tolerancje i pasowania

ZAPIS GEOMETRYCZNY
KONSTRUKCJI
Fakty nie są najważniejsze.
Zresztą, aby je poznać, nie trzeba
studiować na uczelni - można się ich
nauczyć z książek.
Istota kształcenia w szkole wyższej nie
polega zatem na wpajaniu wiedzy
faktograficznej, lecz na ćwiczeniu umysłu
w dochodzeniu do tego, czego nie da się
znaleźć w podręcznikach.
Albert Einstein
Projektowanie rozwijało się od czasów kiedy człowiek zaczął
współdziałać społecznie w celu ułatwienia sobie życia.
Pierwszy krok ⇒ wynik wspólnego obmyślania został utrwalony
w postaci rysunku na skale lub papirusie.
Lascaux, Francja - rysunek żubra na
ścianie skały
Papirus egipski – scena ważenia serca
Najstarszym znanym i ocalałym do naszym czasów zapisem konstrukcji jest
plan budynku w Mezopotamii (około 2150 lat pne.).
Został on wyryty na kamiennej tablicy jako cześć posągu przedstawiającego
Gudea – króla miasta Lagach w Mezopotamii.
Zapis geometryczny konstrukcji ⇒ rysunek techniczny.
Oprócz kształtów i wymiarów rysunek powinien zawierać inne
dodatkowe informacje umożliwiające poprawną pracę
dla poprawnej pracy koła
zębatego musi być wcisk
dla poprawnej pracy
łożyska ślizgowego
musi być luz
dla poprawnej pracy
łożyska ślizgowego
musi być luz
mimośrodowość
brak luzu
mimośrodowość
w wale mogą pojawić się odkształcenia co może,
z kolei, przyczynić się do powstawania drgań
gładkość
powierzchni
gładkość
powierzchni
W masowej produkcji wyrobów, składających się z
wielu części, każdą z nich należy wykonać z taką
dokładnością, aby montaż mógł być dokonany przy
użyciu dowolnie wybranego elementu.
Bardzo ważnym zagadnieniem jest także
wykorzystanie wytworzonych elementów jako części
zamiennych w wypadku konieczności ich wymiany
przy naprawie używanego wyrobu.
Eli Whitney (1765-1825),
amerykański wynalazca i
przedsiębiorca - ojciec
współczesnej normalizacji.
Jest konstruktorem odziarniarki
bawełny, maszyny do
mechanicznego oddzielania nasion
bawełny od włókien.
Wśród innych pomysłów Whitneya,
duże znaczenie dla rozwoju
przemysłu miał pomysł
wykorzystania linii montażowej w
produkcji masowej.
Pomysł ten wykorzystał z
powodzeniem Henry Ford, a
później także inni przemysłowcy.
Przed XVIII wiekiem, pistolety były
jednocześnie wykonywane przez
rusznikarzy jako unikalne pojedyncze
egzemplarze.
Jeżeli pojedyncza część składowa
broni wymagała zastąpienia, cała broń
była wysłana do kompetentnego
rusznikarza w celu naprawy albo
zostałaby wyrzucona i zastąpiona
przez inną broń.
Eli Whitney wykonał dziesięć
pistoletów, wszystkie zawierające
dokładnie te same części i
mechanizmy a następnie rozmontował
je przed kongresem Stanów
Zjednoczonych.
Umieścił pomieszane części pistoletów
na stole a następnie ponownie złożył je
wszystkie bezpośrednio przed
kongresem.
Celem dokładnego zapisu geometrycznego konstrukcji jest
zapewnienie funkcjonalności i znamienności części.
Karabin z zamiennymi
częściami (1850,
Robbins & Lawrence)
Linia montażowa. Montaż zespołu koła
zamachowego w fabryce Forda w 1913 roku
Odpowiedni dobór i odwzorowanie geometrii na
rysunku technicznym, w szczególności zaś:
9 dokładności wykonania wymiarów,
9 dokładności wykonania (geometrii) kształtu,
9 gładkości powierzchni,
powinno umożliwiać :
¾ poprawną pracę urządzenia,
¾ zamienność części urządzenia.
Poprawną pracę oraz zamienność części
urządzenia zapewniają odpowiednie:
¾ tolerancje wymiarowe,
¾ tolerancje geometryczne,
¾ chropowatości powierzchni.
Poprawną pracę oraz zamienność części
urządzenia zapewniają odpowiednie:
¾ tolerancje wymiarowe,
¾ tolerancje geometryczne,
¾ chropowatości powierzchni.
Tolerancje wymiarowe
(tolerancje i pasowania)
Tolerancje
∅80
Uzyskanie wymiaru ∅80,05 lub
∅79,95 nie musi być
satysfakcjonujące.
Taki zapis wymiaru średnicy
czopa nie jest zatem
jednoznaczny.
Jeżeli czop będzie pracował
jako element łożyska
ślizgowego to wymiar ∅80,05
będzie zbyt duży i uniemożliwi
współpracę.
Natomiast jeżeli czop będzie
pracował jako element
połączenia ciernego to wymiar
∅79,95 będzie zbyt mały i nie
zapewni odpowiedniego tarcia.
Uzyskanie wymiaru zgodnego z nominalnym
w procesie wytwarzania praktycznie okazuje
się niemożliwe do realizacji.
Dlatego też projektant musi określić
dopuszczalną niedokładność uzyskanego
wymiaru.
W tym celu ustala się wymiary graniczne pomiędzy
którymi powinien zawierać się wymiar nominalny N.
A N
B
¾ górny wymiar graniczny B
¾ dolny wymiar graniczny A
Ponieważ pole tolerancji rozkłada się symetrycznie na dwie
oddzielne części to wygodniej jest całe pole tolerancji połączyć i
umiejscowić w górnej części wymiaru nominalnego N
T
pole tolerancji
B
A N
N B
A
pole tolerancji
W analizie pola tolerancji wymiaru, zarysy czopa wałka można
pominąć i całość zagadnienia sprowadzić do schematu pola
tolerancji z zaznaczonymi symbolowo wymiarami granicznymi B
i A oraz wymiarem nominalnym N.
T
0
0
B
A
N
T
0
0
B
linia zerowa
A
N
Prosta 0−0 odpowiadająca wymiarowi nominalnemu N
nazywa się linią zerową.
Linia zerowa jest to prosta, względem której wyznacza
się odchyłki wymiarowe przy ich przedstawieniu
graficznym.
Różnicę między wymiarem
granicznym górnym B i
wymiarem granicznym
dolnym A nazywa się
tolerancją T wymiaru.
T
B
A
N
T=B−A
Tolerancja wymiaru jest
zawsze dodatnia, ponieważ
B > A.
Tolerowanie wymiaru jest związane z poniesionymi
nakładami
koszt
większa dokładność
wykonania
tolerancja wymiarowa
25
liczność występowania
debil
średnia
IQ
geniusz
26
liczność występowania
10
8
6
4
2
79, 95
80,00
średnica wałka w mm
80, 05
27
częstość występowania
odchylenie standardowe
dolny wymiar
graniczny
99,73%
95,46%
66,66%
średnica wałka w
odniesieniu do
wartości średniej
górny wymiar
graniczny
28
Jak dotychczas rozważania dotyczyły wymiaru czopa
wałka.
Wymiar taki nazywamy zewnętrznym.
W dalszych rozważaniach, każdy wymiar zewnętrzny
ograniczający dowolna bryłę od zewnątrz traktowany będzie
jako wymiar wałka i nazywany krótko – wałkiem.
kiem
Natomiast każdy wymiar wewnętrzny ograniczający dowolna
bryłę od wewnątrz traktowany będzie jako wymiar otworu i
nazywany krótko – otworem.
otworem
Różnicę między wymiarami granicznymi B lub A a wymiarem
nominalnym N nazywa się odchyłkami.
kami
Rozróżnia się odchyłki:
• górną odchyłkę graniczną ES (es),
• dolną odchyłkę graniczną EI (ei).
ES (es)
T
0
0
EI (ei)
A
N
B
ES (es)
T
0
0
EI (ei)
A
Górna odchyłka graniczna:
ES - dla otworu,
es - dla wałka.
Dolna odchyłka graniczna:
EI - dla otworu,
ei - dla wałka.
N
B
ES (lub es) = B − N
EI (lub ei) = A − N
Znaki odchyłek
+
0
+
+
-
0
dwie
dodatnie
dodatnia i
ujemna
-
N
dwie
ujemne
ES (lub es) = B − N
(1)
EI (lub ei ) = A − N
(2)
Po przekształceniu wzorów (1) i (2) uzyskuje się
zależności:
B = N + ES (lub es)
(3)
A = N + EI (lub ei)
(4)
Jeżeli podstawi się wartości wymiarów granicznych B i
A ze wzorów (3) i (4) do wzoru na tolerancję T, to:
B = N + ES (lub es)
A = N + EI (lub ei)
T = B− A
wówczas:
tolerancja otworu
To = ES − EI
tolerancja wałka
Tw = es − ei
Tolerancje wymiarowe w Polsce są znormalizowane i
zgodne z układem międzynarodowym ISO.
W układzie tym dla każdego wymiaru określone są
dwa elementy:
¾ położenie pola tolerancji w stosunku do wymiaru
nominalnego,
¾ szerokość pola tolerancji czyli dokładność uzyskania
wymiaru.
0
0
N
o
o
W układzie ISO dla każdego wymiaru
określone są dwa elementy:
¾ położenie pola tolerancji w stosunku do
wymiaru nominalnego,
¾ szerokość pola tolerancji czyli dokładność
uzyskania wymiaru.
I. Położenie pola tolerancji w stosunku do
wymiaru nominalnego (linii
zerowej)
(
Położenie pola tolerancji w stosunku do linii zerowej
określane jest literami alfabetu łacińskiego.
Stosuje się:
21 liter małych, odnoszących się do 27 wałków:
– a b c cd d e ef fg g h (js j) k m n p r s t u v x y z
za zb zc
21dużych
odnoszących się do 27 otworów:
21
– A B C CD D E EF FG G H (JS J) K M N P R S T
U V X Y Z ZA ZB ZC
położenie pola tolerancji
A
otwory
B
C
0
H
Js
linia zerowa
0
P
N
symbole pól tolerancji
Z
położenie pola tolerancji
z
r
wałki
js
0
h
N
c
b
a
symbole pól tolerancji
0
Wałki i otwory oznaczone literami h i H
nazywa się podstawowymi.
Pole tolerancji w tym przypadku przylega do
linii zerowej.
H
linia zerowa
otwór podstawowy
0
0
wałek podstawowy
h
W układzie ISO dla każdego wymiaru określone
są dwa elementy:
¾ położenie pola tolerancji w stosunku do
wymiaru nominalnego,
¾ szerokość pola tolerancji czyli dokładność
uzyskania wymiaru.
II.Szerokość pola tolerancji
W zależności od szerokości pola tolerancje dzieli
się na 20 klas dokładności:
01, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, .., 11, 12, 13, …, 18.
W budowie maszyn stosuje się klasy dokładności
od 5 do 18, przy czym:
¾ klasy od 5 do 12 stosuje się w pasowaniach części
maszyn,
¾ klasy od 12 do 18 stosuje się w przypadku wielkich
luzów oraz powierzchni swobodnych.
Mniejsza wartość liczbowa klasy dokładności ⇒
mniejsza szerokość pola tolerancji.
Zasadę tę, dla położenia pola tolerancji H,
przedstawiono na rysunku
szerokość pola
tolerancji
o
o
H5 H6 H7
H9
W praktyce należy korzystać z wartości tolerancji
zawartych w normie.
Zestawione tolerancje zostały obliczone zgodnie z
podaną tam zasadą i odpowiednio zaokrąglone.
Wśród wszystkich możliwych otworów i wałków
istnieją tak zwane otwory i wałki normalne,
normalne
przeznaczone do stosowania w ogólnej budowie
maszyn.
Otwory i wałki normalne
Dla jednoznacznego określenia wymiaru
tolerowanego niezbędne jest podanie na
rysunku technicznym:
™ wartości wymiaru nominalnego, np. ∅20 lub
120,
™ położenia pola tolerancji względem wymiaru
nominalnego np. w postaci symbolu
literowego, np. h lub R,
™ szerokości pola tolerancji w postaci klasy
dokładności, np. 8 lub 6
Pełne oznaczenie wymiaru
tolerowanego
∅120 h6
wartość wymiaru
nominalnego
położenie pola
tolerancji
szerokość pola
tolerancji
Np.
∅80 R6;
120 H8;
35 f9
Oznaczenie wymiaru tolerowanego może
być również przedstawione w postaci:
a)
symbolu
∅50H8
mieszanej
odchyłek liczbowych
c)
b)
∅50+0,046
∅50H8( +0,046)
0znaczenie symbolowe, np.. ∅ 60h7
Sprawdzian szczękowy dwugraniczny dwustronny do wałków
Dwugraniczny sprawdzian tłoczkowy do otworów
Pasowania
Pasowanie ⇒ kojarzenie tolerowanego wałka z
tolerowanym otworem o tym samym wymiarze
nominalnym N.
N
W zależności od wartości i znaków
odchyłek elementów kojarzonych
(pasowanych) rozróżnia się:
1. pasowanie luźne
2. pasowanie ciasne
3. pasowanie mieszane
W zależności od wartości i znaków
odchyłek elementów kojarzonych
(pasowanych) rozróżnia się:
1. pasowanie luźne
2. pasowanie ciasne
3. pasowanie mieszane
Ad.1. Pasowanie luźne
Pasowanie luźne ⇒ jedna z kojarzonych części może
przesuwać się lub obracać względem drugiej
(pasowanie, w którym zapewniony jest zawsze luz).
luz całkowity
luz całkowity
N
W graficznym przedstawieniu pasowania luźnego pole tolerancji
otworu znajduje się powyżej pola tolerancji wałka.
EI
ES
ei
0
0
es
Bo
Ao
N
Otwór
Aw
Wałek
Bw
luz największy
luz najmniejszy
EI
Lmax
ES
0
Lmin
ei
0
es
Bo
Ao
N
Otwór
Aw
Wałek
Bw
EI
Lmax
ES
Lmin
ei
0
0
es
Bo
Ao
N
Otwór
Aw
Bw
Wałek
W pasowaniu luźnym rozróżnia się następujące luzy graniczne:
¾ najmniejszy (Lmin):
Lmin = Ao – Bw
lub
Lmin = EI - es
lub
Lmax= ES – ei
¾ największy (Lmax):
Lmax= Bo – Aw
W zależności od wartości i znaków
odchyłek elementów kojarzonych
(pasowanych) rozróżnia się:
1. pasowanie luźne
2. pasowanie ciasne
3. pasowanie mieszane
Ad. 2. Pasowanie ciasne
Pasowanie ciasne ⇒ łączone części nie mogą
zmieniać wzajemnego położenia (pasowanie, w
którym zawsze zapewniony jest wcisk).
wcisk
N
STOP
W graficznym przedstawieniu pasowania ciasnego pole
tolerancji otworu znajduje się poniżej pola tolerancji wałka.
ei
EI
ES
O
es
O
Bo A
o
Aw Bw
N
Otwór
Wałek
Wmax
EI
ES
Wmin
ei
O
es
O
Bo A
o
Aw Bw
N
Otwór
Wałek
Wmax
EI
ES
Wmin
ei
O
es
O
Bo A
o
Aw Bw
N
Otwór
Wałek
W pasowaniu ciasnym rozróżnia się następujące wciski
graniczne:
¾ najmniejszy (Wmin):
Wmin = ⎢Bo - Aw ⎢
lub
Wmin = ⎢ ES - ei ⎢
¾ największy (Wmax):
Wmax = ⎢ Ao – Bw ⎢ lub
Wmax = ⎢ EI - es ⎢
W zależności od wartości i znaków
odchyłek elementów kojarzonych
(pasowanych) rozróżnia się:
1. pasowanie luźne
2. pasowanie ciasne
3. pasowanie mieszane
Ad.3. Pasowanie mieszane
Pasowanie mieszane⇒ łączone nie mogą
zmieniać wzajemnego położenia lub też mogą je
zmieniać z pewną trudnością (pasowanie, w
którym może wystąpić albo luz albo wcisk).
0
0
N
Otwór
Wałek 1
Wałek 2
Wałek 3
W graficznym przedstawieniu pasowania mieszanego pole
tolerancji otworu pokrywa się częściowo lub całkowicie z polem
tolerancji wałka.
Lmax
Lmax
Lmax
Wmax
0
0
Wmax
Wmax
N
Otwór
Wałek 1
Wałek 2
Wałek 3
Pasowanie mieszane można
opisać luzem największym Lmax i
wciskiem największym Wmax.
W praktyce stosowane są dwa
rodzaje pasowań:
•
wg zasady stałego otworu
•
wg zasady stałego wałka
Pasowanie wg zasady stałego otworu ⇒ tworzenie
pasowań, wg której różne luzy i wciski wynikają z
połączenia otworu podstawowego H z wałkami o
różnych polach tolerancji
pola tolerancji wałków
p
H
0
0
h
e
N
Otwór
Wałek 1
Wałek 2
Wałek 3
Pasowanie wg zasady stałego wałka ⇒ tworzenie
pasowań, według której różne luzy i wciski wynikają
z połączenia wałka podstawowego h z otworami o
różnych polach tolerancji
B
0
0
K
h
M
pola tolerancji otworów
N
Wałek
Otwór 1
Otwór 2
Otwór 1
Uzyskiwane pasowania:
¾ wg stałego otworu
1.H / (a ÷ h) – dotyczą pasowań luźnych,
2. H / (j ÷ n) – dotyczą pasowań mieszanych,
3. H / (p ÷ z) – dotyczą pasowań ciasnych,
¾ wg stałego wałka
1. (A ÷ H) / h – dotyczą pasowań luźnych,
2. (J ÷ N) / h – dotyczą pasowań mieszanych,
3. (P ÷ Z) / h – dotyczą pasowań ciasnych.
Zasada stałego otworu jest stosowana powszechniej
niż zasada stałego wałka.
Wynika to stąd, że wymiary otworów cylindrycznych
mogą być w większości przypadków zmieniane tylko
skokowo, zależą bowiem od wymiarów narzędzi
(wiertła, rozwiertaki), natomiast w obróbce wałków (na
tokarkach i szlifierkach) zmiana wymiarów może być
praktycznie ciągła.
Wystarczy więc zadbać o uzyskanie odpowiedniego
wymiaru wałka i połączyć go z otworem
podstawowym.
O stosowaniu pasowań według zasady stałego
wałka decydują względy:
• konstrukcyjne (np. wykonanie gładkiego wałka
zamiast stopniowanego),
• ekonomiczne (np. użycie do połączeń wałków
ciągnionych).
Uwagi do tolerancji i pasowań
• Pasowania powstałe przez kojarzenie
niektórych normalnych pól tolerancji
otworów z niektórymi normalnymi polami
tolerancji wałków nazywa się pasowaniami
normalnymi.
• Są one wyłącznie pasowaniami
utworzonymi według zasad stałego otworu
lub stałego wałka.
wg zasady stałego otworu
wg stałego wałka
Oznaczenie pasowania na rysunku składa
się z symbolu otworu i oddzielonego od
niego pochyłą kreską symbolu wałka, na
przykład ∅80H8/e7 czy ∅120F9/h8.
Zalecenia odnośnie wyboru pasowań można
znaleźć w poradnikach dla inżynierów.
Wymiary zewnętrzne i wewnętrzne
nietolerowane na rysunkach należy zawsze
wykonywać zgodnie z zasadą tolerowania w
głąb materiału.
Stosowanie się do powyższej zasady
ułatwia produkcję, a zwłaszcza montaż
maszyn.
W celu zapobieżenia zbyt wielkim różnicom
między wymiarami rzeczywistymi i
nominalnymi przyjęto, że dla wymiarów
nietolerowanych obowiązują odchyłki
wymiarów swobodnych (tzn. odchyłki
warsztatowe).
Wartości tych odchyłek należy przyjmować
albo równe tolerancjom w klasach od 12 do
16 albo z tablicy odchyłek zaokrąglonych,
podanych w normie.
Poprawną pracę oraz zamienność części
urządzenia zapewniają odpowiednie:
¾ tolerancje wymiarowe,
¾ tolerancje geometryczne,
¾ chropowatości powierzchni.
Tolerancje geometryczne
dla poprawnej pracy koła
zębatego musi być wcisk
dla poprawnej pracy
łożyska ślizgowego
musi być luz
dla poprawnej pracy
łożyska ślizgowego
musi być luz
mimośrodowość
brak luzu
część 2
część 1 ślizga się po
części 2
część 1
część 1
A
B
A N
L
A
B
B
W większości przypadków mieszczenie się
wymiarów zaobserwowanych w granicach tolerancji
wymiarowych wystarcza do spełnienia zadania
przez element.
Mogą zaistnieć jednak takie okoliczności wykonania
i eksploatacji, w których spełnienie tego warunku nie
będzie wystarczalne.
Dlatego tam, gdzie jest to konieczne wprowadza się
tolerancje geometryczne,
geometryczne które w konkretnych
przypadkach są mniejsze od wartości tolerancji
wymiarowych.
Tolerancje geometryczne
proste
kształtu
prostoliniowości
z elementem odniesienia
kierunku
równoległości
położenia
pozycji
płaskości
prostopadłości
współśrodkowości
okrągłości
nachylenia
okrągłości
walcowości
kształtu wyzna czonego zarysu
walcowości
kształtu wyzna czonego zarysu
kształtu wyzna czonej powierzchni
kształtu wyzna czonej powierzchni
kształtu wyzna czonego zarysu
kształtu wyzna czonej powierzchni
bicia
bicia
bicia
całkowitego
Rodzaj tolerancji geometrycznej
prostoliniowości
płaskości
okrągłości
walcowości
kształtu wyznaczonego zarysu
kształtu wyznaczonej powierzchni
równoległości
prostopadłości
nachylenia
pozycji
współosiowości (współśrodkowości)
symetrii
bicia promieniowego
bicia całkowitego
Symbol
oznaczenia
na rysunku
symbol rodzaju
tolerancji
litera lub litery identyfikujące
bazę lub układ baz
wartość tolerancji (i jeżeli jest to
konieczne – kształt pola tolerancji)
Przykłady oznaczania tolerancji geometrycznych
0.001 A
A
YY
XX
0.001 Tolerancja
0.03
80
to oznacza
0.03 Tolerancja
.003 A
2.62
A
.003
.002
.002
Wartości tolerancji geometrycznych określa
się w zależności od:
¾ warunków pracy,
¾ przeznaczenia elementu,
¾ rodzaju technologii obróbki stosowanej do
ich osiągnięcia.
Wartości liczbowe odchyłek są określone
analitycznie lub doświadczalnie i
zaokrąglane do najbliższych wybranych z
szeregów objętych normą.
Poprawną pracę oraz zamienność części
urządzenia zapewniają odpowiednie:
¾ tolerancje wymiarowe,
¾ tolerancje geometryczne,
¾ chropowatości powierzchni.
Chropowatość powierzchni
wierzchołki chropowatości powierzchni
Powierzchnia dowolnego elementu maszyny charakteryzuje
się nierównościami, to jest wzniesieniami i wgłębieniami
powierzchni rzeczywistej.
Chropowatość lub chropowatość powierzchni - cecha
powierzchni ciała stałego, oznacza rozpoznawalne optyczne
lub wyczuwalne mechanicznie nierówności powierzchni, nie
wynikające z jej kształtu.
powierzchnia po obróbce
falistość
chropowatość
odcinek chropowatości
odcinek falistości
Chropowatość powierzchni ⇒zbiór nierówności o
małych odstępach wierzchołków powierzchni
rzeczywistej przedmiotu.
Chropowatość w przeciwieństwie do falistości powierzchni, jest
pojęciem odnoszącym się do nierówności o relatywnie małych
odległościach wierzchołków.
Wielkość chropowatości powierzchni zależy od rodzaju
materiału i przede wszystkim od rodzaju jego obróbki.
W niektórych przypadkach potrzebne jest zachowanie
pewnej chropowatości powierzchni, na przykład w
celu zwiększenia przyczepności warstw ochronnych.
W ogromnej większości przypadków chropowatość
powierzchni jest cechą szkodliwą.
Części maszynowe z powierzchnią o mniejszej
chropowatości są trwalsze, ponieważ mniej się
zużywają pod wpływem tarcia i korozji.
Ponadto chropowatość powierzchni ma dość istotny
wpływ na wytrzymałość zmęczeniową elementów
maszyn.
Z drugiej strony uzyskanie małej chropowatości
powierzchni pociąga za sobą wzrost kosztów
produkcji.
Należy więc w każdym przypadku dobierać
właściwe, optymalne rozwiązanie, korzystne
zarówno pod względem technicznym, jak i
ekonomicznym.
Stosownie do tego ustala się wymaganą
chropowatość dla każdej powierzchni przedmiotu i
oznacza się ją na rysunkach wykonawczych.
Stopień nierówności powierzchni (tj.
chropowatość) mierzy się za pomocą kilku
parametrów (wskaźników) chropowatości:
Najczęściej są stosowane następujące
parametry:
¾ średnie arytmetyczne odchylenie profilu
od linii średniej - Ra,
¾ wysokość chropowatości według
dziesięciu punktów profilu – Rz.
wysokość
chropowatości
Średnie arytmetyczne odchylenie profilu od
linii średniej – Ra
Ra
le
Wartość parametru Ra - długość krótszego boku prostokąta, którego dłuższy
bok jest odcinkiem elementarnym le zaś pole powierzchni jest sumą pól
zawartych między linią średnią i profilem zaobserwowanym po obu stronach
tej linii.
Wysokość chropowatości według dziesięciu
punktów profilu – Rz
Rz
R3
R1
R2
R5
R7
R6
R4
le
R9
R8
R10
Parametr Rz (wysokość chropowatości według
dziesięciu punktów profilu) - średnia wartość
pięciu różnic odległości między najwyżej
położonymi punktami wzniesień a najniżej
położonymi punktami wgłębień profilu
zaobserwowanego, mierzonych od linii
odniesienia równoległej do linii średniej profilu,
na długości odcinka elementarnego le.
1
Rz = [(R1 − R2 ) + (R3 − R4 ) + (R5 − R6 ) + (R7 − R8 ) + (R9 − R10 )]
5
Wymagania odnośnie chropowatości
powierzchni określa się w zależności od
warunków pracy skojarzonych powierzchni.
Ogólnie można stwierdzić następującą
zależność:
im wyższe są wymaganiach dokładności
wykonania, tym wyższe są wymagania
dotyczące poziomu chropowatości
powierzchni.
Polska Norma wyróżnia 14 klas chropowatości. Każdej z nich
odpowiada zakres chropowatości Ra lub Rz.
Klasy chropowatości
Klasa chropowatości Ra Rz
Rodzaj obróbki
1
80 320 zgrubna obróbka skrawaniem
2
40 160 zgrubna obróbka skrawaniem
3
20
80 dokładna obróbka skrawaniem
4
10
40 dokładna obróbka skrawaniem
5
5
20 wykańczające obróbka skrawaniem
6
2.5 10 wykańczające obróbka skrawaniem
7
1.25 6.3 szlifowanie zgrubne
8
0.63 3.2 szlifowanie zgrubne
9
0.32 1.6 szlifowanie wykańczające
10
0.16 0.8 docieranie
11
0.08 0.4 docieranie pastą diamentową
12
0.04 0.2 gładzenie
13
0.02 0.1 polerowanie
14
0.01 0.05 polerowanie
Pomiar chropowatości powierzchni
przeprowadza się specjalnymi narzędziami
pomiarowymi.
Do tego celu są najczęściej stosowane:
¾ profilografometr (Ra),
¾ podwójny mikroskop (Rz),
¾ wzorce chropowatości (Rz).
igła
głowica
głowica
prowadnica
igła
droga igły
powierzchnia
rzeczywista