편집자 말: 표면 거칠기 Ra는 우리가 기계 작업을 할 때 자주 사용하는 기호입니다. 그것은 기본적으로 우리의 오랜 친구입니다. 그것이 없었다면 그 그림은 아마도 쓸모없었을 것입니다. 우리가 매일 다루는 상징입니다. 다른 숫자 대신 0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5가 사용되는 이유를 아시나요? 나는 커뮤니티의 친구들도 그것을 배우고 사용할 때 이러한 혼란을 겪었지만 답변을 자세히 연구하지 않았다고 믿습니다. 모든 것은 훌륭한 수학에서 시작됩니다. 이제 자세히 말씀드리겠습니다.
모든 것은 최우선 번호 시스템에서 나옵니다!
프랑스 엔지니어 르노는 열기구에 달린 와이어 로프의 사양이 다양하다는 것을 보고 방법을 생각해 냈습니다. 그는 10을 5제곱하여 1.6이라는 숫자를 얻었습니다. 그런 다음 숫자를 곱하여 다음 5개의 우선순위 번호를 얻었습니다.
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
이것은 등비수열이고, 마지막 숫자는 이전 숫자의 1.6배입니다. 그러면 10 이하의 와이어로프는 5가지 종류밖에 없고, 10부터 100까지의 와이어로프도 5가지 즉 10, 16, 25, 40, 63밖에 없습니다.
그러나 이 분할 방법이 너무 희박했기 때문에 레이 씨는 계속 노력하여 10을 10승으로 올려 다음과 같이 R10 우선 번호 체계를 획득했습니다.
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
공비는 1.25이므로 10 안에는 10 종류의 스틸와이어로프만 있고, 10~100 사이에는 10가지 종류의 와이어로프만 있어 보다 합리적이다. 이때 누군가는 이 순서대로 보면 1.0, 1.25처럼 첫 번째 숫자가 크게 다르지 않은 것 같다고 말했을 것이다. 거의 차이가 없습니다. 보통 반올림을 하는데 6.3과 8.0의 격차가 큽니다. 이것이 합리적인가?
합리적이든 아니든 비유를 해보자. 예를 들어 자연수 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9는 매우 매끄럽게 보입니다. 우리는 이 시퀀스를 사용하여 임금을 지급하며 Zhang San에게 1,000, Li Si에게 2,000를 제공합니다. 둘 다 확신합니다. 갑작스러운 인플레이션이 있습니다. Zhang San 8,000 및 Li Si 9,000을 제공합니다. 과거 리시 연봉은 장산 연봉의 2배였지만 지금은 1.12배다. Li Si가 기꺼이 그럴 것이라고 생각하시나요? 그는 감독자이고 그에게 16000을 주는 것만으로는 충분하지 않습니다. Zhang San은 감독관이 자신보다 8,{22}} 더 많은 것을 가지고 있다고 불평하지 않을 것입니다.
자연을 비교하는 방법에는 "상대적"과 "절대적"이라는 두 가지 방법이 있습니다! 우선순위 번호 시스템은 상대적입니다.
어떤 사람들은 그의 제품 사양이 10톤, 20톤, 30톤, 40톤이라고 합니다. 이제 그것은 불합리한 것 같죠? 두 배로 가져간다면 10톤, 20톤, 40톤, 80톤이어야 하고 머리와 꼬리도 유지해야 하며 10톤, 16톤, 25톤, 40톤이어야 하며 공통비는 1.6입니다.
이것이 바로 '표준화'입니다. 포럼에서 "표준화"에 대해 이야기하는 사람들을 자주 봅니다. 실제로 그들이 말하는 것은 "표준 부품"입니다. 그들이 하는 일은 전체 기계의 표준 부분을 분류하는 것인데, 이를 표준화라고 합니다. 사실은 그렇지 않습니다. . 진정한 표준화를 위해서는 우선순위 번호 시스템에 따라 제품의 모든 매개변수를 직렬화한 다음 우선순위 번호 시스템을 사용하여 모든 구성요소의 기능 매개변수 및 치수를 직렬화해야 합니다.
자연수는 무한하지만, 기계 설계자의 눈에는 R10 우선순위 숫자인 숫자가 세상에 단 10개밖에 없습니다. 게다가 이 10개의 숫자를 곱하고 나누고 곱하고 제곱해도 그 결과는 여전히 이 10개의 숫자에 속합니다. 정말 놀랍습니다! 디자인할 때 어떤 사이즈를 선택해야 할지 모르겠다면 다음 10개의 숫자 중에서 선택하세요. 얼마나 편리합니까!
1.0 N0
1.12 N2
1.25 N4
1.4 N6
1.6 N8
1.8 N10
2.0 N12
2.24 N14
2.5 N16
2.8 N18
3.15 N20
3.55 N22
4.0 N24
4.5 N26
5.0 N28
5.6 N30
6.3 N32
7.1 N34
8.0 N36
9.0 N38
4와 2와 같은 두 개의 우선순위 번호에는 각각 N24와 N12의 일련번호가 있습니다. 곱하고 일련 번호를 더하면 결과는 N36 또는 8과 같습니다. 나눌 때 일련 번호를 빼고 결과는 N12 또는 2와 같습니다. ; 2의 세제곱의 경우 일련 번호 N12에 3을 곱하여 N36, 즉 8을 얻습니다. 4의 제곱근에 대해 일련 번호 N24를 2로 나누어 N12, 즉 2를 얻습니다. 2의 4제곱을 찾으면 어떻게 될까요? N12*{{20}}N48, 여기 아무도 없는데 어떻게 해야 하나요? 위 목록에는 이전 번호인 10이 없습니다. 일련 번호는 N40입니다. 일련번호가 40보다 크다면 40보다 큰 부분만 보세요. 예를 들어 N48이라면 1.6인 N8을 보고 10을 곱하면 16이 됩니다. . 일련번호가 N88이면 N8을 보면 1.6이 되고, 100을 곱하면 160이 되는데, 일련번호 100이 N80, 일련번호 1000이 N120, 등등 기계설계에서는 충분하기 때문입니다. 이 20개의 번호를 평생 사용하려면 그러나 때로는 R40 번호 체계를 사용해야 할 때도 있습니다. 40개의 숫자로 더욱 완성도가 높습니다. 부족하다면 R80 시리즈도 있습니다. 나는 R40 수 체계를 암기하고 있으며 일반 계산에는 계산기도 필요하지 않습니다. 간단히 말해서, 40-직경 45 강철의 비틀림 저항을 계산합니다. 비틀림 계수는 0.5*π*R^3입니다. 비틀림 응력은 항복점 360의 절반인 180MPa입니다. 파이는 3.15이다. 왼손과 오른손을 사용하여 소수점을 집고 일련 번호의 덧셈과 뺄셈을 정신적으로 계산하십시오. 잠시 후에 나오세요. 안전 요소를 추가하지 않는다고 말한 사람이 있습니까? 1.25, 1.5 또는 2를 선택해야 합니까? 헤헤.
황금분할은 0.618, 즉 1.618이고 여기에도 1.6이 있습니다.
제곱근 수열은 제곱근 1, 제곱근 2, 제곱근 3입니다. 찾기 쉽죠? (3의 일련번호는 N19입니다)
π 제곱이란 무엇입니까? 10과 같습니다. 압력봉이 안정적이라고 계산할 때 편리합니까?
둥근 막대의 비틀림 계수는 약 0.1*D^3입니다. 이제 비틀림 계수를 구두로 계산할 수 있습니다. 그렇죠?
큰 나사가 M36에서 M40으로 바로 점프한 이유는 무엇입니까?
기어 변속비가 6.3 또는 7.1인 이유는 무엇입니까?
채널강의 12.6게이지가 시중에서 거의 볼 수 없는 이유는 무엇인가요?
왜 아웃소싱 공장에서 전화해서 140개 사각관은 없고 120개, 160개 있다고 하더군요. R5 번호 체계가 R20 번호 체계보다 우선하기 때문입니다.
표준 부품의 매개변수에 첫 번째 시퀀스와 두 번째 시퀀스가 있는 이유는 무엇입니까? 일반적으로 첫 번째 시퀀스는 R5 시퀀스입니다.
Inventor의 나사 구멍 목록에 M11.2가 있는 이유는 무엇입니까? 이제 조작된 숫자가 아니라는 걸 아시죠?
그림
또한 강판 두께, 형강 모델, 기어 모듈, 모든 표준 부품, 기능 매개변수, 치수 매개변수, 모든 산업 제품 샘플에 대한 표준 공차 표 등이 있으며, 이것에서 그 기원이 서서히 우리 마음 속에 명확해지고 있습니다. 순간. . 아직 만들어지지 않은 산업용 제품은 물론, 기계 설계 매뉴얼의 절반 정도는 이해했다고 할 수 있습니다.
그런 다음 제품을 디자인할 때 디자인이 완료된 후 소위 "표준화"를 수행하는 대신 시리즈를 동시에 디자인할 수 있습니다. 또한, 제품이 직렬화될 예정이라면 실제 작업 조건에 따라 설계할 수도 있습니다. 우선순위 번호 시스템에는 이미 모든 모델이 포함되어 있으므로 제품에 대해 잘 모르고 제품을 디자인하십시오.
위에 나열된 우선번호 시스템의 응용 프로그램은 바다의 물 한 방울과 같다고 할 수 있으며, 우리가 스스로 발전할 수 있는 응용 프로그램은 무궁무진합니다.
이제 표면 거칠기 값의 유래를 이해했으니 이제 표면 거칠기에 대한 지식을 살펴보겠습니다!
1. 표면 거칠기의 개념
표면 거칠기는 작은 간격과 작은 봉우리와 골짜기로 가공된 표면의 불균일성을 나타냅니다. 두 개의 파동 정점 또는 두 개의 파동 골 사이의 거리(파동 거리)가 매우 작으며(1mm 미만) 이는 미세한 기하학적 형상 오류입니다.
구체적으로 작은 봉우리와 골짜기의 높이와 간격 S를 나타냅니다. 일반적으로 S 포인트로 나누어집니다.
S
1 S 이하 10mm 이하가 파상
S>10mm는 F자형
2. VDI3400, Ra, Rmax 비교표
국가 표준에서는 표면 거칠기(단위: μm)를 평가하기 위해 프로파일의 평균 산술 편차 Ra, 평균 요철 높이 Rz 및 최대 높이 Ry의 세 가지 지표가 일반적으로 사용된다고 규정합니다. Ra 지표는 실제 생산에 자주 사용됩니다. 윤곽선의 최대 미세한 높이 편차 Ry는 일본 및 기타 국가에서 일반적으로 Rmax 기호로 표시되며, 유럽 및 미국에서는 VDI 표시기가 일반적으로 사용됩니다. 다음은 VDI3400과 Ra, Rmax의 비교표입니다.
그림
VDI3400, Ra, Rmax 비교표
그림
3. 표면 거칠기를 유발하는 요인
표면 거칠기는 일반적으로 사용된 가공 방법과 가공 공정 중 공구와 부품 표면 사이의 마찰, 칩 분리 중 표면 금속의 소성 변형, 공정 시스템의 고주파 진동과 같은 기타 요인에 의해 발생합니다. , 전기 가공 방전 구덩이 등. 가공 방법 및 공작물 재질이 다르기 때문에 가공 표면에 남는 흔적의 깊이, 밀도, 모양 및 질감이 다릅니다.
4. 표면 거칠기가 부품에 미치는 주요 영향
내마모성에 영향을 미칩니다. 표면이 거칠수록 결합 표면 사이의 유효 접촉 면적이 작아지고 압력이 커질수록 마찰 저항이 커지고 마모가 빨라집니다.
핏의 안정성에 영향을 미칩니다. 틈새 끼워 맞춤의 경우 표면이 거칠수록 마모되기 쉬워 작업 중에 간격이 점차 커지게 됩니다. 억지 끼워 맞춤의 경우 조립 중 미세한 볼록 피크가 편평해지기 때문에 실제 유효 간섭이 줄어듭니다. 연결 강도.
피로 강도에 영향을 미칩니다. 거친 부품의 표면에는 날카로운 모서리나 균열과 같이 응력 집중에 민감한 큰 홈이 있어 부품의 피로 강도에 영향을 미칩니다.
내식성에 영향을 미칩니다. 부품 표면이 거칠면 부식성 가스나 액체가 표면의 미세한 골을 통해 내부 금속층으로 쉽게 침투하여 표면 부식을 일으킬 수 있습니다.
밀봉에 영향을 미칩니다. 거친 표면은 서로 꼭 맞을 수 없으며 접촉 표면 사이의 틈을 통해 가스나 액체가 누출됩니다.
접촉 강성에 영향을 미칩니다. 접촉 강성은 외부 힘의 작용으로 인해 접촉 변형에 저항하는 부품 접합 표면의 능력입니다. 기계의 강성은 주로 다양한 부품 간의 접촉 강성에 따라 달라집니다.
측정 정확도에 영향을 미칩니다. 부품의 측정 표면과 측정 도구의 측정 표면의 표면 거칠기는 특히 정밀 측정에서 측정 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
또한 표면 거칠기는 부품 코팅, 열 전도성 및 접촉 저항, 반사 능력 및 복사 성능, 액체 및 가스 흐름에 대한 저항, 도체 표면 전류 흐름에 다양한 정도의 영향을 미칩니다.
5. 표면 거칠기 평가의 기초
1. 샘플링 길이
샘플링 길이 L은 표면 거칠기를 평가하기 위해 지정된 기준선의 길이입니다. 부품의 실제 표면 형성 및 질감 특성을 고려하여 표면 거칠기 특성을 반영할 수 있는 길이를 선택해야 합니다. 샘플링 길이는 실제 표면 프로파일의 일반적인 방향을 기준으로 측정해야 합니다. 샘플링 길이는 표면 거칠기 측정 결과에 대한 표면 굴곡 및 형상 오류의 영향을 제한하고 줄이기 위해 지정되고 선택됩니다. 거칠기 측정기에 일반적으로 사용되는 옵션은 다음과 같습니다: {{0}}.25mm, 0.8mm, 2.5mm
그림
2. 평가 기간
평가 길이는 프로파일을 평가하는데 필요한 길이로, 하나 또는 여러 개의 샘플링 길이를 포함할 수 있다. 부품 표면의 다양한 부분의 표면 거칠기가 반드시 균일할 필요는 없기 때문에 하나의 샘플링 길이가 특정 표면 거칠기 특성을 합리적으로 반영할 수 없는 경우가 많습니다. 따라서 표면 거칠기를 평가하려면 표면에서 여러 샘플링 길이를 취해야 합니다. 평가 길이에는 일반적으로 1~5개의 샘플링 길이 L이 포함됩니다. 샘플링 길이가 0.8이고 평가 길이가 5L인 경우 5X0.8=4mm입니다.
3. 기준선
기준선은 표면 거칠기 매개변수를 평가하는 데 사용되는 윤곽선 중심선입니다. 기준선에는 두 가지 유형이 있습니다. 윤곽선의 최소 제곱 중심선: 샘플링 길이 내에서 윤곽선의 각 점에 대한 윤곽선 오프셋의 제곱합이 가장 작으며 기하학적 윤곽선 모양을 갖습니다. 윤곽선의 산술 평균 중심선: 샘플링 길이 내에서 중심선 양쪽의 윤곽선 면적이 동일합니다. 이론적으로는 최소제곱 중심선이 이상적인 기준선이지만 실제 적용에서는 얻기가 어렵습니다. 따라서 윤곽선의 산술평균 중심선을 대신 사용하는 것이 일반적이며, 측정 시 대략적인 위치를 갖는 직선을 대신 사용할 수 있습니다.
4. 스트로크 측정
측정 스트로크는 실제 측정물에서 센서 스타일러스의 이동 거리를 나타냅니다. 측정 스트로크는 일반적으로 평가 길이에 2개의 샘플링 길이를 더한 계산 관계입니다. 예를 들어 평가 길이가 5L로 선택되면 샘플링 길이 L은 0.8mm이고 측정 스트로크는 5L{{5 }}L=7L, 측정 스트로크는 7X0.8=5.6mm입니다. 알아 두십시오 매우 중요한 점은 공작물에서 이동한 거리를 계산할 수 있다는 것입니다. 이는 사용자가 측정한 가장 작은 공작물의 접촉 표면 크기를 결정합니다.
6. 표면 거칠기 평가 변수
1. 높이 특성 매개변수
Ra 윤곽의 산술 평균 편차: 샘플링 길이(lr) 내에서 윤곽 편차의 우수한 값의 산술 평균입니다. 실제 측정에서는 측정점 수가 많을수록 Ra의 정확도가 높아집니다.
이미지] [이미지
Rz 최대 프로파일 높이: 피크 라인과 계곡 하단 라인 사이의 거리입니다.
Ra는 일반적으로 사용되는 진폭 매개변수 범위 내에서 선호됩니다. 2006년 이전에는 국가 표준에 또 다른 평가 매개변수가 있었습니다. "미시적 요철의 10점 높이"는 Rz로 표시되고 윤곽의 최대 높이는 Ry로 표시됩니다. 2006년 이후에는 국가표준에서 10점 높이의 미세한 요철이 폐지되어 채택되었습니다. Rz는 프로파일의 최대 높이를 나타냅니다.
그림
2. 간격 특성 매개변수
Rsm 등고선 셀의 평균 너비입니다. 샘플링 길이 내 프로파일의 미세한 불규칙성의 평균 간격입니다. 미세불규칙성 간격은 중심선에서 윤곽 피크와 인접한 윤곽 밸리의 길이를 나타냅니다. 동일한 Ra 값의 경우 Rsm 값이 반드시 동일할 필요는 없으므로 반사되는 질감이 달라집니다. 질감을 중시하는 표면은 일반적으로 Ra와 Rsm이라는 두 가지 지표에 중점을 둡니다.
그림
Rmr 형상 특성 매개변수는 프로파일 지지 길이 비율, 즉 프로파일 지지 길이와 샘플링 길이의 비율로 표현됩니다. 등고선 지지 길이는 기준 길이 내에서 등고선 정점선으로부터의 거리 c와 중심선에 평행한 직선과 등고선을 교차하여 얻은 구간의 길이를 합한 것입니다.
7. 표면 거칠기 측정 방법
1. 비교방법
작업장의 현장 측정에 사용되며 중간 또는 거친 표면의 측정에 자주 사용됩니다. 측정된 표면의 거칠기 값을 특정 값이 표시된 거칠기 샘플과 비교하여 결정하는 방법입니다.
2. 스타일러스 방식
표면 거칠기는 팁 곡률 반경이 약 2미크론인 다이아몬드 스타일러스를 사용하여 측정된 표면을 따라 천천히 미끄러집니다. 다이아몬드 스타일러스의 상하 변위는 전기 길이 센서에 의해 전기 신호로 변환됩니다. 증폭, 필터링, 계산을 거쳐 디스플레이 기기로 표시됩니다. 표면 거칠기 값을 얻으려면 레코더를 사용하여 측정된 단면의 프로파일 곡선을 기록할 수도 있습니다. 일반적으로 표면 거칠기 값만 표시할 수 있는 측정 도구를 표면 거칠기 측정기라고 하며, 표면 거칠기 곡선을 기록할 수 있는 측정 도구를 표면 거칠기 프로필 미터라고 합니다. 두 측정 도구 모두 프로파일 Ra의 산술 평균 편차, 미세 불규칙성의 10포인트 높이 Rz, 프로파일의 최대 높이 Ry 및 기타 다양한 평가 매개변수를 자동으로 계산할 수 있는 전자 계산 회로 또는 컴퓨터를 갖추고 있습니다. 측정 효율이 높으며 0.025 ~ 6.3 미크론의 표면 거칠기 Ra 측정에 적용 가능합니다.
3. 가벼운 절편 방법
슬릿을 통과한 빛의 띠를 측정면에 투영하고, 측정면과의 교차점에 의해 형성된 윤곽곡선을 바탕으로 표면거칠기를 측정한다(그림 3). 광원에서 나온 빛이 집광기와 슬릿, 대물렌즈(1)를 통과한 후, 슬릿을 45도의 경사각으로 측정면에 투영시켜 측정면의 단면 윤곽도를 형성하는데, 이는 다음과 같다. 그런 다음 증폭되어 레티클의 대물 렌즈 2를 통해 측정된 표면에 투사됩니다. 마이크로미터 접안렌즈와 판독 드럼을 사용하여 먼저 h 값을 읽은 다음 H 값을 계산합니다.
