La rugosité de surface est un indice technique important qui reflète les erreurs microgéométriques de la surface d'une pièce et constitue un facteur clé dans l'évaluation de la qualité de la surface. Le choix de la rugosité de la surface est directement lié à la qualité, à la durée de vie et au coût de production d'un produit.
Il existe trois méthodes pour sélectionner la rugosité de surface des pièces mécaniques : la méthode de calcul, la méthode de test et la méthode d'analogie. La méthode d’analogie est couramment utilisée dans la conception de pièces mécaniques en raison de sa simplicité, de sa rapidité et de son efficacité. Des documents de référence suffisants sont nécessaires pour l'application de la méthode d'analogie, et les manuels de conception mécanique fournissent des informations et une littérature complètes. La référence la plus couramment utilisée est la rugosité de surface qui correspond à la classe de tolérance.
En général, les pièces mécaniques avec des exigences de tolérance dimensionnelle plus faibles ont des valeurs de rugosité de surface plus faibles, mais il n'existe pas de relation fonctionnelle fixe entre elles. Par exemple, certaines pièces mécaniques, telles que les poignées, les instruments, les équipements sanitaires et les machines alimentaires, nécessitent des surfaces très lisses avec des valeurs de rugosité de surface élevées, alors que leurs exigences de tolérance dimensionnelle sont faibles. En règle générale, il existe une certaine correspondance entre le degré de tolérance et la valeur de rugosité de surface des pièces soumises à des exigences de tolérance dimensionnelle.
De nombreux manuels de conception de pièces mécaniques et monographies de fabrication introduisent des formules de calcul empiriques pour la rugosité de surface et la relation de tolérance dimensionnelle des pièces mécaniques. Cependant, les valeurs des listes fournies sont souvent différentes, ce qui crée une confusion pour ceux qui ne connaissent pas la situation et augmente la difficulté de sélectionner la rugosité de surface des pièces mécaniques.
Concrètement, différents types de machines ont des exigences différentes en matière de rugosité de surface de leurs pièces, même lorsqu'elles ont la même tolérance dimensionnelle. Cela est dû à la stabilité de l'ajustement. Dans le processus de conception et de fabrication de pièces mécaniques, les exigences en matière de stabilité d'assemblage et d'interchangeabilité des pièces diffèrent en fonction du type de machine. Les manuels de conception de pièces mécaniques existants reflètent les trois types principaux suivants :
Machines de précision :Ce type nécessite une grande stabilité d'ajustement et exige que la limite d'usure des pièces ne dépasse pas 10 % de la valeur de tolérance dimensionnelle, que ce soit pendant l'utilisation ou après plusieurs assemblages. Il est principalement utilisé sur la surface des instruments de précision, des jauges, des outils de mesure de précision et sur la surface de friction de pièces importantes telles que la surface intérieure du cylindre, le tourillon principal des machines-outils de précision et le tourillon principal de l'aléseuse à coordonnées. .
Machines de précision ordinaires :Cette catégorie a des exigences plus élevées en matière de stabilité de l'ajustement et nécessite que la limite d'usure des pièces ne dépasse pas 25 % de la valeur de tolérance dimensionnelle. Il nécessite également une surface de contact bien étanche et est principalement utilisé dans les machines-outils, les outils et les roulements pour correspondre à la surface, aux trous de broches coniques et aux surfaces de contact à vitesse de mouvement relative élevée, telles que la surface de contact du roulement lisse et la surface de travail des dents d'engrenage.
Machines générales :Ce type exige que la limite d'usure des pièces ne dépasse pas 50 % de la valeur de tolérance dimensionnelle et n'implique pas de mouvement relatif de la surface de contact dupièces fraisées CNC. Il est utilisé pour les composants tels que les couvercles de boîte, les manchons, la surface de travail de la surface, les clavettes, les rainures de clavette qui nécessitent un ajustement serré et les surfaces de contact à faible vitesse de mouvement relative, telles que les trous de support, les bagues et les surfaces de travail avec des trous d'arbre de poulie. et réducteurs.
Nous effectuons une analyse statistique de diverses valeurs de tableau dans le manuel de conception mécanique, en convertissant l'ancienne norme nationale de rugosité de surface (GB1031-68) en la nouvelle norme nationale (GB1031-83) de 1983 en référence à la norme internationale ISO. Nous adoptons les paramètres d'évaluation préférés, qui sont la valeur d'écart moyenne de l'arithmétique de contour (Ra=(1/l)∫l0|y|dx). La première série de valeurs préférées par Ra est utilisée pour dériver la corrélation entre la rugosité de surface Ra et la tolérance dimensionnelle IT.
Classe 1 : Ra≥1,6 Ra≤0,008×IT
Ra≤0,8Ra≤0,010×IT
Classe 2 : Ra≥1,6 Ra≤0,021×IT
Ra≤0,8Ra≤0,018×IT
Classe 3 : Ra≤0,042×IT
Les tableaux 1, 2 et 3 répertorient les trois types de relations ci-dessus.
Lors de la conception de pièces mécaniques, il est important de sélectionner la valeur de rugosité de surface en fonction de la tolérance dimensionnelle. Différents types de machines nécessitent la sélection de différentes valeurs de tableau.
Il convient de noter que le tableau utilise la première valeur de série pour Ra, tandis que l'ancienne norme nationale utilise la deuxième valeur de série pour la valeur limite de Ra. Lors de la conversion, des problèmes peuvent survenir avec les valeurs supérieures et inférieures. Nous utilisons la valeur supérieure du tableau car elle contribue à améliorer la qualité du produit, et la valeur inférieure est utilisée pour les valeurs individuelles.
Le tableau correspondant au degré de tolérance et à la rugosité de surface de l'ancienne norme nationale a un contenu et une forme complexes. Pour un même niveau de tolérance, un même segment de taille et une même taille de base, les valeurs de rugosité de surface du trou et de l'arbre diffèrent, tout comme les valeurs des différents types d'ajustement. Cela est dû à la relation entre les valeurs de tolérance de l'ancienne norme de tolérance et d'ajustement (GB159-59) et les facteurs mentionnés ci-dessus. La nouvelle norme nationale actuelle de tolérance et d'ajustement (GB1800-79) a la même valeur de tolérance standard pour chaque taille de base dans le même niveau de tolérance et le même segment de taille, simplifiant le tableau correspondant du niveau de tolérance et de la rugosité de surface et le rendant plus scientifique et raisonnable.
Dans le travail de conception, il est important de fonder le choix de la rugosité de la surface sur la réalité de l'analyse finale et d'évaluer de manière exhaustive la fonction et la fonction de la surface.processus de fabrication CNCéconomie des pièces pour un choix raisonnable. Les degrés de tolérance et les valeurs de rugosité de surface indiquées dans le tableau peuvent être utilisés comme référence pour la conception.
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Heure de publication : 20 août 2024