Oberflächenrauheit und Toleranzklasse: Navigieren in der kritischen Beziehung bei der Qualitätskontrolle

Die Oberflächenrauheit ist ein wichtiger technischer Index, der die mikrogeometrischen Fehler der Oberfläche eines Teils widerspiegelt und ein Schlüsselfaktor bei der Beurteilung der Oberflächenqualität ist. Die Wahl der Oberflächenrauheit steht in direktem Zusammenhang mit der Qualität, Lebensdauer und Produktionskosten eines Produkts.

Es gibt drei Methoden zur Auswahl der Oberflächenrauheit mechanischer Teile: die Berechnungsmethode, die Testmethode und die Analogiemethode. Die Analogiemethode wird aufgrund ihrer Einfachheit, Geschwindigkeit und Wirksamkeit häufig bei der Konstruktion mechanischer Teile verwendet. Für die Anwendung der Analogiemethode sind ausreichende Referenzmaterialien erforderlich, und Handbücher zur mechanischen Konstruktion bieten umfassende Informationen und Literatur. Die am häufigsten verwendete Referenz ist die Oberflächenrauheit, die der Toleranzklasse entspricht.

Im Allgemeinen weisen mechanische Teile mit geringeren Maßtoleranzanforderungen kleinere Oberflächenrauheitswerte auf, es besteht jedoch keine feste funktionale Beziehung zwischen ihnen. Beispielsweise erfordern einige mechanische Teile wie Griffe, Instrumente, Sanitäranlagen und Lebensmittelmaschinen sehr glatte Oberflächen mit hohen Oberflächenrauheitswerten, während ihre Maßtoleranzanforderungen gering sind. Typischerweise besteht eine gewisse Übereinstimmung zwischen dem Toleranzgrad und dem Oberflächenrauheitswert von Teilen mit Maßtoleranzanforderungen.

In vielen Konstruktionshandbüchern und Fertigungsmonographien für mechanische Teile werden empirische Berechnungsformeln für die Oberflächenrauheit und die Maßtoleranzbeziehung mechanischer Teile eingeführt. Die Werte in den bereitgestellten Listen unterscheiden sich jedoch häufig, was bei Personen, die mit der Situation nicht vertraut sind, Verwirrung stiftet und die Auswahl der Oberflächenrauheit für mechanische Teile erschwert.

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In der Praxis stellen verschiedene Maschinentypen unterschiedliche Anforderungen an die Oberflächenrauheit ihrer Teile, selbst wenn sie die gleiche Maßtoleranz haben. Dies liegt an der Stabilität der Passform. Bei der Konstruktion und Herstellung mechanischer Teile gelten je nach Maschinentyp unterschiedliche Anforderungen an die Passstabilität und Austauschbarkeit der Teile. Bestehende Konstruktionshandbücher für mechanische Teile spiegeln die folgenden drei Haupttypen wider:

Präzisionsmaschinen:Dieser Typ erfordert eine hohe Stabilität der Passung und verlangt, dass die Verschleißgrenze der Teile 10 % des Maßtoleranzwerts weder während des Gebrauchs noch nach mehreren Montagen überschreitet. Es wird hauptsächlich in der Oberfläche von Präzisionsinstrumenten, Messgeräten, Präzisionsmesswerkzeugen und der Reibungsoberfläche wichtiger Teile wie der Innenfläche des Zylinders, des Hauptzapfens von Präzisionswerkzeugmaschinen und des Hauptzapfens der Koordinatenbohrmaschine verwendet .

Gewöhnliche Präzisionsmaschinen:Diese Kategorie stellt höhere Anforderungen an die Stabilität der Passung und erfordert, dass die Verschleißgrenze der Teile 25 % des Maßtoleranzwerts nicht überschreitet. Es erfordert außerdem eine gut abgedichtete Kontaktfläche und wird hauptsächlich in Werkzeugmaschinen, Werkzeugen und Wälzlagern verwendet, um die Oberfläche, Kegelstiftlöcher und Kontaktflächen mit hoher relativer Bewegungsgeschwindigkeit anzupassen, wie z. B. die Gegenfläche des Gleitlagers und die Arbeitsfläche der Verzahnung.

Allgemeine Maschinen:Dieser Typ erfordert, dass die Verschleißgrenze der Teile 50 % des Maßtoleranzwerts nicht überschreitet und keine relative Bewegung der Kontaktfläche der Teile auftrittCNC-Frästeile. Es wird für Komponenten wie Kastendeckel, Hülsen, die Arbeitsfläche der Oberfläche, Keile, Keilnuten, die eine enge Passung erfordern, und Kontaktflächen mit geringer relativer Bewegungsgeschwindigkeit, wie z. B. Halterungslöcher, Buchsen und Arbeitsflächen mit Riemenscheibenwellenlöchern, verwendet und Reduzierstücke.

Wir führen statistische Analysen verschiedener Tabellenwerte im mechanischen Konstruktionshandbuch durch und wandeln 1983 unter Bezugnahme auf die internationale Norm ISO die alte nationale Norm für Oberflächenrauheit (GB1031-68) in die neue nationale Norm (GB1031-83) um. Wir übernehmen die bevorzugten Bewertungsparameter, nämlich den durchschnittlichen Abweichungswert der Konturarithmetik (Ra=(1/l)∫l0|y|dx). Die erste Reihe bevorzugter Werte von Ra wird verwendet, um den Zusammenhang zwischen der Oberflächenrauheit Ra und der Maßtoleranz IT abzuleiten.

 

Klasse 1: Ra≥1,6 Ra≤0,008×IT
Ra≤0,8Ra≤0,010×IT
Klasse 2: Ra≥1,6 Ra≤0,021×IT
Ra≤0,8Ra≤0,018×IT
Klasse 3: Ra≤0,042×IT

Tabelle 1, Tabelle 2 und Tabelle 3 führen die oben genannten drei Arten von Beziehungen auf.

Oberflächenrauheit und Toleranzklasse1

Oberflächenrauheit und Toleranzklasse2

Oberflächenrauheit und Toleranzklasse3

Bei der Konstruktion mechanischer Teile ist es wichtig, den Oberflächenrauheitswert basierend auf der Maßtoleranz auszuwählen. Unterschiedliche Maschinentypen erfordern die Auswahl unterschiedlicher Tabellenwerte.

Es ist erwähnenswert, dass in der Tabelle der Wert der ersten Reihe für Ra verwendet wird, während in der alten nationalen Norm der Wert der zweiten Reihe für den Grenzwert von Ra verwendet wird. Bei der Konvertierung kann es zu Problemen mit oberen und unteren Werten kommen. Wir verwenden den oberen Wert in der Tabelle, da er zur Verbesserung der Produktqualität beiträgt, und der untere Wert wird für einzelne Werte verwendet.

Die Tabelle, die dem Toleranzgrad und der Oberflächenrauheit der alten nationalen Norm entspricht, hat einen komplexen Inhalt und eine komplexe Form. Bei gleicher Toleranzklasse, gleichem Größensegment und gleichem Grundmaß unterscheiden sich die Oberflächenrauheitswerte für Bohrung und Schaft sowie die Werte für unterschiedliche Passungsarten. Dies liegt an der Beziehung zwischen den Toleranzwerten der alten Toleranz- und Passungsnorm (GB159-59) und den oben genannten Faktoren. Die aktuelle neue nationale Standardtoleranz und -passung (GB1800-79) hat den gleichen Standardtoleranzwert für jede Grundgröße in derselben Toleranzklasse und demselben Größensegment, wodurch die entsprechende Tabelle der Toleranzklasse und Oberflächenrauheit vereinfacht und wissenschaftlicher und vernünftiger wird.

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Bei der Entwurfsarbeit ist es wichtig, die Wahl der Oberflächenrauheit auf der Realität der endgültigen Analyse zu basieren und die Oberflächenfunktion und -funktion umfassend zu bewertenCNC-HerstellungsprozessWirtschaftlichkeit der Teile für eine vernünftige Auswahl. Als Anhaltspunkte für die Konstruktion können die in der Tabelle angegebenen Toleranzgrade und Oberflächenrauheiten herangezogen werden.

 

 

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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20. August 2024
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