المسببة للتآكل باختراق الطبقة المعدنية الداخلية من خلال الوديان المجهرية على السطح، مما يسبب تآكل السطح.
تؤثر على الختم. لا يمكن للأسطح الخشنة أن تتناسب مع بعضها البعض بإحكام، ويتسرب الغاز أو السائل من خلال الفجوات الموجودة بين الأسطح الملامسة.
يؤثر على تصلب الاتصال. صلابة التلامس هي قدرة السطح المشترك للأجزاء على مقاومة تشوه التلامس تحت تأثير القوى الخارجية. تعتمد صلابة الآلة إلى حد كبير على صلابة الاتصال بين الأجزاء المختلفة.
تؤثر على دقة القياس. ستؤثر خشونة السطح المقاس للجزء وسطح القياس لأداة القياس بشكل مباشر على دقة القياس، خاصة في القياس الدقيق.
بالإضافة إلى ذلك، سيكون لخشونة السطح درجات متفاوتة من التأثير على طلاء الأجزاء، والتوصيل الحراري ومقاومة التلامس، والقدرة الانعكاسية وأداء الإشعاع، ومقاومة تدفق السائل والغاز، وتدفق التيار السطحي للموصل.
5. أسس تقييم خشونة السطح
1. طول أخذ العينات
طول أخذ العينات L هو طول الخط المرجعي المحدد لتقييم خشونة السطح. يجب تحديد الطول الذي يمكن أن يعكس خصائص خشونة السطح بناءً على تكوين السطح الفعلي وخصائص نسيج الجزء. وينبغي قياس طول أخذ العينات استناداً إلى الاتجاه العام لشكل السطح الفعلي. يتم تحديد واختيار طول العينة من أجل الحد من تأثيرات تموج السطح وأخطاء الشكل على نتائج قياس خشونة السطح وتقليلها. الخيارات الشائعة الاستخدام لأجهزة قياس الخشونة هي: {{0}}.25mm، 0.8mm، 2.5mm
صورة
2. مدة التقييم
طول التقييم هو طول ضروري لتقييم ملف التعريف، والذي قد يتضمن طولًا واحدًا أو أكثر من أطوال العينات. وبما أن خشونة السطح لأجزاء مختلفة من سطح الجزء ليست بالضرورة موحدة، فإن طول العينة الواحد لا يمكن أن يعكس بشكل معقول ميزة معينة لخشونة السطح. ولذلك، يجب أخذ عدة أطوال للعينات على السطح لتقييم خشونة السطح. يتضمن طول التقييم عمومًا من 1 إلى 5 أطوال أخذ العينات L. عندما يكون طول أخذ العينات 0.8 وطول التقييم 5L، 5X0.8=4mm
3. خط الأساس
الخط المرجعي هو الخط المركزي الكنتوري المستخدم لتقييم معلمات خشونة السطح. هناك نوعان من خطوط الأساس: المربعات الصغرى لخط المنتصف للخط الكنتوري: ضمن طول العينة، يكون مجموع مربعات إزاحات الكفاف لكل نقطة على الخط الكنتوري هو الأصغر، وله شكل كفاف هندسي. المتوسط الحسابي لخط الوسط للخط الأوسط: ضمن طول العينة، تكون مساحات الكفاف على جانبي خط الوسط متساوية. من الناحية النظرية، يعتبر خط الوسط ذو المربعات الصغرى هو خط الأساس المثالي، ولكن من الصعب الحصول عليه في التطبيقات العملية. ولذلك، يتم استخدام خط الوسط الحسابي للوسط بشكل عام بدلاً من ذلك، ويمكن استخدام خط مستقيم ذو موضع تقريبي بدلاً من ذلك أثناء القياس.
4. قياس السكتة الدماغية
تشير ضربة القياس إلى المسافة المتحركة لقلم المستشعر على قطعة العمل الفعلية. حد القياس هو عادةً العلاقة الحسابية لطول التقييم بالإضافة إلى طولي أخذ العينات: على سبيل المثال، عند تحديد طول التقييم على أنه 5L، يكون طول أخذ العينات L هو 0.8 مم، ويكون حد القياس 5L{{5 }}L=7L، وشوط القياس هو 7X0.8=5.6mm. من المهم جدًا معرفة ذلك، حيث يمكن حساب المسافة المقطوعة على قطعة الشغل. يحدد هذا حجم سطح التلامس لأصغر قطعة عمل يقيسها المستخدم.
6. معايير تقييم خشونة السطح
1. معلمات الارتفاع المميزة
Ra الوسط الحسابي لانحراف الكفاف: الوسط الحسابي للقيم الممتازة لانحراف الكفاف ضمن طول العينة (lr). في القياس الفعلي، كلما زاد عدد نقاط القياس، زادت دقة Ra.
صورة] [صورة
Rz الحد الأقصى لارتفاع الملف الشخصي: المسافة بين خط الذروة والخط السفلي للوادي.
يُفضل Ra ضمن النطاق الشائع الاستخدام لمعلمات السعة. قبل عام 2006، كان هناك معلمة تقييم أخرى في المعيار الوطني: "ارتفاع التفاوت المجهري بعشر نقاط"، والذي يمثله Rz، والحد الأقصى لارتفاع الكفاف يمثله Ry. بعد عام 2006، تم إلغاء ارتفاع التفاوت المجهري بعشر نقاط في المعيار الوطني، وتم اعتماده. يمثل Rz أقصى ارتفاع للملف الشخصي.
صورة
2. تباعد المعلمات المميزة
Rsm متوسط عرض الخلايا الكنتورية. متوسط التباعد بين المخالفات المجهرية في الملف الشخصي ضمن طول العينة. يشير تباعد عدم الانتظام الجزئي إلى طول قمة الكفاف والوادي الكفافي المجاور على خط الوسط. بالنسبة لنفس قيمة Ra، فإن قيمة Rsm ليست بالضرورة هي نفسها، لذلك سيكون النسيج المنعكس مختلفًا. تركز الأسطح التي تقدر الملمس عادة على مؤشري Ra و Rsm.
صورة
يتم التعبير عن المعلمة المميزة لشكل Rmr بنسبة طول دعم المظهر الجانبي، وهي نسبة طول دعم المظهر الجانبي إلى طول أخذ العينات. طول دعم الكفاف هو مجموع أطوال المقاطع التي يتم الحصول عليها عن طريق تقاطع الكفاف مع خط مستقيم موازٍ للخط الأوسط والمسافة c من خط الذروة الكفاف ضمن طول أخذ العينات.
7. طريقة قياس خشونة السطح
1. الطريقة المقارنة
يستخدم للقياسات في الموقع في ورش العمل، وغالبًا ما يستخدم للقياسات على الأسطح المتوسطة أو الخشنة. وتتمثل الطريقة في تحديد قيمة خشونة السطح المقاس من خلال مقارنتها بعينة خشونة مميزة بقيمة معينة.
2. طريقة القلم
تستخدم خشونة السطح قلمًا ماسيًا يبلغ نصف قطر طرفه الانحناء حوالي 2 ميكرون لينزلق ببطء على طول السطح المقاس. يتم تحويل إزاحة القلم الماسي لأعلى ولأسفل إلى إشارة كهربائية بواسطة مستشعر الطول الكهربائي. وبعد التضخيم والتصفية والحساب، تتم الإشارة إليه بواسطة أداة العرض. للحصول على قيمة خشونة السطح، يمكن أيضًا استخدام مسجل لتسجيل منحنى المظهر الجانبي للقسم المقاس. بشكل عام، تسمى أدوات القياس التي يمكنها عرض قيم خشونة السطح فقط بأدوات قياس خشونة السطح، بينما تسمى الأدوات التي يمكنها تسجيل منحنيات شكل السطح بمقاييس خشونة السطح. تحتوي كلتا أداتي القياس على دوائر حسابية إلكترونية أو أجهزة كمبيوتر، يمكنها تلقائيًا حساب الانحراف الحسابي المتوسط لملف التعريف Ra، وارتفاع عشر نقاط لعدم الانتظام الجزئي Rz، والحد الأقصى لارتفاع ملف التعريف Ry ومعلمات التقييم المتنوعة الأخرى. تتميز بكفاءة قياس عالية وقابلة للتطبيق لقياس خشونة السطح Ra البالغة 0.025 ~ 6.3 ميكرون.
3. طريقة تقسيم الضوء
يتم عرض شريط الضوء الذي يتكون بعد مرور الضوء عبر الشق على السطح المقاس، ويتم قياس خشونة السطح بناءً على منحنى الكفاف الذي يتكون من تقاطعه مع السطح المقاس (الشكل 3). بعد أن يمر الضوء المنبعث من مصدر الضوء عبر المكثف والشق والعدسة الموضوعية 1، يتم إسقاط الشق على السطح المقاس بزاوية ميل قدرها 45 درجة لتكوين شكل جانبي مقطعي للسطح المقاس، وهو ثم يتم تضخيمها وإسقاطها على السطح المُقاس من خلال العدسة الموضوعية 2. على الشبكة. استخدم عدسة الميكرومتر وأسطوانة القراءة لقراءة قيمة h أولاً، ثم قم بحساب قيمة H.
