KURZUS: Gépszerkesztés és modellezés

MODUL: V. modul: Tűrések, illesztések

16. lecke: Felületminőség

| Cél: felületminőség típusainak, megadásának megismerése.
Követelmény: A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:
tudja, hogy mi okozza az alkatrészek felületi egyenetlenségeit; ismeri a mértani felület, a valóságos felület, az észlelt felület és az egyenetlenség fogalmát; tudja, hogy mi az átlagos felületi érdesség mértékegysége; tudja, hogy mit értünk egyenetlenség magasság alatt, mi a jele, hogyan számítjuk ki; tuja, hogy milyen érdességi alapjeleket használunk a felületminőség előírásakor; tudja, hogy mi a kiemelt érdességi jel és melyek az alkalmazására vonatkozó szabályok; értelmezni tudja a megadott mérdességi jeleket; meg tudja adni műszaki rajzokon a felületminőségeket.
Kulcsszavak: felületminőség, érdesség.
16.1. A felületminőség alapfogalmai
Az alkatrészek felületei a leggondosabb megmunkálással sem készíthetők el tökéletesen simára. Ennek oka a megmunkáló szerszámok élének pontatlansága, a munka közben bekövetkező kopása, a munkagép, munkadarab lengése, forgácsolási jellemzők stb. Ezek a megmunkált felületeken egyenetlenségeket okoznak.
Az egyenetlenségek leírásához néhány fogalmat meg kell határozni:
Mértani felület: a munkadarab rajzán az ábrákkal és méretekkel meghatározott felület
Valóságos felület: az elkészült munkadarabot határoló felület, amely az anyagot a környezetéből elválasztja. A valóságos felület a mértani felület megközelítése, ettől való eltérése a helytől függően különböző. Az eltérések nagyságát a munkadarab, a készülék, a szerszámgép és a szerszám, illetve ezek kölcsönhatása adja meg.
Észlelt felület: a valóságos felület mérőeszközökkel történt érzékelése. A mérőeszközök a valóságos felületet csak bizonyos közelítéssel tudják érzékelni.
Egyenetlenség: a tényleges felületnek egy célszerűen választott, a ráfekvő felülettel egyenközű mértani felülethez viszonyított kiugrásai és bemélyedései.
A munkadarab felületének eltérése a mértani felülettől többféle lehet, mint például:
alak makro hibája hullámosság érdesség
Alak makro hibája: a valóságos felület eltérése a mértani (névleges) felület alakjától (pl. köralakhiba).
Hullámosság: a felületnek viszonylag nagy térközű, ismétlődő felületi egyenetlensége, amelynek hullámmélysége a hullámhosszhoz viszonyítva kicsi (16.1. ábra)
A hullámosság
16.1. ábra
Érdesség: a munkadarab valóságos felületén tapasztalható viszonylag kis térközű, különféle jellegzetes mintázatú ismétlődő egyenetlenség.
A felületminőség a felület jellemzőinek az összessége. A felületminőség jelölésével részletesen az MSZ EN ISO 1302 szabvány foglalkozik. A legfontosabb jellemző a felületi érdesség, ezért ennek a vizsgálatával foglalkozunk részletesebben.
16.2. A felületi érdesség
Az érdesség jellemzésére az átlagos érdességet vagy az egyenetlenség magasságot használjuk. Mindkét jellemzőt a felületre merőleges sík és az adott felület metszésvonalaként adódó profil megfelelő értékelésével kapjuk (16.2. ábra)
Felületi érdesség és egyenetlenség magasság
16.2. ábra
Az értékeléshez az észlelt profilt két részre osztjuk a mértani profillal párhuzamos középvonallal úgy, hogy a középvonal feletti és alatti területek egymást közel kiegyenlítsék. Az érdesség meghatározásához használt vonalak:
alapvonal: a profil egy bizonyos paraméterét (pl. az érdességmélységet) erre vonatkoztatjuk alaphossz (l): az alapvonalnak az a szakasza, amelyen belül a jellegzetes felületi egyenetlenségeket meg akarjuk határozni. Az alaphossz nagyságát a várható érdesség nagyságától függően határozzuk meg. A méréstechnikailag szükséges minimális felületszakasz-hossz (mérési hossz) egy vagy több alaphosszat foglal magába. tetővonal: az észlelt profil alaphosszon belüli legmagasabb pontján átmenő, az alaphosszal egyközű vonal (ypmax) fenékvonal: az észlelt profil alaphosszon belüli legmélyebb pontján átmenő, az alapvonallal egyközű vonal (yvmax)
Átlagos érdesség (Ra): az észlelt profil pontjainak átlagtávolsága a középvonaltól az alaphosszon. Az átlagos érdesség mérőszáma a következő összefüggés alapján határozható meg:
Ra= 1 l ∫ 0 1 | y |d x
vagy közelítően:
Ra= 1 n ∑ i=1 n | y i |
ahol:
yi: az egyes ordináták hossza a középvonaltól mérve n: ordináták száma
Az érdességi mérőszámot mikrométerben ((m) kell megadni
Egyenetlenség magasság (Rz): az alaphosszon belül észlelt profil öt legkiállóbb csúcsának és öt legmélyebb gödrének az alábbi képlet szerinti átlaga (16.3. ábra)
Egyenetlenség magasság
16.3. ábra
Rz= ( y p 1 + y p 2 + y p 3 + y p 4 + y p 5 )+( y v 1 + y v 2 + y v 3 + y v 4 + y v 5 ) 5
Az egyenetlenség magasságot szintén μm -ben kell megadni.
Néha szükség van a felületi egyenetlenségek maximális értékére (Rmax), amely a tetővonal és a fenékvonal egymástól való távolsága:
R max = y p max⁡ + y v max⁡
Az átlagos érdesség számértékei a 16.1. táblázat, az egyenetlenség magasság és a maximális egyenetlenség számértékei a 16.2. táblázatból választhatjuk. Elsősorban a kiemelt vonalvastagságú adatokat használjuk. A számértékek megadása azt jelenti, hogy az Ra vagy Rz a megadottnál nagyobb nem lehet.
Az átlagos érdesség számértékei
16.1. táblázat
Az egyenetlenség magasság számértékei
16.2. táblázat
Az átlagos érdesség megadható az MSZ EN ISO 1302 szabvány érdességi fokozat számaival is (16.3. táblázat)
Érdességi fokozatok számai
16.3. táblázat
A 16.4. táblázatban különféle gyártási eljárásokkal elérhető felületminőségek láthatók.
Különféle gyártási eljárásokkal elérhető felületminőségek
16.4. táblázat
16.3. Felületi érdesség megadása
16.3.1. Az érdesség jelölése
Egy rajzon az összes felület érdességét meg kell adni. A felületminőség rajzjeleit és kiegészítő jelöléseit a műszaki rajzokon az MSZ EN ISO 1302 szabvány tartalmazza. A felület érdességét rajzon az érdesség alapjelével, az érdesség számértékével és esetenként a felület érdességének egyéb kiegészítő adataival határozzuk meg.
Érdesség alapjele
16.4. ábra
Az érdesség alapjele két, nem egyenlő hosszúságú egyenes vonalból áll, amelyek 60°-os szöget zárnak be a felületet ábrázoló vonallal 16.4. a) ábra. Ez a jel önmagában "vizsgált felületet" jelent és nem ír elő követelményeket a felületi érdesség nagyságára.
Ha a megmunkálás anyageltávolítással pl. forgácsolással) történik az alapjelet a 16.4. ábra b) ábra szerint kell rajzolni. Ez a rajzjel önmagában megmunkálandó felületet jelent és nem ír elő követelményeket a felületi érdességre.
A 16.4. c) ábrán látható rajzjelet akkor kell használni, ha az anyageltávolítás nincs megengedve (forgács nélküli megmunkálás). Ez a jel alkalmazható a gyártási folyamatra vonatkozóan annak jelölésére is, hogy a felületet az előző gyártási eljárásból eredő állapotában kell hagyni függetlenül attól, hogy milyen gyártási eljárással keletkezett ez a felület.
A felületminőségi jellemzők megadásához a rajzjel hosszabbik ágát egy vonallal kell kiegészíteni. Ha ugyanazt a felületminőséget kell megadni egy alkarész összetartozó felületein, akkor ezt a jelet még egy körrel kell kiegészíteni.
Az alapjelet és a kiegészítő jeleket az alábbi ábra szerint kell rajzolni. Méretek az 16.5. ábra és 16.5. táblázat szerint.
Alapjel és kiegészítő jelek
16.5. ábra
Rajzjelek és kiegészítő jelek méretei
16.5. táblázat
16.3.2. A rajzjeleket kiegészítő előírások
A felületminőség egyes előírásait a rajzjelen a 16.6. ábra szerint kell elhelyezni:
Felületminőség előírásainak elhelyezése
16.6. ábra
ahol:
a helyen: átlagos érdesség vagy egyenetlenség magasság számértéke mikrométerben. A számértéket megelőzi a paraméter jele (R, Rz) a és b helyen: a felületi érdességi paraméter alsó és felső határát adhatjuk meg abban az esetben, ha az alsó határt szabályozni kell c helyen: gyártási eljárás módja, kezelések (pl. hőkezelés), bevonatok vagy más gyártási eljárási követelmények d helyen: megmunkálással kialakított felületi mintázat pl. szerszámnyomok) megadva az elhelyezkedés irányát. Az általános felületi mintázatok jele és magyarázata a táblázatban látható. Ha olyan felületi mintázatot kell megadni, amely nem határozható meg a táblázat jeleivel, akkor azt a rajzon kiegészítő megjegyzéssel meg kell adni e helyen: megmunkálási ráhagyás értéke milliméterben
Az 16.7. ábrán a megmunkálással kialakított felületi mintázat jeleinek alakja látható (méretek a 16.5. táblázat szerint). A rajzjelek értelmezésére a 16.6. táblázatban láthatunk példákat.
Megmunkálással kialakított felületi mintázat jeleinek alakja
16.7. ábra
A 16.8. ábrán a rajzjelet kiegészítő előírások méretei láthatók
A rajzjelet kiegészítő előírások méretei
16.8. ábra
A megmunkálási nyomok irányának rajzjelei
16.6. táblázat
16.3.3. Az érdesség jelének és számmértékének elhelyezése rajzon
Az érdesség jelét arra a felületre kell rajzolni, amelyre vonatkozik. Rajzolható kontúrvonalra, nézetvonalra vagy méretsegédvonalra úgy, hogy a csúcsa a felületre mutasson (16.9. ábra).
Az érdesség számértékét úgy kell felírni, hogy a rajz többi méretszámával, illetve feliratával azonos irányból legyen olvasható. Az érdesség jele a felülethez nyíllal kapcsolt mutatóvonal vízszintes szakaszán is elhelyezhető.
Érdességjel elhelyezése
16.9. ábra
Az érdesség számértékét úgy kell felírni, hogy a rajz többi méretszámával, illetve feliratával azonos irányból legyen olvasható. Az érdesség jele a felülethez nyíllal kapcsolt mutatóvonal vízszintes szakaszán is elhelyezhető.
Kis méretben rajzolt felületek érdességi jele a méretvonalon is elhelyezhető, ha nem okoz félreértést vagy a méretezéshez méretsegédvonalra nincs szükség. Ilyenkor az érdesség jelét a méretszám után kell feltüntetni a méretvonalon vagy az ahhoz csatlakozó vízszintes vonalszakaszon (16.10. ábra)
Kis méretben rajzolt felületek érdességi jele
16.10. ábra
Eltakart felületet ábrázoló szaggatott vonalra csak akkor szabad érdességi jelet rajzolni, ha a méret is kivételesen ettől a mérettől van megadva.
Az érdesség számértéke a 7. ábra szerint helyezkedik el, a vonatkoztatott felülettel párhuzamosan. A mérőszám általában 2,5 mm magas, de legfeljebb akkora, mint a méretszám.
Az alkatrész minden egyes felületének érdességét csak egyszer kell meghatározni függetlenül a vetületek számától és attól, hogy az ábrázolt felületet törés szakítja meg. Az érdesség jelét azon a felületen kell elhelyezni, amelyen a felület mérete is meg van adva, lehetőleg a méret közelében.
Az érdesség jelét és a hozzá tartozó számértéket semmilyen vonal sem keresztezheti, szükség esetén a vonalat meg kell szakítani. Forgásfelületeken elég az egyik alkotón megadni a felületi érdességet (16.11. ábra).
Érdesség megadása forgásfelületeken
16.11. ábra
Az azonos érdességű, szimmetrikusan elhelyezkedő felületeken elegendő az érdesség jelét csak az egyik oldalon feltűntetni (16.12. ábra balra). A 16.12. ábrán jobbra pontvonallal határolt terület a kirajzolt részlet szerinti mintázattal készült. Ebben az esetben az érdesség jelét azon a részleten adjuk meg, ahol a méretek is megtalálhatók.
Érdesség megadása szimmetrikusan elhelyezkedő (balra) és mintázat (jobbra) esetén
16.12. ábra
Az együtt megmunkálható, összetartozó felületeket (pl. reteszhorony oldalfelületei) is külön-külön kell ellátni érdességi jellel, illetve megadható a már említett egyszerűsítési módon (16.13. ábra)
Összetartozó felületek érdesség megadása
16.13. ábra
Az azonos névleges méretű, de különböző érdességű felületszakaszok érdességét külön-külön kell megadni, egymástól vékony vonallal elválasztani és a helyzetét beméretezni. A választó vonalat csak látható felületen kell megrajzolni (16.14. ábra).
Azonos névleges méretű, de különböző érdességű felületszakaszok érdessége
16.14. ábra
Méretezett összeállítási rajzon az alkatrészek illeszkedő felületén az érdességi jelet mindkét felületre külön-külön fel kell rajzolni még akkor is, ha érdességük azonos (16.15. ábra).
Illeszkedő felületek érdességének megadása
16.15. ábra
16.3.4. Egyszerűsítések az érdesség megadásában
Az érdességet nem kell azokra a felületekre megadni, amelyeknek az érdességet olyan szabvány vagy rajz írja elő, amelyekre az adott rajzon utalás van. A szabványos előgyártmányból készítendő alkatrésznek csak az utólag megmunkálandó felületein kell az érdességet megadni (16.16. ábra)
A szabványos előgyártmányból készítendő alkatrésznek érdességmegadása
16.16. ábra
Ha az alkatrész összes felületét azonos érdességűre kell készíteni a felületi érdesség jele kiemelve adható meg (16.17. ábra). A kiemelt érdességi jel helye a szövegmező felett van.
Kiemelt érdességi jel megadása
16.17. ábra
Kiemelhető a leggyakrabban előforduló érdesség jele akkor is, ha az alkatrészen különböző érdességű felületek vannak (rendszerint a legdurvább felület jelképét emelik ki). A kiemelt jel mindazon felületre vonatkozik, amelyekre külön előírás nincs. A zárójelben megadott érdességi alapjel a kiemelt érdességen kívüli más értékekre utal (16.18. ábra). A zárójelben megadhatók a kiemelt érdességtől eltérő érdességek számértékei is.
Érdesség megadása alkatrészrajzon
16.18. ábra
Több alkatrészt tartalmazó rajzon a kiemelt érdességi jelet a tételszám mellé kell rajzolni (16.19. ábra)
Kiemelt érdesség megadása több alkatrészt tartalmazó rajzon
16.19. ábra
Egymáshoz csatlakozó, azonos érdességű felületek esetén az érdességet a 16.20. ábra balra szerint adjuk meg. Élek 45o-os tompításának érdességét a méretszám után adjuk meg (16.20. ábra jobbra).
Egymáshoz csatlakozó, azonos érdességű felületek érdességmegadása (balra) és élek 45o-os tompításának érdességének megadása (jobbra)
16.20. ábra
Kötőelemek felfekvő felületének érdességét a méret után kell megadni (16.21. ábra)
Kötőelemek felfekvő felületének érdessége
16.21. ábra
A fogazat működő felületének (fogfelület) érdességét az osztókörön (osztóhenger alkotón), a fenékszalagot a lábkört jelentő vonalon kell megadni, ha eltér a fog felületétől. A fejhenger érdességét a fejhenger alkotón vagy a fejkörön adjuk meg (16.22. ábra)
Érdeségmegadás fogaskeréknél
16.22. ábra
A csavarmenetek érdességét általában nem kell megadni, mivel előállításuk módja megszabja azt. Szükség esetén (pl. menetfúrón) a szelvény rajzán (16.23. ábra balra) vagy a menetátmérő méreténél kell megadni a menetfelület érdességét (16.23. ábra jobbra)
Méretmegadás menetes alkatrészek esetén
16.23. ábra
A fémes bevonatú (pl. galvanizált) vagy festett, mázolt, lakkozott zománcozott stb. alkatrészekre előírt felületi érdesség - más előírás hiányában - a bevonás előtti állapotra vonatkozik.
Az adatokkal kiegészített, többször ismétlődő érdességi jel azonosító jellel is megadható, amelynek értelmezését a szövegmező felett meg kell magyarázni (16.24. ábra).
Érdességi jel megadása azonosító jellel
16.24. ábra
Az 16.25. ábrán felületkezelésre vonatkozó jelölést mutat.
Felületkezelés megadása
16.25. ábra

| Önellenőrző kérdések
1. Hogy jelöljük az alábbi tényezőket a felületi érdesség képletében?
Tényező megnevezése | Jele
átlagos érdesség μm -ben |
a tűrésnagyság μm -ben |
a fokozattól függő állandó |
állandó |