Přednáška č.7 Jakost povrchu

Transkript

1 Fakulta strojní VŠB-TUO Přednáška č.7 Jakost povrchu

2 JAKOST POVRCHU K úplnému určení součásti na výrobním výkrese je nutné kromě zobrazení součásti v potřebném počtu pohledů a jejího zakótování včetně požadavků na přesnost uvést i požadavek na jakost povrchu. Pod pojmem jakost povrchu rozumíme souhrn vlastností, které charakterizují geometrický, fyzikální a chemický stav povrchové vrstvy. Norma ČSN EN ISO 4287 stanovuje termíny, definice a parametry pro určování struktury povrchu (drsnosti, vlnitosti a základního profilu) profilovou metodou. Norma ČSN EN ISO 1302 stanovuje pravidla pro označování struktury povrchu v technické dokumentaci výrobků pomocí grafických značek a textu. Požadavky na povrch se označují: 1. parametry profilu vztaženými k : - R-profilu ( parametry drsnosti), - W-profilu ( parametry vlnitosti), - P-profilu ( parametry struktury), 2. parametry metody motif vztaženými k: - metodě motif drsnosti, - metodě motif vlnitosti 3. parametry vztaženými ke křivce materiálového poměru.

3 Obr.1 Profil povrchu jako průsečnice skutečného povrchu a dané roviny

4 Parametry profilu povrchu Výškové parametry (výstupky a prohlubně): - největší výška výstupku profilu, Pp,Rp,Wp Největší výška výstupků profilu Zp

5 - největší hloubka prohlubní profilu, Pv,Rv,Wv Největší hloubka prohlubní profilu ( příklad profilu drsnosti) Zv

6 - největší výška profilu, Pz, Rz, Wz, Největší výška profilu (příklad profilu drsnosti) Rz = Rp+Rv

7 Výškové parametry (průměrné hodnoty pořadnic) - průměrná aritmetická úchylka posuzovaného profilu, Pa, Ra, Wa, aritmetický průměr absolutních hodnot pořadnic Z(x) v rozsahu základní délky:

8 Délkové parametry - průměrná šířka prvků profilu PSm, PRm, WSm,: aritmetický průměr šířek Xs prvků profilu v rozsahu základní délky: Tvarové parametry - průměrný kvadratický sklon posuzovaného profilu, P q, R q, W q : kvadratický průměr sklonů pořadnic dz/dx v rozsahu základní délky

9 Grafické značky struktury povrchu: 1. Základní grafická značka je tvořena 2 úsečkami nestejné délky ve sklonu 60 k čáře představující uvažovaný povrch. Tato základní značka se nemá používat samostatně a pokud se použije s doplňkovými informacemi není pro dosažení předepsaného povrchu rozhodující zda je odebírání materiálu požadováno nebo se nedovoluje. Základní grafická značka

10 2. Rozšířená grafická značka Jestliže se požaduje odebírání materiálu pro dosažení předepsaného povrchu, základní značka se doplní vodorovnou úsečkou dle následujícího obrázku. Tato značka se nemá používat bez doplňkových informací. Rozšířená grafická značka vyjadřující požadavek odebírání materiálu Jestliže se odebírání materiálu pro dosažení předepsaného povrchu nedovoluje vepíše se do základní značky kružnice. Rozšířená grafická značka vyjadřující zákaz odebírání materiálu

11 3. Úplná grafická značka Jestliže se mají předepsat doplňkové požadavky k charakteristikám struktury povrchu, připojí se k delšímu rameni libovolné značky úsečka Značka pro povrch po obrysu součásti

12 Skladba úplné grafické značky struktury povrchu Poloha doplňkových požadavků a) Poloha a jediný požadavek na strukturu povrchu Předepíše se parametr struktury povrchu, mezní číselná hodnota a přenosové pásmo/základní délka. K zamezení špatné interpretace se vloží dvojitá mezera mezi označení parametru a mezní hodnotu. Za označením přenosového pásma nebo základní délky se zapíše zlomková čára (/), následovaná parametrem struktury povrchu a číselnou hodnotou na tomtéž řádku. Příklad: 0,0025-0,8/Rz 6,3 (příklad s předpisem přenosového pásma) -0,8/Rz 3,2 (příklad s předpisem jen základní délky) b) Poloha a a b dva nebo více požadavků na strukturu povrchu Předepíše se první požadavek na strukturu povrchu v poloze a, předepíše se druhý požadavek v poloze b. c) Poloha c výrobní proces předepíše se výrobní proces, tepelné zpracování, povlaky nebo jiné požadavky na výrobní proces potřebné ke zhotovení (soustruženého, broušeného, pokoveného) povrchu. d) Poloha d nerovnosti a jejich orientace předepíše se značka požadovaných nerovností a jejich orientace e) Poloha e přídavek na obrábění předepíše se požadovaný přídavek na obrábění, pokud je aktuální, jako číselná hodnota v milimetrech (jen u odlitků či výkovků má význam).

13 Předepsaný parametr a příslušná číselná hodnota obsahují čtyři základní informace nutné pro interpretaci požadavku. Jsou to: který ze tří profilů povrchu je předepsán (R, W nebo P), která charakteristika je předepsána, kolik základních délek tvoří vyhodnocovanou délku, a jak se má interpretovat předepsaná specifikovaná mez. Předepisování tolerančních mezí Pro předpis a výklad předepsaných mezí struktury povrchu platí dvě různá pravidla: a) pravidlo 16 %, b) pravidlo max. Pravidlo 16 % je stanoveno jako standardní pravidlo pro všechny předepisované požadavky na strukturu povrchu (nesmí být více jak 16% naměřených hodnot větších [menších] na vyhodnocované délce než předepisuje požadavek). Označení parametru při platnosti pravidla 16% Označení parametru při platnosti pravidla max

14 Typy tolerancí jednostranné nebo oboustranné Požadavky na strukturu povrchu se předepisují jednostrannou nebo oboustrannou tolerancí. Její meze se vyjádří předepsanou značkou parametru, číselnou hodnotou parametru a přenosovým pásmem. Jednostranná tolerance parametru povrchu Je-li předepsáno označení parametru, číselná hodnota a přenosové pásmo, je tím určena jednostranná horní mez (mez podle pravidla 16% nebo pravidla max ). Má-li být parametr, jeho hodnota a přenosové pásmo považováno za dolní mez uvažovaného parametru, bude před označením parametru písmeno L. Příklad: L Ra 0,4 Oboustranná tolerance parametru povrchu Oboustranná tolerance musí být předepsaná úplnou značkou, umístěním požadavku tolerančních mezí nad sebou, přičemž horní mezní hodnotě je před označením parametru uvedeno písmeno U a dolní mezní hodnotě písmeno L.

15 Označování výrobního procesu nebo příbuzné informace Hodnota parametru struktury skutečného povrchu je silně ovlivněna detailním tvarem křivky profilu. Proto je někdy nutné předepsat výrobní proces, který ovlivňuje detailní tvar křivky profilu. Příklad : soustruženo, frézováno, Fe/Ni 15 p Cr r Označení výrobního procesu a požadavek na drsnost výsledného povrchu Označení povlaku a požadavku drsnosti

16 Označování směru nerovností Směr nerovností po výrobním procesu (stop po nástroji), lze označit úplnou značkou s použitím značek v následující tabulce. Značky v tabulce označují nerovnosti a jejich směr ve vztahu k rovině výkresu obsahujícího požadavek na strukturu povrchu.

17

18 Směr čtení požadavků na strukturu povrchu Požadavek na strukturu povrchu (grafická značka) se umístí na povrch nebo se s ním spojí pomocí praporku odkazové čáry ukončené šipkou. Grafická značka nebo odkazová čára ukončená šipkou směřuje na povrch součásti z vnější strany.

19 Požadavek na strukturu povrchu může být také umístěn : - na kótovací čáře - na tolerančním rámečku pro geometrické tolerance - na prodloužených a pomocných čarách

20 Společné požadavky na několik povrchů Jestliže je požadována stejná struktura na většině povrchu součásti, předepíše se tento požadavek na strukturu povrchu v blízkosti popisového pole výkresu. Za všeobecnou grafickou značkou odpovídající této struktuře povrchu následuje: základní značka v závorce bez jakéhokoliv jiného označení, nebo odlišný požadavek na strukturu povrchu nebo požadavky v závorce označující, že existují jiné požadavky na strukturu povrchu, odlišné od všeobecného požadavku. Požadavky na strukturu povrchu odlišné od převládajícího požadavku se označí na výkrese ve stejném pohledu na části uvažovaných povrchů.

21

22 Grafická značka a její rozměry

23

24

25 VYVOLENÁ ČÍSLA A NORMÁLNÍ ROZMĚRY V oblasti normalizace a konstruování je účelné volit a stupňovat hodnoty charakteristických veličin výrobku, součástí nebo tvarových prvků či stanovit jakost a jiné důležité vlastnosti. Stupňují se hlavní a připojovací rozměry, výkony, frekvence otáčení, jmenovité tlaky a světlosti, třídy přesnosti, hodnoty drsnosti povrchu, velikosti tolerancí atd. Mnohé z veličin, které charakterizují různé výrobky se navzájem ovlivňují, např. výšky os elektromotorů a čerpadel, převodovek, tolerance výrobků a tolerance mezních měřidel atd. Proto je výhodné volit a stupňovat jejich velikosti v číselných řadách podle jednotné soustavy, kterou mohou tvořit číselné hodnoty aritmetických nebo geometrických posloupností. Aritmetické posloupnosti mají stálý rozdíl D mezi dvěma sousedními členy: D = a n - a n-1 a n = a 0 + nd a 0 - první člen posloupnosti Počet členů v jednotlivých řádových rozsazích (hustota) je různý a zvětšuje se. Mnohem vhodnější jsou číselné hodnoty geometrických posloupností, u nichž je podíl sousedních členů (kvocient) q stále stejné číslo: q = a n / a n-1 a n = a 0 q n a n - libovolný n-tý člen posloupnosti, a 0 - první člen posloupnosti Stupňování geometrických posloupností je stejnoměrné a v celém rozsahu má stejnou hustotu.

26 V zemích s metrickou soustavou jednotek pro stupňování v geometrických řadách se přednostně používá geometrické posloupnosti s desítkovým základem, které: - obsahují základní čísla desítkové soustavy čísel, obecně 10 ±n, kde n je celé číslo, - v řádovém rozsahu mají stejný počet členů (hustotu), - mají u shodně položených členů v jednotlivých rozsazích stejný číselný obraz lišící se jen polohou desetinné čárky, např. 0,16; 1,6; jsou ve vzájemné souvislosti, každá hustší posloupnost obsahuje členy řidších posloupností, takže počet členů následné posloupnosti je dvojnásobný a její kvocient je rovný druhé odmocnině kvocientu předcházející posloupnosti - musí být jednoduché a snadno zapamatovatelné. Těmto podmínkám vyhovují členy desítkových geometrických posloupností, které byly vzaty za základ vyvolených čísel. Normalizovány jsou desítkové geometrické posloupnosti s pěti, deseti, dvaceti a čtyřiceti členy v jednom řádovém rozsahu.

27 V praxi se nejčastěji používají vyvolená čísla normální a přibližná. Normální čísla tvoří základní řady, které se označují R, a číslem udávajícím počet členů v řádovém rozsahu R5,R10, R20, R40. Odvozené řady vzniknou ze základních řad vybráním některých jejích členů. Označují se jako základní řady, ze kterých byly odvozeny a číslem udávajícím kolikáté členy základní řady se vybírají, za lomítkem, např. R10/3 znamená, že ze základní řady R10 se vyber každý třetí člen. Základní řady mohou být také omezeny z jedné nebo druhé strany, což se pak připíše k označení řady do závorek prvním nebo posledním členem řady a za ním či před ním několik teček, např. R20(4 ) je řada R20 omezená nejmenším členem 4 včetně, R10( 3,15) je řada R10 omezená největším členem 3,15 včetně.

28

29

30 PŘEDEPISOVÁNÍ ÚPRAV POVRCHU A TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ Označování požadavku tepelného zpracování na výkresech se může vztahovat: - ke konečnému stavu výrobku - ke stavu po tepelném zpracování, po němž následuje ještě například broušení, kdy se následným opracováním hloubka tvrzené vrstvy zmenší a musíme počítat s přídavkem na obrobení. Nekreslíme li zvláštní výkres součásti po tepelném zpracování před obráběním, musí být na výkrese součásti vyznačeno, ke kterému stavu součásti se údaj o tepelném zpracování vztahuje.

31 Pro účely předepisování tepelného zpracování z oceli se používá těchto zkratek: CHD.. hloubka cementované vrstvy CD hloubka nauhličení CLT tloušťka chemicky sloučené vrstvy FHD hloubka zakalení NHD hloubka nitridované vrstvy SHD hloubka povrchově zakalené vrstvy FTS technické požadavky kalení HTO technologický postup tepelného zpracování HTS technické požadavky tepelného zpracování Na výkrese se předepisuje konečný stav součásti po tepelném zpracování slovně, např.: KALENO, KALENO A POPOUŠTĚNO, NITRIDOVÁNO.

32 Více operací musí být zapsáno na výkrese slovně v pořadí jakém mají být provedeny. Tvrdost povrchu se může zapsat podle Vickerse, Brinella nebo Rockwella a k této hodnotě musí být předepsány mezní úchylky. I k hloubce povrchové vrstvy se musí předepsat mezní úchylky. Tepelné zpracování pro všechny plochy na součásti se zapíše nad popisové pole: např. CEMENTOVÁNO, KALENO A POPOUŠTĚNO NA (59 ± 2) HRC, CHD=0,8 ±0,2 Pokud se mají tepelně zpracovat pouze některé části výrobku, vyznačí se tyto plochy po obvodu tlustou čerchovanou čarou s dlouhými čárkami. Plochy, které mohou být též tepelně zpracovány ( ale nemusí), se označí tlustou čárkovanou čarou.