A rugosidade superficial é um índice técnico importante que reflete os erros microgeométricos da superfície de uma peça e é um fator chave na avaliação da qualidade da superfície. A seleção da rugosidade superficial está diretamente ligada à qualidade, vida útil e custo de produção do produto.
Existem três métodos para selecionar a rugosidade superficial de peças mecânicas: o método de cálculo, o método de teste e o método de analogia. O método de analogia é comumente usado em projetos de peças mecânicas devido à sua simplicidade, velocidade e eficácia. São necessários materiais de referência suficientes para a aplicação do método de analogia, e os manuais de projeto mecânico fornecem informações e literatura abrangentes. A referência mais comumente utilizada é a rugosidade superficial que corresponde à classe de tolerância.
Em geral, peças mecânicas com menores requisitos de tolerância dimensional apresentam menores valores de rugosidade superficial, mas não existe uma relação funcional fixa entre elas. Por exemplo, algumas peças mecânicas, como cabos, instrumentos, equipamentos sanitários e máquinas alimentícias, requerem superfícies muito lisas com altos valores de rugosidade superficial, enquanto seus requisitos de tolerância dimensional são baixos. Normalmente, existe uma certa correspondência entre o grau de tolerância e o valor da rugosidade superficial das peças com requisitos de tolerância dimensional.
Muitos manuais de projeto de peças mecânicas e monografias de fabricação introduzem fórmulas de cálculo empírico para rugosidade superficial e relação de tolerância dimensional de peças mecânicas. Porém, os valores nas listas fornecidas costumam ser diferentes, causando confusão para quem não está familiarizado com a situação e aumentando a dificuldade de seleção da rugosidade superficial de peças mecânicas.
Em termos práticos, diferentes tipos de máquinas possuem requisitos variados quanto à rugosidade superficial de suas peças, mesmo quando possuem a mesma tolerância dimensional. Isto se deve à estabilidade do ajuste. No processo de projeto e fabricação de peças mecânicas, os requisitos para a estabilidade de acoplamento e intercambialidade das peças diferem com base no tipo de máquina. Os manuais de projeto de peças mecânicas existentes refletem os três tipos principais a seguir:
Máquinas de precisão:Este tipo exige alta estabilidade de ajuste e exige que o limite de desgaste das peças não exceda 10% do valor da tolerância dimensional, seja durante o uso ou após múltiplas montagens. É usado principalmente na superfície de instrumentos de precisão, medidores, ferramentas de medição de precisão e na superfície de fricção de peças importantes, como a superfície interna do cilindro, o munhão principal de máquinas-ferramentas de precisão e o munhão principal da mandriladora por coordenadas .
Máquinas de precisão comuns:Esta categoria possui requisitos mais elevados para a estabilidade do ajuste e exige que o limite de desgaste das peças não exceda 25% do valor da tolerância dimensional. Também requer uma superfície de contato bem vedada e é usado principalmente em máquinas-ferramentas, ferramentas e rolamentos para combinar com a superfície, furos de pinos cônicos e superfícies de contato com alta velocidade de movimento relativa, como a superfície de contato do rolamento deslizante e superfície de trabalho do dente da engrenagem.
Máquinas Gerais:Este tipo exige que o limite de desgaste das peças não exceda 50% do valor da tolerância dimensional e não envolva movimento relativo da superfície de contato dopeças fresadas cnc. É usado para componentes como tampas de caixa, luvas, superfície de trabalho da superfície, chavetas, rasgos de chaveta que exigem um ajuste perfeito e superfícies de contato com baixa velocidade de movimento relativa, como furos de suporte, buchas e superfícies de trabalho com furos de eixo de polia e redutores.
Realizamos análises estatísticas de vários valores de tabela no manual de projeto mecânico, convertendo o antigo padrão nacional de rugosidade superficial (GB1031-68) no novo padrão nacional (GB1031-83) em 1983 com referência ao padrão internacional ISO. Adotamos os parâmetros de avaliação preferidos, que é o valor do desvio médio da aritmética do contorno (Ra=(1/l)∫l0|y|dx). A primeira série de valores preferida por Ra é usada para derivar a correlação entre a rugosidade superficial Ra e a tolerância dimensional 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
A Tabela 1, a Tabela 2 e a Tabela 3 listam os três tipos de relacionamentos acima.
Ao projetar peças mecânicas, é importante selecionar o valor da rugosidade da superfície com base na tolerância dimensional. Diferentes tipos de máquinas exigem a seleção de diferentes valores de tabela.
Vale ressaltar que a tabela utiliza o valor da primeira série para Ra, enquanto a antiga norma nacional utiliza o valor da segunda série para o valor limite de Ra. Durante a conversão, pode haver problemas com valores superiores e inferiores. Utilizamos o valor superior na tabela porque ajuda a melhorar a qualidade do produto, e o valor inferior é utilizado para valores individuais.
A tabela correspondente ao grau de tolerância e rugosidade superficial da antiga norma nacional possui conteúdo e forma complexos. Para o mesmo grau de tolerância, segmento de tamanho e tamanho básico, os valores de rugosidade da superfície para o furo e o eixo diferem, assim como os valores para diferentes tipos de ajustes. Isto se deve à relação entre os valores de tolerância do antigo padrão de tolerância e ajuste (GB159-59) e os fatores mencionados acima. O atual novo padrão nacional de tolerância e ajuste (GB1800-79) tem o mesmo valor de tolerância padrão para cada tamanho básico no mesmo grau de tolerância e segmento de tamanho, simplificando a tabela correspondente de grau de tolerância e rugosidade superficial e tornando-a mais científica e razoável.
No trabalho de projeto é importante basear a escolha da rugosidade da superfície na realidade da análise final e avaliar de forma abrangente a função da superfície eprocesso de fabricação cnceconomia das peças para uma escolha razoável. Os graus de tolerância e os valores de rugosidade superficial indicados na tabela podem ser usados como referência para o projeto.
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Horário da postagem: 20 de agosto de 2024