表面粗さは、部品表面の微細幾何学的誤差を反映する重要な技術指標であり、表面品質を評価する際の重要な要素です。表面粗さの選択は、製品の品質、耐用年数、生産コストに直接関係します。
機械部品の表面粗さの選定には、計算法、試験法、類推法の3つの方法があります。類推手法は、その単純さ、速度、有効性により、機械部品の設計でよく使用されます。類推手法を適用するには十分な参考資料が必要であり、機械設計マニュアルには包括的な情報と文献が含まれています。最も一般的に使用される基準は、公差クラスに対応する表面粗さです。
一般に、寸法公差要件が小さい機械部品ほど表面粗さの値は小さくなりますが、それらの間に固定された機能的関係はありません。たとえば、ハンドル、器具、衛生機器、食品機械などの一部の機械部品では、寸法公差要件が低い一方で、高い表面粗さ値を備えた非常に滑らかな表面が必要です。通常、寸法公差要件のある部品の公差等級と表面粗さの値の間には、一定の対応関係があります。
多くの機械部品の設計マニュアルや製造専門書では、機械部品の表面粗さと寸法公差の関係についての経験的な計算式が紹介されています。しかし、提供されるリストの値は異なることが多く、状況に慣れていない人にとっては混乱を招き、機械部品の表面粗さの選択がさらに難しくなります。
実際には、寸法公差が同じであっても、機械の種類が異なれば、部品の表面粗さに対する要件も異なります。それはフィット感の安定性によるものです。機械部品の設計および製造プロセスでは、部品の嵌合安定性や互換性に対する要件は機械の種類によって異なります。既存の機械部品設計マニュアルには、主に次の 3 つのタイプが反映されています。
精密機械：このタイプは、高い嵌合安定性を必要とし、使用中または複数回の組み立て後の部品の摩耗限界が寸法公差値の 10% を超えないことが義務付けられています。主に精密機器、ゲージ、精密測定工具の表面、シリンダー内面、精密工作機械のメインジャーナル、三次元中ぐり盤のメインジャーナルなどの重要部品の摩擦面に使用されます。 。
一般精密機械：このカテゴリには、嵌合の安定性に対するより高い要件があり、部品の摩耗限界が寸法公差値の 25% を超えないことが必要です。また、十分にシールされた接触面も必要であり、主に工作機械、工具、転がり軸受の表面、テーパピン穴、および滑り軸受の合わせ面などの相対移動速度の高い接触面を一致させるために使用されます。歯車の歯の作動面。
一般機械：このタイプでは、部品の摩耗限界が寸法公差値の 50% を超えないようにする必要があり、部品の接触面の相対移動は伴いません。CNCフライス加工部品。ボックスカバー、スリーブ、表面の作業面、キー、密着性が必要なキー溝などの部品や、ブラケット穴、ブッシュ、プーリー軸穴のある作業面などの相対移動速度の遅い接触面などに使用されます。そして減速機。
機械設計マニュアルの各種テーブル値を統計解析し、表面粗さの旧国家基準（GB1031-68）を、国際規格ISOを参考に1983年に新国家基準（GB1031-83）に変換しました。好ましい評価パラメータとして、輪郭演算の平均偏差値 (Ra=(1/l)∫l0|y|dx) を採用します。 Ra によって優先される最初の一連の値は、表面粗さ Ra と寸法公差 IT の間の相関関係を導き出すために使用されます。
クラス 1: Ra≧1.6 Ra≦0.008×IT
Ra≦0.8Ra≦0.010×IT
クラス 2: Ra≧1.6 Ra≦0.021×IT
Ra≦0.8Ra≦0.018×IT
クラス3：Ra≤0.042×IT
表 1、表 2、および表 3 に、上記の 3 種類の関係を示します。
機械部品を設計する際には、寸法公差に基づいて表面粗さの値を選択することが重要です。マシンのタイプが異なれば、選択するテーブル値も異なります。
この表では Ra の最初のシリーズ値が使用されていますが、古い国家規格では Ra の制限値に 2 番目のシリーズ値が使用されていることに注意してください。変換中に、上限値と下限値に問題が発生する可能性があります。製品の品質向上に役立つため表中の上限値を使用し、個別の値については下限値を使用します。
旧国家規格の公差等級と表面粗さに対応する表は、内容も形式も複雑です。同じ公差グレード、サイズセグメント、基本サイズでも、穴とシャフトの表面粗さの値は異なり、はめあいの種類が異なると値も異なります。これは、旧公差およびはめあい規格 (GB159-59) の公差値と上記の要因との関係によるものです。現在の新しい国家標準公差とはめあい (GB1800-79) は、同じ公差等級とサイズセグメントの基本サイズごとに同じ標準公差値を持ち、公差等級と表面粗さの対応表が簡素化され、より科学的かつ合理的になっています。
設計作業では、最終解析の現実に基づいて表面粗さを選択し、表面の機能と特性を総合的に評価することが重要です。CNC製造プロセス合理的な選択のための部品の節約。表中の公差等級および表面粗さの値は設計の参考としてご利用ください。
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投稿日時: 2024 年 8 月 20 日