Виды и параметры шероховатости

Билет №15

1. Классификация напильников по форме поперечного сечения и по числу насечек

2. Шероховатость поверхностей (определение, виды неровностей, обозначение на чертежах)

Классификация напильников

Напильники по назначению подразделяют на следующие группы: общего назначения, специального назначения, надфили, рашпили, машинные.

Напильники общего назначения предназначаются для общеслесарных работ. По числу насечек (нарезок) на 1 см длины делятся на следующие шесть номеров: 0, 1, 2, 3, 4 и 5.

Напильники с насечкой № о и 1 (драчевые) имеют наиболее крупные зубья и служат для грубого опиливания, когда требуется удалить большой слой металла — 0,05 — 0,10 мм. Точность обработки этим напильником не превышает 0,1 —0,2 мм.

Напильники с насечкой № 2 и 3 (личные) применяют для чистового опиливания изделий с точностью 0,02 — 0,05 мм. Снимаемый слой металла не превышает 0,02 — 0,06 мм.

Напильники с насечкой № 4 и 5 (бархатные) служат для окончательной отделки изделий. Они снимают слой не более 0,01 —0,03 мм при точности обработки от 0,01 до 0,005 мм.

Напильники делятся на следующие типы:
А — плоские, Б — плоские остроносые (рис. 137, А, Б) применяются для опиливания наружных или внутренних плоских поверхностей, а также пропиливания шлицев и канавок;
В — квадратные напильники (рис. 1, В) используются для распиливания квадратных, прямоугольных и многоугольных отверстий, а также для опиливания узких плоских поверхностей;
Г — трехгранные напильники (рис. 1, Г) служат для опиливания острых углов 60° и более как с внешней стороны детали, так и в пазах, отверстиях и канавках, для заточки пил по дереву;
Д — круглые напильники (рис. 1, Д) используют для распиливания круглых или овальных отверстий и вогнутых поверхностей небольшого радиуса;
Е — полукруглые напильники (рис. 1, Е) (сечение сегмент) применяют для обработки вогнутых криволинейных поверхностей значительного радиуса и больших отверстий (выпуклой стороной); плоскостей, выпуклых криволинейных поверхностей и углов более 30° (плоской стороной);
Ж — ромбические напильники (рис. 1, Н) применяют для опиливания зубьев зубчатых колес, дисков и звездочек, для снятия заусенцев с этих деталей после обработки их на станках, а также опиливания углов свыше 15° и пазов;
3 — ножовочные напильники (рис. 1, 3) служат для опиливания внутренних углов, клиновидных канавок, узких пазов, плоскостей в трехгранных, квадратных и прямоугольных отверстиях, а также при изготовлении режущих инструментов и штампов.

Рис. 1. Напильники по форме сечения: А, Б — плоские, В — квадратные, Г — трехгранные, Д — круглые, Е — полукруглые, Ж — ромбические, 3 — ножовочные

Плоские, квадратные, трехгранные, полукруглые, ромбические и ножовочные напильники изготовляют с насеченным и нарезанным зубом.

Ножовочные напильники изготовляют только по специальному заказу. Ромбические и ножовочные напильники изготовляют только с насечками № 2, 3, 4, 5 длиной: ромбические 100 — 250 мм и ножовочные — 100 — 315 мм.

Н апильники специального назначения изготовляют по ведомственным нормалям: для обработки цветных сплавов, изделий из легких сплавов и неметаллических материалов, а также тарированные.

Напильники для обработки цветных сплавов в отличие от слесарных напильников общего назначения имеют другие, более рациональные для данного конкретного сплава углы наклона насечек и более глубокую и острую насечку, что обеспечивает высокую производительность и стойкость напильников. Напильники выпускаются только плоскими и остроносыми с насечкой № 1 и предназначаются для обработки бронзы, латуни и дюралюминия.

Напильники для обработки бронзы имеют двойную насечку: верхняя под углом 45°, а нижняя под углом 60°, для латуни соответственно 30 и 85°; для дюралюминия 50 и 60° Маркируют буквами ЦМ на хвостовике.

Напильники для обработки изделий из легких сплавов и неметаллических материалов. Напильники общего назначения, применяемые слесарями при обработке изделий из легких и мягких сплавов (алюминий, дюралюминий, медь, баббит, свинец) и неметаллических материалов (пластмасса, гетинакс, текстолит, оргстекло, дерево, резина и т. д.), имеют мелкую насечку, поэтому при работе быстро забиваются стружкой и выходят из строя. Применяют напильники со специальной державкой, позволяющие устранить указанные недостатки. Этот напильник имеет размеры 4 х 40 х 360 мм и насечку в виде дуговых канавок для выхода стружки при значительно увеличенном шаге по сравнению с драчевыми напильниками общего назначения. Производительность работы такими напильниками повышается в два-три раза.

Тарированные напильники применяют во всех случаях, когда требуется проверять твердость в малодоступных для алмазного наконечника прибора частях изделия (боковой профиль зуба зубчатого колеса, режущее лезвие фрезы и др.) и при контроле твердости непосредственно в цехе у рабочего места закальщика. Напильники тарируются на определенную твердость в зависимости от твердости изделий. Они отличаются от соответственно нормализованных напильников повышенным и стабильным качеством.

Алмазные напильники применяют для обработки и доводки твердосплавных частей инструмента и штампов. Алмазный напильник представляет собой металлический стержень с рабочей поверхностью и сечением нужного профиля, на которую нанесен очень тонкий алмазный слой. Алмазное покрытие на рабочей части изготовляют различной зернистости для предварительной и окончательной доводки.

Надсрили. Небольшие напильники называют надфилями, их поименяют для лекальных, граверных, ювелирных работ, для зачистки в труднодоступных местах (отверстий, углов, коротких участков профиля и др.).

Надфили имеют такую же форму, как и слесарные напильники. Изготовляют надфили из стали У13 или У13А, допускается У12 или У12А. Длина надфилей установлена равной 80, 120 и 160 мм. На рабочей части надфиля на длине 50, 60, 80 мм наносят насечки зубьев. Надфили имеют перекрестную (двойную) насечку: основную — под углом А. = 25° и вспомогательную со = 45°. Узкая сторона надфиля имеет одинарную насечку (основную).

В зависимости от количества насечек, приходящихся на каждые 10 мм длины, надфили разделяют на пять типов: № 1, 2, 3, 4 и 5. В зависимости от типа надфили имеют от 20 до 112 насечек. На рукоятке каждого надфиля наносится номер насечки: № 1 —20 — 40 насечек; № 2 – 28-56; № 3,4 и 5 – 40-112 насечек на 10 мм длины.

А лмазные надфили применяют для обработки твердосплавных материалов, различных видов керамики, стекла, а также для доводки режущего твердосплавного инструмента. Надфили изготовляют из природных и синтетических алмазных порошков различной зернистости с прямоугольной, квадратной, круглой, полукруглой, овальной, трехгранной, ромбической и другой формой поперечного сечения. При обработке надфилями получают поверхности 9 —10-го классов шероховатости.

Рис. 2. Надфили: а — прямоугольный тупоносый, б — прямоугольный остроносый, в — квадратный тупоносый, г — трехгранный тупоносый, д — трехгранный остроносый, е — круглый тупоносый, ж — полукруглый тупоносый, 3 — овальный тупоносый, и — ромбический тупоносый, к — ножовочный, л — пазовый; L — рабочая часть, 1 — длина рукоятки, d — диаметр рукоятки, b — ширина профиля, h — толщина надфиля

Рис. 3. Алмазные надфили

Рашпили предназначены для обработки мягких металлов (свинец, олово, медь и др.) и неметаллических материалов (кожа, резина, дерево, пластические массы), когда обычные напильники непригодны из-за того, что насечка их быстро забивается стружкой и они перестают резать.

Рис. 4. Рашпили

Рис. 5. Машинные напильники

Рис. 6. Борнапильники: а — фасонные головки (борнапильники), б — дисковые, в — пластинчатый, г — приспособление для крепления дисковых напильников

В зависимости от профиля рашпили общего назначения подразделяют на плоские (тупоносые и остроносые), круглые и полукруглые с насечкой №1—2 и длиной от 250 до 350 мм. Зубья рашпиля имеют большие размеры и вместительные канавки, расположенные впереди каждого зуба.

Машинные напильники (стержневые — для опиловочных станков с возвратно-поступательным движением) малых размеров закрепляют в специальных патрйнах, а напильники средних размеров имеют с обеих сторон хвостовики, которыми их закрепляют в центрах-держателях станков. Эти напильники изготовляют таких же профилей, как и слесарные напильники, с такими же видами насечек, как и напильники общего назначения.

Вращающиеся напильники (борнапильники, дисковые и пластинчатые) применяются для опиливания и зачистки поверхностей на специальных опиловочных станках.

Борнапильники — это фасонные головки с насеченными или фрезерованными зубьями. Изготовляют целыми (с хвостовиками) и насадными (навертывают на оправку).

Борнапильники имеют угловую, шаровидную, цилиндрическую, фасонную и другую форму. Ими обрабатывают фасонные поверхности.

Дисковые напильники применяют для зачистки отливок, поковок, снятия заусенцев на станках типа наждачных точил. Диск изготовляют диаметром 150 — 200 мм и толщиной 10 — 20 мм. Зубья фрезерованные или насеченные.

Диски закрепляют с помощью приспособления.

Пластинчатые напильники представляют собой бруски прямоугольного или круглого сечения с соответствующей насечкой.

Эти напильники не имеют хвостовиков, их крепят к гибкой, непрерывно движущейся ленте заклепками.

Шероховатость поверхности

Поверхность детали, обработанной даже самым тщательным образом, не может быть идеально ровной: от номинальной – заданной чертежом – она будет отличаться в любом случае. Различают два вида возможных отклонений: макро- и микрогеометрические, и если первые характеризуют волнистость детали и степень её несоответствия форме, то вторые определяют не что иное, как шероховатость поверхности.

Понятию «шероховатость» можно дать следующее определение: она представляет собой совокупность микронеровностей на поверхности детали или изделия. Ещё одно немаловажное уточнение – шаг неровности относительно базовой длины очень и очень мал.

Виды и параметры шероховатости

Выделяют несколько видов шероховатости.

• Исходная шероховатость – следствие технологической обработки изделия абразивными материалами.
• Эксплуатационная шероховатость – шероховатость, которую приобрела поверхность вследствие изнашивания и трения.
• Равновесная шероховатость – эксплуатационная шероховатость, которая воспроизводится при стационарных условиях трения.

Согласно ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения» номенклатура параметров шероховатости выглядит следующим образом.

• Ra – среднее арифметическое значение отклонения профиля.
• Rz – высота неровностей профиля, снятая в 10 точках.
• S – средний шаг местных выступов профиля;
• Sm – среднее арифметическое значение шага неровности;
• Rmax – максимальная высота профиля;
• tp – относительная длина профиля (опорная), р – уровень сечения профиля.

Предпочтительным при задании шероховатости является параметр Ra.

Шероховатость во многом определяет эксплуатационные характеристики деталей и узлов, поэтому её точное измерение является одной из важных задач метрологии. Оценка может проводиться поэлементно (сравнение отдельных параметров) либо комплексно – путём сравнения исследуемой поверхности с эталоном.

В современных технологических исследованиях предпочтительным является первый способ. Методы, которые он включает, рассмотрены ниже.

Щуповой метод

Щуповой метод измерения шероховатости поверхности относится к контактным и реализуется с помощью профилометра. Прибор представляет собой датчик, оснащённый тонкой остро заточенной алмазной иглой с ощупывающей головкой.

Игла перемещается по нормали к исследуемой поверхности. Естественно, в местах микронеровностей (впадин и выступов) возникают механические колебания относительно головки. Эти колебания передаются на датчик, который преобразует механическую энергию в электрическую. Сигнал, генерируемый преобразователем, усиливается и измеряется: его параметры точно характеризуют неровности поверхности детали или изделия.

В зависимости от типа преобразователя полезных сигналов профилометры подразделяются на индуктивные, электронные, индукционные и пьезоэлектрические, причём наибольшее распространение получили устройства первого вида. Кроме этого, существует ещё одна разновидность приборов – профилографы, позволяющие не только измерить но и записать параметры профиля в заранее подобранном горизонтальном и вертикальном масштабах.

Исследование неровности проводится в несколько этапов: профиль «ощупывается» определённое количество раз, и лишь на основе серии измерений вычисляется окончательное – усредненное – значение параметра: количественная характеристика неровности относительно длины участка.

Оптические методы

Группа оптических – бесконтактных – способов измерения шероховатости поверхности достаточно обширна. Самыми распространёнными входящими в неё методами являются следующие:

• светового и теневого свечения;
• микроинтерференционный;
• растровый.

Рассмотрим каждый метод детальнее.

Растровый метод

Суть данного метода достаточно проста: на исследуемую поверхность накладывается изготовленная из стекла пластинка, на которую нанесена растровая сетка (система равноудалённых параллельных линий) с достаточно малым шагом.

При наклонном падении световых лучей в местах микронеровностей штрихи отраженной сетки накладываются на штрихи реальной – возникают муаровые полосы, свидетельствующие о наличии впадин и выступов на изучаемой поверхности. Точное измерение параметров неровности осуществляется по изложенной в ГОСТ методике с помощью растрового микроскопа.

Стоит отметить, что данный метод используется при исследовании лишь тех поверхностей, следы обработки на которых имеют преимущественное направление.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: