Kata Redaksi: Kekasaran permukaan Ra merupakan simbol yang sering kita gunakan saat mengerjakan mesin. Ini pada dasarnya adalah teman lama kami. Tanpanya, gambar itu mungkin tidak ada gunanya. Itu adalah simbol yang kita hadapi setiap hari. Tahukah Anda mengapa 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5 digunakan sebagai pengganti angka lain? Saya yakin teman-teman komunitas juga pernah mengalami kebingungan ini saat mempelajari dan menggunakannya, namun mereka belum mempelajari jawabannya secara detail. Semuanya dimulai dengan matematika yang hebat. Sekarang izinkan saya memberi tahu Anda secara detail.
Semuanya berasal dari sistem bilangan prioritas besar!
Insinyur Perancis Renault melihat bahwa tali kawat pada balon udara memiliki spesifikasi yang berbeda-beda, maka ia memikirkan suatu cara. Dia menaikkan 10 ke pangkat lima dan mendapat angka 1,6. Kemudian dia mengalikan angka-angka tersebut hingga mendapatkan lima angka prioritas berikut:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
Ini adalah barisan geometri yang bilangan terakhirnya 1,6 kali bilangan sebelumnya. Lalu jenis tali kawat dibawah 10 hanya ada 5 jenis, dan jenis tali kawat 10 sampai 100 hanya ada 5 jenis yaitu 10, 16, 25, 40, dan 63.
Namun cara pembagian ini terlalu jarang, sehingga Pak Lei melanjutkan usahanya dan menaikkan 10 ke pangkat 10, dan memperoleh sistem bilangan prioritas R10 sebagai berikut:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
Rasio umumnya adalah 1,25, jadi hanya ada 10 jenis tali kawat baja dalam 10, dan hanya ada 10 jenis tali kawat antara 10 dan 100, yang lebih masuk akal. Saat ini pasti ada yang mengatakan bahwa pada barisan ini sepertinya angka pertama tidak jauh berbeda, misalnya 1,0 dan 1,25. Hampir tidak ada perbedaan. Saya biasanya mengumpulkannya, tetapi kesenjangan antara 6,3 dan 8,0 besar. Apakah ini masuk akal?
Masuk akal atau tidak, mari kita analogikan. Misalnya bilangan asli 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 terlihat sangat mulus. Kami menggunakan urutan ini untuk membayar upah, memberikan 1,000 kepada Zhang San dan 2,000 kepada Li Si. Keduanya yakin. Ada inflasi yang tiba-tiba. Berikan Zhang San 8,000 dan Li Si 9,000. Dulu gaji Li Si dua kali lipat gaji Zhang San, tapi sekarang 1,12 kali lipat. Apakah menurut Anda Li Si bersedia? Dia adalah supervisornya, dan memberinya nilai 16,000 tidaklah cukup. Zhang San tidak akan mengeluh karena supervisornya memiliki 8,000 lebih banyak darinya.
Ada dua cara membandingkan sesuatu di alam, yaitu “relatif” dan “mutlak”! Sistem bilangan prioritas bersifat relatif.
Ada yang bilang spesifikasi produknya 10 ton, 20 ton, 30 ton, dan 40 ton. Sekarang sepertinya tidak masuk akal, bukan? Kalau ambil dobel harusnya 10 ton, 20 ton, 40 ton, 80 ton, atau simpan kepala dan ekornya juga harus 10 ton, 16 ton, 25 ton, 40 ton, perbandingan umumnya 1,6.
Ini adalah "standardisasi". Saya sering melihat orang berbicara tentang "standardisasi" di forum. Faktanya, yang mereka bicarakan adalah "suku cadang standar". Yang mereka lakukan hanyalah memilah-milah bagian standar dari keseluruhan mesin, yang disebut standardisasi. Faktanya, tidak seperti ini. . Untuk standardisasi yang sebenarnya, Anda perlu membuat serial semua parameter produk Anda sesuai dengan sistem nomor prioritas, dan kemudian membuat serial parameter fungsional dan dimensi semua komponen menggunakan sistem nomor prioritas.
Bilangan asli memang tidak terbatas, namun di mata para perancang mekanik, hanya ada 10 bilangan di dunia yang merupakan bilangan prioritas R10. Apalagi jika 10 angka tersebut dikalikan, dibagi, dipangkatkan, dan dikuadratkan, hasilnya tetap berada di antara 10 angka tersebut. Betapa menakjubkan! Saat Anda sedang mendesain dan tidak tahu ukuran apa yang harus dipilih, pilih saja dari 10 angka ini. Betapa nyamannya!
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
Dua nomor prioritas, seperti 4 dan 2, masing-masing memiliki nomor seri N24 dan N12. Jika dikalikan dan dijumlahkan nomor urutnya, hasilnya sama dengan N36 atau 8; bila dibagi nomor urutnya dikurangi dan hasilnya sama dengan N12 atau 2. ; Untuk kubus 2, kalikan nomor urut N12 dengan 3 untuk mendapatkan N36, yaitu 8; untuk akar kuadrat dari 4, bagi nomor urut N24 dengan 2 sehingga diperoleh N12, yaitu 2. Bagaimana jika kita mencari pangkat empat dari 2? N12*{{20}}N48, tidak ada seorang pun di sini, apa yang harus saya lakukan? Pada daftar di atas tidak ada nomor sebelumnya yaitu 10. Nomor serinya adalah N40. Jika nomor urutnya lebih besar dari 40, lihat saja bagian yang lebih besar dari 40. Misalnya untuk N48, lihat N8 yaitu 1,6, lalu kalikan dengan 10 sehingga mendapat 16. . Kalau serial numbernya N88, cari N8 jadi 1,6, lalu dikalikan 100 jadi 160, karena serial number 100 itu N80, serial number 1000 itu N120, begitu seterusnya untuk desain mekaniknya cukup untuk menggunakan 20 nomor ini seumur hidup. Namun terkadang perlu menggunakan sistem bilangan R40. Lebih lengkap dengan 40 angka. Kalau belum cukup, ada juga seri R80. Saya hafal sistem bilangan R40 dan bahkan tidak memerlukan kalkulator untuk perhitungan umum. Sederhananya, hitung ketahanan torsi baja 40-diameter 45. Koefisien torsi adalah 0,5*π*R^3. Tegangan puntirnya adalah setengah dari titik luluh 360, yaitu 180MPa. Pinya 3,15. Gunakan tangan kiri dan kanan Anda untuk mencubit koma desimal dan secara mental menghitung penjumlahan dan pengurangan nomor seri. Keluarlah sebentar lagi. Adakah yang bilang Anda tidak menambahkan faktor keamanan? Katakan padaku, haruskah aku memilih 1,25, 1,5, atau 2? hehe.
Bagian emasnya adalah 0.618, yaitu 1.618, dan di sini juga ada 1.6.
Barisan akar kuadratnya adalah akar kuadrat 1, akar kuadrat 2, akar kuadrat 3. Mencarinya mudah bukan? (Nomor seri 3 adalah N19)
Apa itu π kuadrat? sama dengan 10. Apakah mudah jika Anda menghitung bahwa batang penekan stabil?
Koefisien torsi batang bundar adalah sekitar 0.1*D^3. Sekarang Anda bisa menghitung koefisien torsi secara lisan, bukan?
Mengapa sekrup besar melompat langsung dari M36 ke M40?
Mengapa rasio transmisi gigi ada 6,3 atau 7,1?
Mengapa baja saluran memiliki ukuran 12,6 yang jarang terlihat di pasaran?
Mengapa pabrik outsourcing menelepon dan mengatakan bahwa tidak ada 140 tabung persegi, tetapi ada 120 dan 160? Sebab sistem bilangan R5 lebih diutamakan dibandingkan sistem bilangan R20.
Mengapa parameter bagian standar memiliki urutan pertama dan urutan kedua? Secara umum, barisan pertama adalah barisan R5.
Mengapa daftar lubang sekrup Inventor memiliki M11.2? Sekarang Anda tahu itu bukan angka palsu, bukan?
gambar
Ada juga ketebalan pelat baja, model baja bagian, modul roda gigi, semua suku cadang standar, parameter fungsional, parameter dimensi, tabel toleransi standar pada semua sampel produk industri, dll., dll., asal usulnya perlahan menjadi jelas di hati kami saat ini momen. . Dapat dikatakan bahwa kita telah memahami setengah dari manual desain mekanik, serta produk-produk industri yang belum dibuat.
Kemudian, ketika kita mendesain suatu produk, kita dapat mendesain serangkaian produk pada saat yang sama, alih-alih melakukan apa yang disebut "standardisasi" setelah desain selesai; selanjutnya, jika produk tersebut dimaksudkan untuk diserialkan, maka kami bahkan dapat mendesainnya sesuai dengan kondisi kerja sebenarnya. Rancang produk tanpa mengetahui banyak tentangnya karena sistem bilangan prioritas sudah mencakup semua model.
Penerapan sistem bilangan prioritas yang tercantum di atas dapat diibaratkan seperti setetes air di lautan, dan ada banyak sekali aplikasi yang menunggu untuk kita kembangkan.
Setelah kita memahami asal muasal nilai kekasaran permukaan, mari kita simak ilmu kekasaran permukaan!
1. Konsep kekasaran permukaan
Kekasaran permukaan mengacu pada ketidakrataan permukaan mesin dengan jarak yang kecil serta puncak dan lembah yang kecil. Jarak (jarak gelombang) antara dua puncak gelombang atau dua lembah gelombang sangat kecil (kurang dari 1 mm), yang merupakan kesalahan bentuk geometris mikroskopis.
Secara khusus mengacu pada ketinggian dan jarak S dari puncak dan lembah kecil. Umumnya dibagi menjadi poin S:
S
1 Kurang dari atau sama dengan S Kurang dari atau sama dengan 10mm adalah gelombang
S>10mm adalah bentuk f
2. Tabel perbandingan VDI3400, Ra, Rmax
Standar nasional menetapkan bahwa tiga indikator yang umum digunakan untuk mengevaluasi kekasaran permukaan (satuan: μm): rata-rata deviasi aritmatika Ra profil, rata-rata tinggi ketidakrataan Rz, dan tinggi maksimum Ry. Indikator Ra sering digunakan dalam produksi aktual. Deviasi ketinggian mikroskopis maksimum Ry pada kontur umumnya dinyatakan dengan simbol Rmax di Jepang dan negara lain, dan indikator VDI umumnya digunakan di Eropa dan Amerika Serikat. Berikut tabel perbandingan VDI3400, Ra dan Rmax.
gambar
Tabel perbandingan VDI3400, Ra, Rmax
gambar
3. Faktor penyebab kekasaran permukaan
Kekasaran permukaan umumnya disebabkan oleh metode pemesinan yang digunakan dan faktor lain, seperti gesekan antara pahat dan permukaan bagian selama proses pemesinan, deformasi plastis permukaan logam selama pemisahan chip, dan getaran frekuensi tinggi dalam sistem proses. , lubang pembuangan pemesinan listrik, dll. Karena metode pemrosesan dan bahan benda kerja yang berbeda, kedalaman, kepadatan, bentuk dan tekstur bekas yang tertinggal pada permukaan yang diproses juga berbeda.
4. Pengaruh utama kekasaran permukaan pada bagian-bagian
Mempengaruhi ketahanan aus. Semakin kasar permukaannya, semakin kecil area kontak efektif antara permukaan yang berpasangan, semakin besar tekanannya, semakin besar pula ketahanan gesekannya, dan semakin cepat keausannya.
Mempengaruhi stabilitas kecocokan. Untuk jarak bebas, semakin kasar permukaannya, semakin mudah ausnya, sehingga menyebabkan celah bertambah secara bertahap selama bekerja; untuk kecocokan interferensi, interferensi efektif sebenarnya berkurang karena perataan puncak cembung mikroskopis selama perakitan. kekuatan koneksi.
Mempengaruhi kekuatan kelelahan. Terdapat cekungan besar pada permukaan bagian yang kasar, yang, seperti sudut tajam dan retakan, sensitif terhadap konsentrasi tegangan, sehingga mempengaruhi kekuatan lelah bagian tersebut.
Mempengaruhi ketahanan korosi. Permukaan bagian yang kasar dapat dengan mudah memungkinkan gas atau cairan korosif menembus lapisan logam bagian dalam melalui lembah mikroskopis di permukaan, menyebabkan korosi permukaan.
Mempengaruhi penyegelan. Permukaan yang kasar tidak dapat menyatu dengan erat, dan gas atau cairan bocor melalui celah di antara permukaan kontak.
Mempengaruhi kekakuan kontak. Kekakuan kontak adalah kemampuan permukaan sambungan bagian-bagian untuk menahan deformasi kontak di bawah pengaruh gaya eksternal. Kekakuan suatu mesin sangat bergantung pada kekakuan kontak antara berbagai bagian.
mempengaruhi keakuratan pengukuran. Kekasaran permukaan bagian yang diukur dan permukaan ukur alat ukur akan secara langsung mempengaruhi keakuratan pengukuran, terutama pada pengukuran presisi.
Selain itu, kekasaran permukaan akan memiliki tingkat dampak yang berbeda-beda terhadap lapisan bagian, konduktivitas termal dan ketahanan kontak, kemampuan reflektif dan kinerja radiasi, ketahanan terhadap aliran cairan dan gas, dan aliran arus permukaan konduktor.
5. Dasar penilaian kekasaran permukaan
1. Panjang pengambilan sampel
Panjang pengambilan sampel L adalah panjang garis acuan yang ditentukan untuk mengevaluasi kekasaran permukaan. Panjang yang dapat mencerminkan karakteristik kekasaran permukaan harus dipilih berdasarkan pembentukan permukaan sebenarnya dan karakteristik tekstur bagian tersebut. Panjang pengambilan sampel harus diukur berdasarkan arah umum profil permukaan sebenarnya. Panjang pengambilan sampel ditentukan dan dipilih untuk membatasi dan mengurangi pengaruh gelombang permukaan dan kesalahan bentuk terhadap hasil pengukuran kekasaran permukaan. Opsi yang umum digunakan untuk pengukur kekasaran adalah: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
gambar
2. Durasi penilaian
Panjang evaluasi adalah panjang yang diperlukan untuk mengevaluasi profil, yang dapat mencakup satu atau beberapa panjang pengambilan sampel. Karena kekasaran permukaan berbagai bagian permukaan bagian belum tentu seragam, satu panjang pengambilan sampel sering kali tidak dapat mencerminkan fitur kekasaran permukaan tertentu. Oleh karena itu, beberapa panjang pengambilan sampel perlu diambil pada permukaan untuk mengevaluasi kekasaran permukaan. Panjang evaluasi umumnya mencakup 1 hingga 5 panjang pengambilan sampel L. Jika panjang pengambilan sampel adalah 0.8 dan panjang evaluasi adalah 5L, 5X0.8=4mm
3. Dasar
Garis acuan merupakan garis tengah kontur yang digunakan untuk mengevaluasi parameter kekasaran permukaan. Ada dua jenis garis dasar: kuadrat terkecil garis tengah kontur: dalam panjang pengambilan sampel, jumlah kuadrat offset kontur setiap titik pada garis kontur adalah yang terkecil, dan mempunyai bentuk kontur geometris. Rata-rata aritmatika garis tengah kontur: Dalam panjang pengambilan sampel, luas kontur pada kedua sisi garis tengah adalah sama. Secara teoritis, garis tengah kuadrat terkecil merupakan garis dasar yang ideal, namun sulit diperoleh dalam penerapan praktis. Oleh karena itu, garis tengah rata-rata aritmatika dari kontur umumnya digunakan, dan garis lurus dengan perkiraan posisi dapat digunakan selama pengukuran.
4. Mengukur pukulan
Langkah pengukuran mengacu pada jarak pergerakan stylus sensor pada benda kerja sebenarnya. Langkah pengukuran biasanya merupakan hubungan penghitungan panjang evaluasi ditambah 2 panjang pengambilan sampel: misalnya, jika panjang evaluasi dipilih sebagai 5L, panjang pengambilan sampel L adalah 0.8mm, langkah pengukuran adalah 5L{{5 }}L=7L, dan langkah pengukurannya adalah 7X0.8=5.6mm. Ketahuilah hal ini Sangat penting, jarak yang ditempuh pada benda kerja dapat dihitung. Ini menentukan ukuran permukaan kontak benda kerja terkecil yang diukur oleh pengguna.
6. Parameter evaluasi kekasaran permukaan
1. Parameter karakteristik ketinggian
Ra deviasi rata-rata aritmatika dari kontur: rata-rata aritmatika dari nilai-nilai yang sangat baik dari deviasi kontur dalam panjang pengambilan sampel (lr). Dalam pengukuran sebenarnya, semakin banyak jumlah titik pengukuran, semakin akurat Ra.
Gambar] [gambar
Rz Ketinggian profil maksimum : Jarak antara garis puncak dan garis bawah lembah.
Ra lebih disukai dalam rentang parameter amplitudo yang umum digunakan. Sebelum tahun 2006, ada parameter evaluasi lain dalam standar nasional: "Ketinggian ketidakrataan mikroskopis sepuluh poin", yang diwakili oleh Rz, dan ketinggian maksimum kontur diwakili oleh Ry. Setelah tahun 2006, ketidakrataan mikroskopis setinggi sepuluh poin dibatalkan dalam standar nasional, dan diadopsi. Rz mewakili ketinggian maksimum profil.
gambar
2. Parameter karakteristik jarak
Rsm Rata-rata lebar sel kontur. Jarak rata-rata ketidakteraturan mikroskopis pada profil dalam panjang pengambilan sampel. Jarak ketidakteraturan mikro mengacu pada panjang puncak kontur dan lembah kontur yang berdekatan pada garis tengah. Untuk nilai Ra yang sama, nilai Rsmnya belum tentu sama, sehingga tekstur yang dipantulkan akan berbeda. Permukaan yang menilai tekstur biasanya fokus pada dua indikator Ra dan Rsm.
gambar
Parameter karakteristik bentuk Rmr dinyatakan dengan rasio panjang penyangga profil, yaitu perbandingan panjang penyangga profil terhadap panjang sampling. Panjang tumpuan kontur adalah jumlah panjang bagian yang diperoleh dengan memotong kontur dengan garis lurus yang sejajar dengan garis tengah dan jarak c dari garis puncak kontur dalam panjang pengambilan sampel.
7. Metode pengukuran kekasaran permukaan
1. Metode komparatif
Digunakan untuk pengukuran di tempat di bengkel, sering digunakan untuk pengukuran pada permukaan sedang atau kasar. Caranya adalah dengan menentukan nilai kekasaran permukaan yang diukur dengan cara membandingkannya dengan contoh kekasaran yang ditandai dengan nilai tertentu.
2. Metode stilus
Kekasaran permukaan menggunakan stylus berlian dengan radius ujung kelengkungan sekitar 2 mikron untuk meluncur perlahan di sepanjang permukaan yang diukur. Perpindahan stylus berlian ke atas dan ke bawah diubah menjadi sinyal listrik oleh sensor panjang listrik. Setelah amplifikasi, penyaringan dan penghitungan, hal ini ditunjukkan oleh instrumen tampilan. Untuk memperoleh nilai kekasaran permukaan, dapat juga digunakan alat perekam untuk mencatat kurva profil bagian yang diukur. Umumnya alat ukur yang hanya dapat menampilkan nilai kekasaran permukaan disebut alat ukur kekasaran permukaan, sedangkan yang dapat mencatat kurva profil permukaan disebut alat ukur profil kekasaran permukaan. Kedua alat ukur tersebut memiliki rangkaian kalkulasi elektronik atau komputer, yang secara otomatis dapat menghitung simpangan rata-rata aritmatika profil Ra, tinggi ketidakteraturan mikro Rz sepuluh titik, tinggi maksimum profil Ry, dan berbagai parameter evaluasi lainnya. Mereka memiliki efisiensi pengukuran yang tinggi dan dapat diterapkan untuk mengukur kekasaran permukaan Ra sebesar 0,025 ~ 6,3 mikron.
3. Metode pemotongan ringan
Strip cahaya yang terbentuk setelah cahaya melewati celah diproyeksikan ke permukaan yang diukur, dan kekasaran permukaan diukur berdasarkan kurva kontur yang dibentuk oleh perpotongannya dengan permukaan yang diukur (Gambar 3). Setelah cahaya yang dipancarkan dari sumber cahaya melewati kondensor, celah, dan lensa objektif 1, celah tersebut diproyeksikan ke permukaan terukur dengan sudut kemiringan 45 derajat sehingga membentuk gambar profil penampang permukaan terukur, yaitu kemudian diperkuat dan diproyeksikan ke permukaan yang diukur melalui lensa objektif 2. pada reticle. Gunakan lensa mata mikrometer dan drum pembaca untuk membaca nilai h terlebih dahulu, kemudian menghitung nilai H.
