KURZUS: Műszaki ábrázolás 2.

MODUL: I. modul: Felületi érdesség, tűrések

1. lecke: Felületminőség

| Aktivitás: Olvassa el az 1. lecke anyagát! A feldolgozás során a következőkre figyeljen:
Mi a mértani, a valóságos és az észlelt felület? Mi a különbség az érdesség és hullámosság között? Milyen paramétereket használunk a felületi érdesség jelölésére? Mit jelent az átlagos érdesség? Mit jelent az egyenetlenség magasság? Mik az átlagos érdesség javasolt mérőszámai? Milyen érdességi alapjeleket különböztetünk meg? Milyen információkat tartalmaznak az érdességi alapjelek? Milyen kiegészítő előírásokat adhatunk meg az érdességi alapjel mellé? Milyen szabályai vannak az érdességi jel elhelyezésének a rajzon? Mit jelent a kiemelt felületi érdesség? Hogyan függ össze a felületi finomság a gyártási eljárással?
Követelmény: A tananyag elsajátítása akkor tekinthető sikeresnek, ha Ön:
Meghatározások közül ki tudja választani a mértani, a valóságos és az észlelt felület fogalmát. Felsorolásból ki tudja választani a felületi érdesség és hullámosság jelentését. Felsorolásból ki tudja választani a különböző felületi érdesség paramétereket. Meghatározások közül ki tudja választani az átlagos érdesség és az egyenetlenségmagasság jelentését. Jelentéstartalmuk alapján azonosítani tudja a különböző felületi érdesség alapjeleket. Felsorolásból ki tudja választani a az érdességi alapjel mellett megadható kiegészítő információkat és helyüket az érdességi jel mellett. Alkalmazni tudja a rajzokon a különböző felületi érdesség megadásra vonatkozó szabályokat. Felismeri és meg tudja adni a rajzon a kiemelt felületi érdesség jelet.
Kulcsszavak: mértani felület, valóságos felület, észlelt felület, hullámosság, érdesség, átlagos érdesség, egyenetlenségmagasság, érdességi mérőszámok, a felületi érdesség rajzjele, a rajzjel elhelyezése, kiemelt felületi érdesség.
1.1. 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 (pl. előtolás), stb. Ezek a megmunkált felületeken egyenetlenségeket okoznak, amelyeknek a megengedhető értékét a rajzon elő kell írni.
A különféle egyenetlenségek leírásához meg kell határoznunk néhány fogalmat.
Mértani felületnek nevezzük a munkadarab rajzán az ábrával és méretekkel meghatározott felületet.
A 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 szabja meg.
A különféle mérőeszközökkel a valóságos felületet csak bizonyos közelítéssel lehet érzékelni. A mérés eredménye az észlelt felület.
Az egyenetlenség a tényleges felületnek egy célszerűen választott, a ráfekvő felülettel egyenközű mértani felülethez viszonyított kiugrásai és bemélyedései. (Ráfekvő felület: a névleges felület alakjával azonos alakú felület, amely a valóságos felülettel érintkezik és a test anyagán kívül úgy helyezkedik el, hogy a vonatkoztatási hossz határain belül közte és a valóságos felület legtávolabbi pontja között az eltérés a legkisebb legyen.)
A munkadarab felületének eltérése a mértani felülettől többféle lehet, ezek közül itt csak a következőkkel foglalkozunk:
alakhiba, hullámosság, érdesség.
Alakhiba: a valóságos felület eltérése a mértani felület (névleges felület) alakjától (pl.: köralakhiba), ezzel később foglalkozunk.
Hullámosság: a felületnek viszonylag nagy térközű, ismétlődő felületi egyenetlensége, amelynek hullámmélysége a hullámhosszhoz viszonyítva kicsi (1.1. ábra).
1.1. ábra
Érdesség: a munkadarab valóságos felületén tapasztalható viszonylag kis térközű, különféle jellegzetes mintázatú ismétlődő egyenetlenség.
A felületminőség a felület jellemzőinek az összessége. A legfontosabb jellemző a felületi érdesség, ezért ennek a vizsgálatával foglalkozunk részletesebben.
1.2. A felületi érdesség
Az érdesség jellemzésére az átlagos érdességet (Ra) vagy az egyenetlenség magasságot (Rz) használjuk. Mindkét jellemzőt a felületre merőleges sík és az adott felület metszésvonalaként adódó profil megfelelő értékelésével kapjuk (1.2. ábra).
1.2. 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 (x tengely).
Az érdesség meghatározásához használt vonalak:
alapvonal, amelyre a profil egy bizonyos paraméterét (pl. az érdességmélységet) vonatkoztatjuk; alaphossz (l), az alapvonalnak az a szakasza, amelyen belül a jellegzetes felületi egyenetlenségeket meg akarjuk határozni. Az alaphossz nagyságát a várható átlagos érdesség nagyságától függően határozzuk meg. A méréstechnikailag szükséges minimális felületszakasz-hossz - a mérési hossz - egy vagy több alaphosszat foglal magába; tetővonal, az észlelt profil alaphosszon belüli legmagasabb pontján átmenő, az alapvonallal egyközű vonal ( y p m a x ); fenékvonal, az észlelt profil alaphosszon belüli legmélyebb pontján átmenő, az alapvonallal egyközű vonal ( y v m a x );
Az átlagos érdesség (Ra) az észlelt profil pontjainak átlagtávolsága a középvonaltól az alaphosszon. Az átlagos érdesség mérőszáma a következő összefüggés alapján határozható meg:
R a= 1 l ∫ 0 l | y | d x , vagy közelítően R a= 1 n ∑ i=1 n | y i | ,
ahol y i az egyes ordináták hossza a középvonaltól mérve, n az ordináták száma.
Az érdességi mérőszámot mikrométerben ( μm ) kell megadni.
Az egyenetlenség magasság (Rz) a felületi érdesség másik mérőszáma. Az egyenetlenség magasság az alaphosszon belül észlelt profil öt legkiállóbb csúcsának és az öt legmélyebb gödrének, az alábbi képlet szerinti átlaga (1.3. ábra).
1.3. ábra
R z= ( 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 (m-ben kell megadni.
Néha szükség van a felületi egyenetlenségek maximális értékére (Rmax), amely a tetővonal és a fenékvonal egymástól való távolsága: R m a x = y p m a x + y v m a x . A rajzon általában nem adjuk meg.
Az átlagos érdesség számértékeit az 1.1. táblázat, az egyenetlenség magasság és a maximális egyenetlenség számértékeit az 1.2. táblázat adataiból választhatjuk. Elsősorban a kiemelt vonalvastagságú adatokat használjuk. A számérték megadása azt jelenti, hogy az Ra vagy Rz a megadottnál nagyobb nem lehet.
Az átlagos érdesség számértékei
1.1. táblázat
Az egyenetlenség magasság számértékei
1.2. táblázat
Az átlagos érdesség megadható a vonatkozó szabvány érdességi fokozat számaival is az 1.3. táblázat szerint. (A táblázatban az Ra értékei μin -ben is meg vannak adva.)
Érdességi fokozatok számai
1.3. táblázat
1.3. A felületi érdesség megadása
1.3.1. Az érdesség jelölése
Egy rajzon az összes felület érdességét meg kell adni. A felület érdességét rajzon az érdesség alapjelével, az érdesség paraméterével, az érdesség számértékével és - esetenként - a felület érdességének egyéb kiegészítő adataival határozzuk meg.
1.4. ábra
Az érdesség alapjele két, nem egyenlő hosszúságú egyenes vonalból áll, amelyek 60°-os szöget zárnak be a felületet ábrázoló vonallal (1.4.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 az 1.4.b ábra szerint is lehet rajzolni. Ez a rajzjel önmagában "megmunkálandó felület"-et jelent, és nem ír elő követelményeket a felületi érdességre.
Az 1.4.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 alkatrész kapcsolódó felületein, akkor ezt a jelet még egy körrel kell kiegészíteni.
Az alapjelet és a kiegészítő jeleket az 1.5. ábra szerint kell rajzolni. Méretek az 1.4 táblázat szerint.
1.5. ábra
Rajzjelek és kiegészítő jelek méretei
1.4. táblázat
1.3.2. A rajzjelet kiegészítő előírások
A felületminőség egyes előírásait a rajzjelen az 1.6. ábra szerint kell elhelyezni
1.6. ábra
Az a helyen adjuk meg az átlagos érdesség vagy az egyenetlenség magasság számértékét mikrométerben. A számértéket megelőzi a paraméter jele (Ra, Rz).
(Az a és b helyen adhatjuk meg a felületi érdességi paraméter alsó és felső határát abban az esetben, ha az alsó határt is szabályozni kell.
A c helyen adhatjuk meg a gyártási eljárás módját, a felületkezeléseket (pl. hőkezelés), bevonatokat vagy más gyártási eljárási követelményeket.
A d helyen lehet megadni a megmunkálással kialakított felületi mintázatot (például szerszámnyomokat), megadva az elhelyezkedés irányát. Az 1.7.ábrán a megmunkálással kialakított felületi mintázat jeleinek alakja látható.
1.7. ábra
Az e helyen a megmunkálási ráhagyás értékét lehet megadni milliméterben.
1.3.3. Az érdesség jelének és számértékének elhelyezése a rajzon
Az érdesség jelét arra a felületre kell rajzolni, amelyre vonatkozik. Rajzolható kontúrvonalra, nézetvonalra vagy méretsegédvonalra úgy, hogy a csúcsa a felületre mutasson (1.8. 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.
1.8. ábra
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 (1.9. ábra).
1.9. ábra
Az érdesség számértéke az 1.6. 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 nem keresztezheti, szükség esetén a vonalat meg kell szakítani. Forgásfelületeken elég az egyik alkotón megadni a felületi érdességet (1.10. ábra).
1.10. ábra
Az azonos érdességű, szimmetrikusan elhelyezkedő felületeken elegendő az érdesség jelét csak az egyik oldalon feltüntetni (1.11. ábra).
1.11. ábra
Az együtt megmunkálható, összetartozó felületeket (pl. reteszhorony oldalfelületei) is külön-külön kell ellátni érdességi jellel, illetve megadható a már említett egyszerűsített módon (1.12. ábra).
1.12. ábra
Az azonos névleges méretű, de különböző érdességű felületszakaszok érdességét külön-külön kell megadni, egymástól vékony vonallal elválasztani és helyzetét beméretezni. A választó-vonalat csak látható felületen kell megrajzolni (1.13. ábra).
1.13. ábra
Méretezett összeállítási rajzon az alkatrészek illeszkedő felületén az érdességi jelet mindkét felületre külön-külön fel kell rajzolni, még akkor is, ha érdességük azonos (1.14. ábra).
1.14. ábra
1.3.4. Egyszerűsítések az érdesség megadásában
Az érdességet nem kell azokra a felületekre megadni, amelyeknek az érdességét 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 (1.15. ábra) és kiemelt érdességi jellel kell utalni arra, hogy maradnak megmunkálatlan felületek.
1.15. ábra
Ha az alkatrész összes felületét azonos érdességűre kell készíteni, a felületi érdesség jele kiemelve adható meg (1.16. ábra). A kiemelt érdességi jel helye a szövegmező felett van, mérete pedig kb. kétszerese a normál érdességi jelnek.
1.16. 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 felületekre vonatkozik, amelyekre külön előírás nincs. A zárójelben megadott érdességi alapjel a kiemelt érdességen kívüli más érték(ek)re utal (1.17. ábra). A zárójelben megadhatók a kiemelt érdességtől eltérő érdességek számértékei is.
1.17. ábra
Több alkatrészt tartalmazó rajzon a kiemelt érdességi jelet a tételszám mellé kell rajzolni (1.18. ábra).
1.18. ábra
Egymáshoz csatlakozó, azonos érdességű felületek esetén az érdességet az 1.19. ábra szerint adjuk meg. Élek 45°-os tompításának érdességét a méretszám után adhatjuk meg, ha szükséges (1.20. ábra).
1.19. ábra
1.20. ábra
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 (1.21. ábra). (A megnevezések értelmezését lásd a 19. leckében.)
1.21. 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 (1.22. ábra).
1.22. ábra
Az 1.23. ábra felületkezelésre vonatkozó jelölést mutat.
1.23. ábra
Különféle gyártási eljárásokkal elérhető felületminőségek
1.5. táblázat

| Önellenőrző kérdések és feladatok
1. Az alábbi meghatározások egy-egy felületminőségi alapfogalmat jelentenek. Párosítsa ezeket a meghatározásokat a megfelelő alapfogalommal! a) A munkadarab valóságos felületén tapasztalható, viszonylag kis térközű, különféle jellegzetes mintázatú, ismétlődő egyenetlenség. b) Az elkészült munkadarabot határoló felület, amely az anyagot a környezetétől elválasztja. c) A munkadarab rajzán ábrával és méretekkel meghatározott felület. d) A különböző mérőeszközökkel érzékelhető felület. Mértani felület Valóságos felület Észlelt felület Érdesség
2. Azonosítsa az átlagos felületi érdesség és az egyenetlenség magasság paramétereket, azok jelölésével! a) Rp b) Rm c) Rz d) Rmax e) Ry f) Ra Átlagos érdesség Egyenetlenség magasság
3. Igaz-e az alábbi állítás? Jelölje a helyes választ!
Az átlagos érdesség az észlelt profil pontjainak átlagtávolsága a középvonaltól az alaphosszon. |
4. Az érdességi alapjelek az érdességi paraméter és mérőszám nélkül is hordoznak információt. Mi a jelentése a különböző alapjeleknek? Párosítsa az alapjelek rajzait azok tartalmával! Forgácsolással megmunkálandó felület. Forgács nélküli megmunkálás az adott felületre. "Általános" felületi érdesség jel, ami nem ír elő utasítást a megmunkálás módjára.
5.A felületi érdesség jelek kiegészítő információkat tartalmazhatnak. Ezeknek az információknak a helye meghatározott a jel környezetében. Válassza ki az alábbi csoportokból a kiegészítő adatok tartalmára és elhelyezésére vonatkozó igaz állításokat!
| A "c"helyen adhatjuk meg a gyártási eljárás módját.
| Az "e" helyen a felületi érdesség paramétere és számértéke szerepel.
| A "d" helyen lehet megadni a megmunkálási ráhagyás értékét.
| A megmunkálási ráhagyás értékét az "e" helyen lehet megadni mikronban.
| Az "a" és "b" helyen a felületi érdesség paraméter alsó és felső határát adjuk meg.
| A felületi érdesség mérőszámát mikrométerben adjuk meg.
| A felületi érdesség paraméter alsó és felső határát mindig megadjuk.
| A megmunkálási ráhagyás mértékegysége mm.
6. Nézze meg figyelmesen az alábbi ábrát és jelölje a helyes választ!
Az Ra 1,6 érdességi előírás csak arra a felületre vonatkozik, amelyre a felületi érdességi jel mutat. |
7. Mit jelent az alábbi felületi érdességi előírás? Nézze meg a rajzot és jelölje a helyes választ!
| Azt jelenti, hogy a jelölt felület érdességét a két megadott érték közül tetszőlegesen választhatjuk.
| Azt jelenti, hogy az Ra 0,8 finomságú felületnek csak a jelölt határoló vonalig kell tartani.
8. Értelmezze az alábbi felületi érdesség előírást és tegye igazzá az alábbi kijelentést! A kiemelt felületi érdesség előírás ebben az esetben azt jelenti, hogy a munkadarab ... felülete Ra 6,3 felületi érdességű.
| egy tetszőlegesen megválasztott
| minden
9. Nézze meg az alábbi rajzot és válaszoljon a felületi érdességgel kapcsolatos kérdésekre! Mit jelent a kiemelt felületi érdesség jel utáni, zárójelbe tett alap érdességi jel?
| Azt jelenti, hogy az Ra12,5 érdességű felületeken kívül más érdességű felület is van a munkadarabon.
| Azt jelenti, hogy a felületeket Ra12,5 mikron felületi finomságúra is készíthetjük.
| Azt jelenti, hogy a felületekre nem teszünk megmunkálási mód kikötést.
10. Az alábbi állítások a felületi érdességre, ill. egy adott felület minőségére vonatkoznak. Döntse el az állítások igaz vagy hamis voltát!
A felület minősége az érdesség mérőszámának növekedésével arányosan finomodik. |
A köszörült felület minősége jobb, mint az esztergált felületé. |
A kiemelt felületi érdesség jelet a rajz jobb alsó részén helyezzük el. |
A felületi érdesség jeleket csak alulról és jobbról olvashatóan helyezhetjük el a rajzon. |
A felületi érdesség jelet vastag vonallal rajzoljuk. |
A felületi érdesség jel mellett az érdességi paraméter jelét is mindig szerepeltetni kell. |