你知道表面粗糙度為什么用0.8,1.6,3.2?
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發表時間:2020-11-21 16:17:12
法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規格繁多,他就想了一個辦法,將10開5次方,得到一個數1.6,然后輾轉相乘,得出5個優先數如下:
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
這是一個等比數列,后數為前數的1.6倍,那么10以下的鋼絲繩一下子只有5種,10到100的鋼絲繩也只有5種,即10, 16, 25, 40, 63。
但是這樣分法太稀疏,雷先生就再接再厲,將10開10次方,得出R10優先數系如下:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
公比為1.25,于是10以內的鋼絲繩只有10種,10到100的也只有10種,這就比較合理了。
有人說他的產品規格有10噸,20噸,30噸,40噸的,現在看來就不合理了吧?如果你取兩倍的話,應該是10噸,20噸,40噸,80噸,或者保住頭尾,也應該是10噸,16噸,25噸,40噸,公比為1.6才合理。
這就是“標準化”,論壇上常常看到有人說“標準化”,實際他們說的是“標準件”,所做的工作只是將整機的標準件整理一下,就叫標準化了,實際不是這樣的。真正的標準化,你要把你的產品的所有參數按優先數系形成序列化,再把所有的零部件的功能參數及尺寸,用優先數系來序列化才對。
自然數是無窮的,但在機械設計師眼里,世界上只有10個數,它就是R10優先數。并且,這10個數相乘,相除,乘方,開方,結果還在這10個數里,何其奇妙!當你設計的時候,不知道尺寸該選擇多大為好時,就在這10個數里選,你說何其方便!
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
兩個優先數,比如4和2,其序號分別為N24和N12,它們相乘,將其序號相加,其結果等于N36即8便是;相除,序號相減,等于N12即2便是;2的立方,將其序號N12乘以3得N36即8便是;4的開方,將其序號N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢?
N12*4=N48,這里沒有,怎么辦?上面的列表,沒有寫上一個數,就是10,它的序號是N40,凡是序號大于40的,只看大于40的部分,比如N48就看N8,即1.6,然后乘以10得16就對了。如果序號是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因為100的序號是N80,1000的序號是N120,依此類推做機械設計,一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數系,有40個數,就更完善了,若不夠,還有R80系。我已將R40數系倒背如流,應付一般計算根本不用計算器。簡單來說算40徑的45鋼的抗扭能力,其扭轉系數是0.5*π*R^3,扭應力選屈服點360的一半即180MPa,圓周率選3.15,左右手捏小數點,心算加減序號,一會就出來。有人說你不加安全系數嗎?說吧,是取1.25,還是1.5,還是2啊?。
黃金分割0.618,也即1.618,這里也有1.6。
平方根數列,就是根號1,根號2,根號3,很容易求出吧?(3的序號是N19)
π的平方等于多少?等于10。你算壓桿穩定的時候就方便了吧?
圓桿扭轉系數約為0.1*D^3,現在你可以口算扭轉系數了吧?
為什么大螺絲從M36直接跳到M40?
為什么齒輪的傳動比有個6.3或者7.1?
為什么槽鋼有個市場上很少見的12.6號?
為什么外協廠打電話來說140的方管沒有,而有120和160的?因為R5數系比R20數系優先。
為什么標準件的參數有個第一序列,第二序列?一般來說第一序列就是R5序列。
為什么Inventor的螺孔列表有個M11.2?現在你知道它不是胡謅出來的數吧?
還有鋼板厚度,型鋼型號,齒輪模數,一切標準件,一切工業品樣本上的功能參數,尺寸參數,標準公差表,等等等等,它們的來源,此刻在我們的心中慢慢清晰起來。可以說,我們已經理解了半部機械設計手冊,以及那些還沒做出來的工業品。
那么,我們在設計產品的時候,就可以同時設計出一系列了,而不是設計完之后再進行所謂的“標準化”;更進一步,如果產品注定要序列化,那么我們甚至可以在對實際工況不甚了解的情況下設計產品,因為優先數系已將所有型號包括其中了。
優先數系的應用,上面列出的,可謂滄海一粟,無盡的應用等著我們自己去開發。
1、粗糙度的概念
零件經過加工后,由于刀具、積屑瘤和鱗刺等給工件表面造成或大或小的波峰與波谷。這些峰谷的高低程度很小,通常只有放大才能看見。這種微觀幾何形狀特征,稱為表面粗糙度。
2、粗糙度的評定參數
以RaRzRy三種代號加數字來表示,機械圖紙中都會有相應的表面質量要求,一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面時稱作:鏡面。
輪廓算術平均偏差Ra:在取樣長度L內輪廓偏距絕對值的算術平均值
微觀不平度十點高度Rz:在取樣長度l內5個最大的輪廓峰高的平均值與 5個最大的輪廓谷深的平均值之和
輪廓最大高度Ry:在取樣長度L內輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離
3、表面粗糙度對機械零件使用性能的影響
表面粗糙度對零件質量有很大的影響,主要集中在對零件的耐磨性、配合性質、抗疲勞強度、工件精度及抗腐蝕性上。
5.1、對摩擦和磨損的影響。表面粗糙度對零件磨損的影響,主要體現在峰頂與峰頂上,兩個零件相互接觸,實際上是部分峰頂的接觸,接觸處壓強很高,能使材料產生塑形流動。表面越粗糙,磨損越嚴重。
5 .2 對配合性質的影響。兩構件配合,無非兩種形式,過盈配合和間隙配合。對于過盈配合,由于在裝配時,表面的峰頂被擠平,致使過盈量減小,降低了構件的連接強度;對于間隙配合,隨著峰頂不斷被磨平,其間隙程度會變大。因此,表面粗糙度影響配合性質的穩定性。
5 .3 對抗疲勞強度的影響。零件表面越粗糙,凹痕越深,波谷的曲率半徑也越小,對應力集中越敏感。因此,零件表面粗糙度越大,其應力集中越敏感,其承受抗疲勞強就越低。
5.4 對抗腐蝕性的影響。零件的表面粗糙越大,即其波谷就越深。這樣,灰塵、變質的潤滑油、酸性的和堿性的腐蝕性物質就容易積存在這些凹谷處,并滲透到材料的里層,加劇零件的腐蝕。因此,降低表面粗糙度,可以增強零件的抗腐蝕性。
4、提升表面光潔度的方法
主要分為兩大種:增加相應的工藝和在原有的工藝上改進
增加相應的工藝:增加拋光、磨削、刮研、滾壓等工序,不僅能提高光潔度還能提升精度;另外國內外都有的超聲滾壓技術結合金屬塑性流動性,區別于傳統滾壓的冷作硬化,能提升粗糙度2 3個等級,還有改善材料綜合性能特點。
超聲滾壓
原有工藝上的改進:
6.1 合理選擇切削速度。切削速度V 是影響表面粗糙度的一個重要因素。加工塑性材料,如中、低碳鋼時,較低的切削速度易產生鱗刺,中速易形成積屑瘤,這會增大粗糙度。避開這個速度區域,表面粗糙度值會減小。所以不斷地創造條件以提高切削速度,一直是提高工藝水平的重要方向。
6.2 合理選擇進給量。進給量的大小直接影響工件的表面粗糙度,一般情況下,進給量越小,表面粗糙度就越小,工件表面越光潔。
6.3 合理選擇刀具幾何參數。前角和后角。增大前角,能使材料被切削時擠壓變形和摩擦減小,也使總切削抗力減小,利于排屑。當前角一定時,后角越大,切削刃鈍圓半徑越小,刀刃越鋒利;此外,還能減小后刀面與已加工表面和過渡表面的摩擦和擠壓,有利于減小表面粗糙度值。增大刀尖圓弧半徑r,可使其表面粗糙度值減小;減少刀具的副偏角Kr,也可使其表面粗糙度值減小。
6.4 選擇合適的刀具材料。應選擇導熱性能好的刀具,以便及時傳遞切削熱,降低切削區塑形變形。此外,刀具應具有良好的化學性能,防止刀具與被加工材料產生親和作用,親和力過大時,極易產生積屑瘤和鱗刺,造成表面粗糙度過大。如在其表層涂硬質合金或陶瓷材料,切削時時,刀面上形成氧化保護膜,它能降低與加工表面間的摩擦系數,故有利于提高表面光潔度。
6.5 改善工件材料的性能。材料的韌性決定著其塑性,韌性好其塑性變形的可能性就大,機械加工時,零件表面粗糙度就越大。
6.6 選擇合適的切削液。正確選用切削液能顯著地減小表面粗糙度。切削液具有冷卻、潤滑、排屑與清洗作用。可以減小工件、刀具和切屑之間的摩擦,帶走大量的切削熱,降低切削區溫度,及時排掉細小切屑。
1.0
1.6
2.5
4.0
6.3
這是一個等比數列,后數為前數的1.6倍,那么10以下的鋼絲繩一下子只有5種,10到100的鋼絲繩也只有5種,即10, 16, 25, 40, 63。
但是這樣分法太稀疏,雷先生就再接再厲,將10開10次方,得出R10優先數系如下:
1.0
1.25
1.6
2.0
2.5
3.15
4.0
5.0
6.3
8.0
公比為1.25,于是10以內的鋼絲繩只有10種,10到100的也只有10種,這就比較合理了。
有人說他的產品規格有10噸,20噸,30噸,40噸的,現在看來就不合理了吧?如果你取兩倍的話,應該是10噸,20噸,40噸,80噸,或者保住頭尾,也應該是10噸,16噸,25噸,40噸,公比為1.6才合理。
這就是“標準化”,論壇上常常看到有人說“標準化”,實際他們說的是“標準件”,所做的工作只是將整機的標準件整理一下,就叫標準化了,實際不是這樣的。真正的標準化,你要把你的產品的所有參數按優先數系形成序列化,再把所有的零部件的功能參數及尺寸,用優先數系來序列化才對。
自然數是無窮的,但在機械設計師眼里,世界上只有10個數,它就是R10優先數。并且,這10個數相乘,相除,乘方,開方,結果還在這10個數里,何其奇妙!當你設計的時候,不知道尺寸該選擇多大為好時,就在這10個數里選,你說何其方便!
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
兩個優先數,比如4和2,其序號分別為N24和N12,它們相乘,將其序號相加,其結果等于N36即8便是;相除,序號相減,等于N12即2便是;2的立方,將其序號N12乘以3得N36即8便是;4的開方,將其序號N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢?
N12*4=N48,這里沒有,怎么辦?上面的列表,沒有寫上一個數,就是10,它的序號是N40,凡是序號大于40的,只看大于40的部分,比如N48就看N8,即1.6,然后乘以10得16就對了。如果序號是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因為100的序號是N80,1000的序號是N120,依此類推做機械設計,一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數系,有40個數,就更完善了,若不夠,還有R80系。我已將R40數系倒背如流,應付一般計算根本不用計算器。簡單來說算40徑的45鋼的抗扭能力,其扭轉系數是0.5*π*R^3,扭應力選屈服點360的一半即180MPa,圓周率選3.15,左右手捏小數點,心算加減序號,一會就出來。有人說你不加安全系數嗎?說吧,是取1.25,還是1.5,還是2啊?。
黃金分割0.618,也即1.618,這里也有1.6。
平方根數列,就是根號1,根號2,根號3,很容易求出吧?(3的序號是N19)
π的平方等于多少?等于10。你算壓桿穩定的時候就方便了吧?
圓桿扭轉系數約為0.1*D^3,現在你可以口算扭轉系數了吧?
為什么大螺絲從M36直接跳到M40?
為什么齒輪的傳動比有個6.3或者7.1?
為什么槽鋼有個市場上很少見的12.6號?
為什么外協廠打電話來說140的方管沒有,而有120和160的?因為R5數系比R20數系優先。
為什么標準件的參數有個第一序列,第二序列?一般來說第一序列就是R5序列。
為什么Inventor的螺孔列表有個M11.2?現在你知道它不是胡謅出來的數吧?
還有鋼板厚度,型鋼型號,齒輪模數,一切標準件,一切工業品樣本上的功能參數,尺寸參數,標準公差表,等等等等,它們的來源,此刻在我們的心中慢慢清晰起來。可以說,我們已經理解了半部機械設計手冊,以及那些還沒做出來的工業品。
那么,我們在設計產品的時候,就可以同時設計出一系列了,而不是設計完之后再進行所謂的“標準化”;更進一步,如果產品注定要序列化,那么我們甚至可以在對實際工況不甚了解的情況下設計產品,因為優先數系已將所有型號包括其中了。
優先數系的應用,上面列出的,可謂滄海一粟,無盡的應用等著我們自己去開發。
1、粗糙度的概念
零件經過加工后,由于刀具、積屑瘤和鱗刺等給工件表面造成或大或小的波峰與波谷。這些峰谷的高低程度很小,通常只有放大才能看見。這種微觀幾何形狀特征,稱為表面粗糙度。
2、粗糙度的評定參數
以RaRzRy三種代號加數字來表示,機械圖紙中都會有相應的表面質量要求,一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面時稱作:鏡面。
輪廓算術平均偏差Ra:在取樣長度L內輪廓偏距絕對值的算術平均值
微觀不平度十點高度Rz:在取樣長度l內5個最大的輪廓峰高的平均值與 5個最大的輪廓谷深的平均值之和
輪廓最大高度Ry:在取樣長度L內輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離
3、表面粗糙度對機械零件使用性能的影響
表面粗糙度對零件質量有很大的影響,主要集中在對零件的耐磨性、配合性質、抗疲勞強度、工件精度及抗腐蝕性上。
5.1、對摩擦和磨損的影響。表面粗糙度對零件磨損的影響,主要體現在峰頂與峰頂上,兩個零件相互接觸,實際上是部分峰頂的接觸,接觸處壓強很高,能使材料產生塑形流動。表面越粗糙,磨損越嚴重。
5 .2 對配合性質的影響。兩構件配合,無非兩種形式,過盈配合和間隙配合。對于過盈配合,由于在裝配時,表面的峰頂被擠平,致使過盈量減小,降低了構件的連接強度;對于間隙配合,隨著峰頂不斷被磨平,其間隙程度會變大。因此,表面粗糙度影響配合性質的穩定性。
5 .3 對抗疲勞強度的影響。零件表面越粗糙,凹痕越深,波谷的曲率半徑也越小,對應力集中越敏感。因此,零件表面粗糙度越大,其應力集中越敏感,其承受抗疲勞強就越低。
5.4 對抗腐蝕性的影響。零件的表面粗糙越大,即其波谷就越深。這樣,灰塵、變質的潤滑油、酸性的和堿性的腐蝕性物質就容易積存在這些凹谷處,并滲透到材料的里層,加劇零件的腐蝕。因此,降低表面粗糙度,可以增強零件的抗腐蝕性。
4、提升表面光潔度的方法
主要分為兩大種:增加相應的工藝和在原有的工藝上改進
增加相應的工藝:增加拋光、磨削、刮研、滾壓等工序,不僅能提高光潔度還能提升精度;另外國內外都有的超聲滾壓技術結合金屬塑性流動性,區別于傳統滾壓的冷作硬化,能提升粗糙度2 3個等級,還有改善材料綜合性能特點。
超聲滾壓
原有工藝上的改進:
6.1 合理選擇切削速度。切削速度V 是影響表面粗糙度的一個重要因素。加工塑性材料,如中、低碳鋼時,較低的切削速度易產生鱗刺,中速易形成積屑瘤,這會增大粗糙度。避開這個速度區域,表面粗糙度值會減小。所以不斷地創造條件以提高切削速度,一直是提高工藝水平的重要方向。
6.2 合理選擇進給量。進給量的大小直接影響工件的表面粗糙度,一般情況下,進給量越小,表面粗糙度就越小,工件表面越光潔。
6.3 合理選擇刀具幾何參數。前角和后角。增大前角,能使材料被切削時擠壓變形和摩擦減小,也使總切削抗力減小,利于排屑。當前角一定時,后角越大,切削刃鈍圓半徑越小,刀刃越鋒利;此外,還能減小后刀面與已加工表面和過渡表面的摩擦和擠壓,有利于減小表面粗糙度值。增大刀尖圓弧半徑r,可使其表面粗糙度值減小;減少刀具的副偏角Kr,也可使其表面粗糙度值減小。
6.4 選擇合適的刀具材料。應選擇導熱性能好的刀具,以便及時傳遞切削熱,降低切削區塑形變形。此外,刀具應具有良好的化學性能,防止刀具與被加工材料產生親和作用,親和力過大時,極易產生積屑瘤和鱗刺,造成表面粗糙度過大。如在其表層涂硬質合金或陶瓷材料,切削時時,刀面上形成氧化保護膜,它能降低與加工表面間的摩擦系數,故有利于提高表面光潔度。
6.5 改善工件材料的性能。材料的韌性決定著其塑性,韌性好其塑性變形的可能性就大,機械加工時,零件表面粗糙度就越大。
6.6 選擇合適的切削液。正確選用切削液能顯著地減小表面粗糙度。切削液具有冷卻、潤滑、排屑與清洗作用。可以減小工件、刀具和切屑之間的摩擦,帶走大量的切削熱,降低切削區溫度,及時排掉細小切屑。
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此文關鍵字:知道,表面,粗糙度,為什么
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