Набір зразків шорсткості поверхні (порівняння) для контролю шорсткості деталей

Реферат: Набір зразків шорсткості поверхні (порівняння) для шорсткості деталей містить набір брусків, закріплених в оправках гвинтами, із стандартизованими параметрами робочих поверхонь. Матеріал зразків має хімічний склад та фізико-механічні властивості схожі з матеріалом деталі, що вимірюється, та виготовлених з того ж матеріалу, що і матеріал вимірюваної деталі. UA 84870 U (54) НАБІР ЗРАЗКІВ ШОРСТКОСТІ ПОВЕРХНІ (ПОРІВНЯННЯ) ДЛЯ КОНТРОЛЮ ШОРСТКОСТІ ДЕТАЛЕЙ UA 84870 U UA 84870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до машинобудування, а саме до методів і засобів контролю шорсткості поверхні деталей. Відомі деталі - зразки шорсткості поверхонь, які візуально порівнюють з обробленими відповідними поверхнями аналогічних деталей в умовах виробництва для визначення їх шорсткості [ДСТУ 517:2008.Метрологія. Державна повірочна схема для засобів вимірювання параметрів шорсткості Ra, Rmax і Rz в діапазоні від 0,025мкм до 1600 мкм. К. Держстандарт, 2008, с. 5]. Недоліками деталей-зразків є необхідність їх великої кількості, незручність вимірів, яка пов'язана з їх масо-габаритними показниками, та суб'єктивність вимірювання. Найбільш близьким технічним рішенням до того, що замовляється, є зразки шорсткості поверхні (порівняння) для контролю шорсткості деталей візуально або на дотик в складі наборів брусків, закріплених в оправках гвинтами з відповідним рельєфом робочих поверхонь, які виготовлені з сирої або загартованої сталі та чавуну [Ю.Г. Городецький. Конструкции, расчет и эксплуатация измерительных инструментов и приборов.- М., Машиностроение, 1971, с. 294]. Вимоги до зразків шорсткості поверхні (порівняння) регламентовані стандартом. Ширина зразків повинна бути не менше 20 мм, а довжина - 20-50 мм; способами обробки, які утворюють зразки є: різання, полірування, електроерозійна, дробоструйна та піскоструйна обробка; робочі поверхні повинні мати циліндричну (випуклу або увігнуту) і плоску форму; циліндричні зразки виготовляються з радіусом кривизни 20-40 мм; розташування нерівностей поверхні зразка встановлені у вигляді прямолінійного, дугоподібного, дугоподібного, що перехрещуються, що не мають певного направлення штриху, плутаного штриху; ряди номінальних значень параметрів шорсткості Ra робочих поверхонь зразків залежать від способів обробки [ГОСТ 9378-93. Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия, К., Госстандарт Украины, 1998, с. 8]. Недоліком цих зразків є невизначеність контролю шорсткості поверхні деталей, які виготовлені з легованих, важкооброблюваних та кольорових матеріалів. Задача корисної моделі полягає у створенні комплексу таких параметрів зразків шорсткості поверхні (порівняння), в якому їх новий склад забезпечив вимір шорсткості деталей, виготовлених з будь-яких машинобудівних матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що зразки шорсткості поверхні (порівняння) для контролю шорсткості деталей візуально або на даних у складі наборів брусків, закріплених в оправках гвинтами, із стандартизованими параметрами робочих поверхонь та виготовлених з того ж матеріалу, що і вимірювана деталь, мають хімічний склад та фізико-механічні властивості матеріалів схожі із матеріалом деталі, що вимірюється. Матеріали, які контролюються, об'єднані в групи приблизно однакового хімскладу, та відповідної оброблюваності на технологічному обладнані, а зразки шорсткості поверхні (порівняння) виготовляються із одного матеріалу - представника цієї групи і застосовуються для контролю деталей із усіх матеріалів даної групи. Наприклад, для контролю деталей із сплавів на титановій основі матеріалом-представником є титановий сплав марки ВТЗ-1. Технічний результат від застосування запропонованих зразків шорсткості поверхні (порівняння) полягає в тому, що забезпечується точність вимірів шорсткості поверхні деталей із машинобудівельних матеріалів та зменшується в десятки разів кількість наборів зразків, за рахунок використання для їх виготовлення матеріалів - представників груп матеріалів, об'єднаних за принципом однакової оброблюваності на технологічному обладнанні. Суть зразків шорсткості (порівняння) пояснюється кресленням. Зображений на кресленні набір зразків шорсткості поверхні (порівняння) складається з брусків 1, оправки 2, гвинтів 3, та написів: номінальних значень параметру шорсткості R a в мкм для кожної робочої поверхні бруска 4 і відтворюваного способу обробки робочої поверхні бруска на технологічному обладнанні 5. Шорсткість (мікрорельєф) поверхні є важливим критерієм якості поверхні деталей машин, який забезпечується обробкою на технологічному обладнанні та контролюється. [Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х Т., Т1 (под. ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М., Машиностроение, 1986. 656 с.]. Існуючі зразки шорсткості поверхні (порівняння) виготовлені із сирої і загартованої сталі і чавуну. Їх використання обмежено для інших матеріалів, тому що на оброблюваність і на формування шорсткості поверхні суттєво впливають хімічний склад матеріалу, що оброблюється, та його фізико-механічні характеристики. [Справочник технолога машиностроителя. В 2-х Т., Т2./ под. редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова.-М.: Машиностроение, 1985. 496 с.]. 1 UA 84870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Тому для визначеності вимірів зразки шорсткості поверхні (порівняння) повинні відтворювати не тільки вид матеріалу деталі із якого вони зроблені (сталь, чавун), але і його хімічний склад та фізико-механічні властивості. Машинобудівельні матеріали по принципу оброблюваності можливо об'єднувати в групи з близьким хімічним складом і відповідно фізико-механічними характеристиками. Так важкооброблювані матеріали по оброблюваності різанням об'єднані в вісім груп [Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Я.Л. Гуревич, М.В. Горохов, В.И. Захаров и др. - М.: Машиностроение, 1986, 240 с.]. Якщо з кожної групи вибрати матеріал представник даної групи, то зразки шорсткості поверхні (порівняння), виготовлені із нього, забезпечать визначеність вимірів шорсткості поверхонь деталей із будь-якого матеріалу даної групи. Матеріалом - представником групи може бути той, який найчастіше вживається в виробництві. В залежності від вимог конкретного виробництва, зразки шорсткості поверхонь (порівняння) можуть бути скомплектовані в набори. При розробці нових марок матеріалів машинобудування їх можна віднести по хімічному складу до відповідної групи і не виготовлювати для них нові набори зразків шорсткості поверхні (порівняння). Таким чином, групування матеріалів по оброблюваності на технологічному обладнанні і виготовлення зразків шорсткості поверхонь (порівняння) із матеріалу - представника даної групи, дає можливість відповідності вимірів шорсткості поверхонь деталей із будь-яких матеріалів машинобудування, підвищує точність вимірів та зменшує кількість наборів шорсткості. Зразки шорсткості поверхні (порівняння) для контролю шорсткості деталі працюють так: порівнюється поверхня контрольованої деталі із поверхнею зразка відповідного значення шорсткості по параметру Ra, виготовленого із матеріалу - представника групи, до якої належить матеріал деталі, та обробленого аналогічним способом. Порівняння здійснюється візуально неозброєним оком або дотиком, проводячи нігтем упоперек слідів обробки. Порівняння забезпечує надійну оцінку шорсткості в інтервалі від R a=80 мкм, до Ra=0,63 мкм. Точність порівняння підвищується до Ra=0,020 мкм за допомогою мікроскопу порівняння, який дозволяє одночасно розглядати поверхні деталі і зразку разом при однаковому збільшенні та однакових умовах освітлення. Для підтвердження можливості здійснення роботоздатності запропонованих зразків шорсткості поверхні (порівняння) для контролю шорсткості деталей були виготовлені у відповідності із ГОСТ 9378-93 два набори по чотири зразка шорсткості в одній оправці із: 1. титанового сплаву ВТЗ - 1, які мали номінальні значення по параметру шорсткості R a=6,3 мкм; 3,2 мкм; 1,6 мкм та 0,8 мкм; 2. хромонікелевої сталі 10X11Н23ТЗ МР-ВД (ЭПЗЗ ВД) з номінальними значеннями по параметру шорсткості Ra=10,0 мкм; 5,0 мкм; 2,5 мкм; і 1,25 мкм. Робочі поверхні зразків були відтворені точінням циліндричних випуклих поверхонь. Сталь 10X11Н23ТЗ МР - ВД та титановий сплав ВТЗ - 1 віднесені по оброблюваності відповідно до груп IV та VII важкооброблюваних матеріалів, параметри обробки яких при обробці точінням до номінальних значень по параметрам шорсткості Ra, були визначені в [Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Я.Л. Гуревич, М.В. Горохов, В.И. Захаров и др. - М.: Машиностроение, 1986, 240 с.]. Метрологічні характеристики зразків по допустимим відхиленням середнього значення Ra від номінального знаходились в інтервалі від +12 до 17 %, та допустимі середньо квадратичні відхилення були менш 4 %, що відповідало вимогам ГОСТ 9378-93. При визначенні шорсткості деталей, виготовлених із матеріалів груп IV і V, запропонованими зразками шорсткості поверхні (порівняння) в зрівнянні з існуючими, точність вимірів зросла в 1,2-2,4 рази. Використання запропонованих зразків шорсткості поверхонь (порівняння) як робочі засоби вимірювання шорсткості деталей забезпечує у зрівнянні із існуючими зразками наступні переваги: - забезпечує визначеність контролю шорсткості поверхонь деталей із машинобудівельних матеріалів; - підвищує точність вимірів; - зменшує кількість наборів зразків шорсткості поверхні (порівняння). 2 UA 84870 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Набір зразків шорсткості поверхні (порівняння) для шорсткості деталей, що містить набір брусків, закріплених в оправках гвинтами, із стандартизованими параметрами робочих поверхонь, який відрізняється тим, що матеріал зразків має хімічний склад та фізико-механічні властивості схожі з матеріалом деталі, що вимірюється, та виготовлених з того ж матеріалу, що і матеріал вимірюваної деталі. 2. Набір за п. 1, який відрізняється тим, що матеріали, які контролюються, об'єднані в групи приблизно однакової оброблюваності на технологічному обладнанні, а зразки шорсткості (порівняння) виготовляються з одного матеріалу - представника цієї групи і застосовуються для контролю деталей з усіх матеріалів даної групи. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3