112 tol rez cap. 05 rugozit

U n i v e r s i t a t e a PO L I TE H N I C A d i n B u c u r eş t i

P r o f . D r . I n g . A u r e l i a n V IŞA N , C o n f . D r . I n g . N i c o l a e I O N E S C U

T O L E R A N Ţ E ♦ Pentru uzul studenţilor ♦

Pa r t ea î n t â i BAZELE TEOR ETIC E ALE PR ESCR IERI I PR ECIZ IE I

CARAC TERIST IC ILOR CONSTRUCTIVE ALE PRODU SELOR

Capi to lu l 5

PRESCRIEREA PRECIZIEI FORMEI MICROGEOMETRICE A SUPRAFEŢELOR

♦ Rezumat ♦

Bucureşti, UPB, Catedra TCM

Prof. Dr. Ing. A. Vişan, Conf. Dr. Ing. N. Ionescu, TOLERANŢE, Capitolul 5. Prescrierea preciziei formei microgeometrice a suprafeţelor - Rezumat

© Fiecare student poate realiza o singură copie a acestui material, numai pentru uzul personal. Orice altă multiplicare / utilizare fără acordul autorului contravine legilor dreptului de autor / copyright şi poate fi pedepsită în baza acestora.

2

Capi to lu l 5

PRESCRIEREA PRECIZIEI FORMEI MICROGEOMETRICE A SUPRAFEŢELOR

• N o ţ i u n i lăm ur i t o a r e p r i v i nd f o rm a m i c r ogeom et r i că ş i r u g o z i t a t e a s u p r a f e ţe l o r

a. Definirea formei microgeometrice Forma microgeometrică a suprafeţelor este o caracteristică constructivă, care exprimă starea geometrică a suprafeţelor sau muchiilor, caracterizată de existenţa abaterilor de ordinul 3 - striaţii şi rizuri, şi de ordinul 4 - smulgeri, urme de scule, goluri şi pori” (fig. 5.1).

a b

Figura 5.1. Rugozitatea suprafeţelor: a - striaţii şi rizuri; smulgeri, urme de scule; b - goluri, pori etc.

b. Definiţ ia rugozităţ i i − În general, rugozitatea se defineşte ca fiind “ansamblul neregularităţilor suprafeţei al căror

pas este relativ mic şi care, în general, cuprinde neregularităţile rezultate din procedeul de fabricaţie utilizat şi/sau determinate de alţi factori”.

− În funcţie de ordinul de mărime al abaterilor geometrice, rugozitatea reprezintă „ansamblul neregularităţilor care formează abaterile de ordinul 3-striaţii şi rizuri (fig. 5.1a), periodice sau pseudoperiodice, şi abaterile de ordinul 4-smulgeri, urme de scule (fig. 5.1a), goluri, pori etc. (fig. 5.1b), aperiodice, al căror pas este relativ mic în raport cu adâncimea lor”.

− Conform DEX, rugozitatea este “însuşirea suprafeţelor unor corpuri solide de a fi aspre” [37].

c. Principalele cauze sau factori de influenţă care determină rugozitatea suprafeţelor 1. Metoda şi procedeul de generare a suprafeţelor;

2. Geometria sculelor aşchietoare;

3. Parametrii regimului de prelucrare;

4. Natura şi proprietăţile cuplului de materiale sculă-piesă;

5. Mediul de prelucrare - de răcire şi ungere;

6. Erorile sistemelor tehnologice de prelucrare, respectiv: deformaţiile elastice, deformaţiile termice, vibraţiile, uzura etc.



3

5.1. MĂRIMI UTILIZATE PENTRU PRESCRIEREA ŞI EVALUAREA PRECIZIEI FORMEI MICROGEOMETRICE A SUPRAFEŢELOR

• Conform SR ISO 4.287:2001 mărimile utilizate pentru prescrierea preciziei formei microgeometrice a

suprafeţelor se definesc şi se împart în următoarele 7 categorii:

1. Mărimi caracteristice; 2. Parametri geometrici; 3. Parametri de amplitudine referitori la proeminenţă şi gol; 4. Parametri de amplitudine referitori la media ordonatelor; 5. Parametri de pas; 6. Parametri hibrizi; 7. Curbe şi parametri asociaţi.

A. Principalii termeni caracteristici utilizaţ i 1. Profilul de rugozitate: „profil care rezultă din profilul primar prin suprimarea

componentelor cu lungime de undă lungă”.

Zp

Zt Zv

Linia medie

Lungime de bază

c Z

M l1 M l2

Figura 5.2. Mărimi caracteristice şi parametri geometrici conform SR ISO 4287:2001

2. Linia medie : „linie care se determină calculând o linie a celor mai mici pătrate, de formă nominală, pornind de la profilul primar”.

3. Lungimea de bază, lr: „lungime în direcţia axei X, care se utilizează pentru identificarea neregularităţilor care caracterizează profilul evaluat pentru rugozitate”.

4. Lungimea de evaluare, ln: „lungime, în direcţia axei X, care se utilizează pentru stabilirea profilului evaluat”. Lungimea de evaluare poate cuprinde una sau mai multe lungimi de bază.

5. Parametrul R : „parametru care se calculează pe profilul de rugozitate”.

6. Proeminenţă a profi lului : „parte a profilului evaluat, orientată către exterior (de la material către mediul înconjurător) care uneşte două puncte consecutive de intersecţie a profilului cu axa X” (fig. 5.2).

7. Gol al profilului : „parte a profilului evaluat, orientată către interior (de la mediul înconjurător către material) care uneşte două puncte consecutive de intersecţie a profilului cu axa X” (fig. 5.2).

8. Element al profilului: „proeminenţă şi gol, consecutive, ale profilului” (fig. 5.2).

9. Înă lţ imea unei proeminenţe a profi lului , Zp: „distanţa dintre axa X şi punctul cel mai înalt al proeminenţei profilului” (fig. 5.2).

10. Adâncimea unui gol al profilului, Zv: „distanţa dintre axa X şi punctul cel mai de jos al golului profilului” (fig. 5.2);

11. Înălţimea unui element al profilului, Zt: „suma dintre înălţimea proeminenţei şi adâncimea golului, ale unui element al profilului” (fig. 5.2), respectiv:

Zt = Zp + Zv. (5.1)

12. Lungimea portantă a profilului la nivelul c, MI(c): „suma lungimilor segmentelor care se obţin intersectând elementul profilului cu o dreaptă paralelă cu axa X, la un nivel dat, c”, respectiv (fig. 5.2):

MI(c) = Ml1 + Ml2. (5.2)

lr =

X



4

B. Principalii parametri de rugozitate utilizaţ i pentru prescrierea si evaluarea rugozităţii suprafeţelor - Definire, reprezentare, relaţii

1. Înălţimea maximă a profilului, Rz: „suma dintre cea mai mare înălţime a proeminenţelor profilului, Zp, şi cea mai mare adâncime a golurilor profilului, Zv, în limitele unei lungimi de bază”:

Rz = }Zvmax{}Zpmax{ ii + = Zpmax + Zvmax (5.3)

Zp1

Zp2

= R

p; (

Pp; W

p)

Zv2

= R

v; (P

v; W

v)

Zv1

Zp 3

Zp4

Zp 5

Zp 6

Zv3

Zv 4

Zv 5

Zv 6

Zt1

Zt 2

= R

z; (

Pz;

Wz)

Zt 3

Zt 4

Zt 5

Zt 6

Z

O X

Lungime de bază

Xs1 Xs2 Xs3 Xs4 Xs5

Axa

OX

= L

inia

med

ie

Figura 5.3. Parametrii profilului conform SR ISO 4287:2001

2. Înălţimea medie a elementelor profilului, Rc: „valoarea medie a înălţimilor elementelor profilului, Zt, în limitele lungimii de bază”:

Rc = ∑=

m

1iiZt

m

1. (5.4)

3. Înălţimea totală a profilului Rt: „suma celei mai mari înălţimi a proeminenţelor profilului, Zp, şi a celei mai mari adâncimi a golurilor profilului, Zv, în limitele lungimii de evaluare” (fig. 5.3).

4. Abaterea medie aritmetică a profilului evaluat, Ra: „media aritmetică a valorilor absolute ale ordonatelor Z(x) în limitele unei lungimi de bază”:

Ra = ( ) dxxZl

1 l r

0r∫ , (5.5)

5. Abaterea medie pătratică a profilului evaluat, Rq: „media pătratică a valorilor ordonatelor Z(x), în limitele unei lungimi de bază”:

Rq = ( ) dxxZl

1 l r

0

2

r∫ . (5.6)



5

5.2. STABILIREA VALORILOR PARAMETRILOR DE RUGOZITATE

• Valorile parametrilor de rugozitate abaterea medie aritmetică a profilului Ra şi înălţimea maximă a

profilului Rz sunt standardizate conform SR ISO 468-1997 . Acestea sunt în funcţie de precizia netezimii suprafeţei, determinată de rolul funcţional al suprafeţelor. Cu cât precizia netezimii este mai mare cu atât valorile celor doi parametri trebuie să fie mai mici.

Valorile parametrului Ra [μm] Tabelul 5.1

0,008 - - - - 0,010 - - - - 0,012 0,125 1,25 12,5 125 0,016 0,160 1,60 16,0 160 0,020 0,20 2,0 20 200 0,025 0,25 2,5 25 250 0,032 0,32 3,2 32 320 0,040 0,40 4,0 40 400 0,050 0,50 5,0 50 - 0,063 0,63 6,3 63 - 0,080 0,80 8,0 80 - 0,100 1,00 10,0 100 -

Valorile parametrilor Rz [μm] Tabelul 5.2

- 0,125 1,25 12,5 125 1250 - 0,160 1,60 16,0 160 1600 - 0,20 2,0 20 200 -

0,025 0,25 2,5 25 250 - 0,032 0,32 3,2 32 320 - 0,040 0,40 4,0 40 400 - 0,050 0,50 5,0 50 500 - 0,063 0,63 6,3 63 630 - 0,080 0,80 8,0 80 800 - 0,100 1,00 10,0 100 1000 -

• Pentru a ţine seama de dependenţa valorilor parametrilor de rugozitate de precizia netezimii suprafeţelor se definesc şi se simbolizează clasele de rugozitate. În tabelul 5.3 se prezintă clasele de rugozitate, simbolizate după ISO şi după standardele româneşti, precum şi valorile parametrilor de rugozitate Ra şi Rz asociate acestora.

Clasele de rugozitate şi parametrii asociaţi Tabelul 5.3

Simbolul clasei de rugozitate Parametrii de rugozitate [μm] Lungimea de bază [mm] Nr. crt. ISO SR ISO 468/97 Ra Rz l 1 N0 0,012 0,050 2 IT4 N1 0,025 0,100

0,08

3 IT5 N2 0,050 0,20 4 IT6 N3 0,100 0,40 5 IT7 N4 0,20 0,80 6 IT8 N5 0,40 1,60

0,25

7 IT9 N6 0,80 3,2 8 IT10 N7 1,60 6,3 9 IT11 N8 3,2 10,0

0,8

10 IT12 N9 6,3 20 11 IT13 N10 12,5 40

2,5

12 IT14 N11 25 80 13 IT15 N12 50 160 14 - N13 100 250

8

• Pentru parametrii Ra şi Rz se definesc:

− 12 clase de rugozitate conform ISO, simbolizate cu IT4, IT5, IT6,…, IT15;

− 14 clase de rugozitate conform SR ISO 468-1997, simbolizate cu N0, N1, N2,…, N13, în ordinea descrescătoare a preciziei netezimii suprafeţei, respectiv în ordinea crescătoare a valorilor parametrilor de rugozitate.



6

5.3. ÎNSCRIEREA ÎN DESENE A PRECIZIEI FORMEI MICROGEOMETRICE A SUPRAFEŢELOR

A. Simboluri utilizate pentru înscrierea în desene a stării suprafeţelor • Conform SR ISO 1302/95, pentru înscrierea stării suprafeţelor în desene şi a rugozităţii se utilizează

4 simboluri, respectiv:

− Un simbol de bază: ;

− Trei simboluri derivate, care au semnificaţiile următoare [66]:

- “suprafeţe pentru care se cere o îndepărtare de material prin prelucrare”;

- “suprafeţe pentru care este interzisă îndepărtarea de material sau care trebuie menţinute în starea obţinută prin stadiul precedent de fabricare”;

- “toate suprafeţele piesei au aceeaşi stare a suprafeţei”.

• Simbolurile derivate pot fi completate cu un braţ „pentru înscrierea unor caracteristici speciale”, în care în locul literelor a, b, c, d, e şi f se pot înscrie, respectiv, caracteristicile precizate în continuare.

• În locul literei „a” se poate înscrie:

− Fie simbolul unuia dintre parametrii de rugozitate - Ra sau Rz, urmat de valoarea acestuia, în micrometri, care reprezintă limita superioară sau valoarea maximă admisibilă a parametrului de rugozitate respectiv. Exemplu: Ra 0,8

− Fie simbolurile unuia dintre parametrii de rugozitate urmate de valorile acestuia, atunci când

se specifică valorile limită, superioară şi inferioară. Exemplu: valoarea superioară Ra 6,3 şi valoarea inferioară Ra 1,6.

• În locul literei „b” se înscrie „procedeul de prelucrare” sau „alte condiţii referitoare la fabricaţie”. Exemplu: „Rectificare”

• În locul literei „c” se pot înscrie:

− Fie „simbolul parametrului ondulaţiei urmat de valoarea acestuia”, în micrometri. Exemplu: Wa 0,8

− Fie „lungimea de bază”, în milimetri, pentru unul dintre parametrii prescrişi, Ra sau Rz, atunci când aceasta nu este o valoare standardizată. Exemplu: 3

(e)

a

b

c/f d

Ra 0,8

Ra 6,3 Ra 1,6

Ra 0,8

Rectificat

Ra 0,8

Rectificat

Wa 0,8

Ra 0,8

Rectificat

3



7

• În locul literei „d” se înscrie simbolul orientării neregularităţilor, conform SR ISO 1302:95, respectiv

Simboluri grafice pentru neregularităţile suprafeţelor Tabelul 5.4 Simbol grafic Interpretare Exemple

= Paralel cu planul de proiecţie a suprafeţei pe care figurează simbolul

=

Direcţia striaţiilor

⊥ Perpendicular pe planul de proiecţie a suprafeţei pe care figurează simbolul

× Încrucişat-înclinat faţă de planul de proiecţie a suprafeţei pe care figurează simbolul

M În mai multe direcţii

C Aproximativ circular faţă de centrul suprafeţei pe care figurează simbolul

R Aproximativ radial faţă de centrul suprafeţei pe care figurează simbolul

P Striaţii speciale, nedirecţionate sau protuberante

• În locul literei „e” se înscrie „valoarea adaosului de prelucrare”, în milimetri. Exemplu: 0,2 mm

• În locul literei „f” se poate înscrie „valoarea altor parametri de rugozitate”. Exemplu: valoarea

parametrului Rz 0,8

Ra 0,8 0,2

Rectificat

3 =

Ra 0,8 0,2

Rectificat

3/ Rz 0,8 =

⊥


×


M



P

C



R



8

B. Principalele modalităţi de înscriere în desene a stării şi rugozităţii suprafeţelor

Conform SR ISO 1302: 1995, se folosesc 3 modalităţi de înscriere a stării suprafeţelor în desene, respectiv:

1. Înscrierea individuală pentru fiecare suprafaţă a unuia dintre parametrii de rugozitate, Ra sau Rz, şi a unor caracteristici suplimentare de stare.

Exemplul 1: Înscrierea valorii limită superioare Exemplul 2: Înscrierea celor două valori limită

2. Înscrierea generală deasupra tabelului indicator a unui singur simbol cu caracteristicile de stare,

care reprezintă starea suprafeţelor neindicată în desen.

Exemplu:

Acest mod se aplică în două cazuri, respectiv:

− În cazul în care toate suprafeţele au aceeaşi stare, dar neindicată individual în desen; − În cazul în care majoritatea suprafeţelor au o stare diferită indicată individual în desen, iar

simbolul reprezintă starea acelor suprafeţe neindicată individual în desen.

3. Înscrierea generală deasupra tabelului indicator a mai multor simboluri, respectiv a unui simbol general, aşezat în faţa unei paranteze, care reprezintă starea acelor suprafeţe neindicată în desen, urmat, în paranteză, de unul sau mai multe simboluri de bază, care reprezintă starea suprafeţelor indicată individual în desen.

Exemplul 1: Exemplul 2

Ra 0,8

0,5

Rectificat

3/Rz 0,8 =

Rectificat Ra 0,8 Ra 0,4

0,5 3/Rz 0,8

=

Ra 1,6 ( )

Ra 0,8 Ra 0,4

Ra 1,6

Ra 1,6 ( )

Ra 0,8



9

5.4. RUGOZITATEA SUPRAFEŢELOR OBŢINUTĂ PRIN DIFERITE PROCEDEE

Valorile parametrului Ra obţinute la prelucrarea suprafeţelor prin diferite procedee Tab. 5.5 R u g o z i t a t e a R a [μm ]

Nr. Procedeul de prelucrare 50 25 12,5 6,3 3,2 1,6 0,80 0,40 0,20 0,10 0,05 0,025 0,012

1. Turnare în forme de nisip

2. Turnare în forme fuzibile

3. Turnare sub presiune

4. Rulare la cald

5. Forjare

6. Matriţare

7. Extrudare

8. Laminare la rece, trefilare

9. Tăiere cu flacără

10. Curăţare grosolană cu abraziv

11. Debitare cu fierăstrăul

12. Găurire

13. Frezare chimică

14. Electroeroziune - EDM

15. Frezare

16. Broşare

17. Alezare cu bară

18. Prelucrare cu fascicul de electroni

19. Prelucrare cu LASER

20. Prelucrare electrochimică

21. Alezare pe strung şi strunjire

22. Tobare

23. Rectificare electrolitică

24. Rulare

25. Rectificare

26. Honuire

27. Lustruire electrică

28. Lustruire

29. Lepuire

30. Superfinisare

Aplicaţiile cele mai frecvente

Aplicaţii mai puţin frecvente

În condiţii speciale pot fi obţinute valori mai mari sau mai mici decât cele prezentate.

112 tol rez cap. 05 rugozit

Documents