TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯỜNG BÁCH KHOA ĐỘ NHÁM BỀ MẶT CBGD: Mai Vĩnh Phúc Khoa Kỹ thuật cơ khí Độ nhám bề mặt 2 CBGD: Mai Vĩnh Phúc Độ nhám bề mặt theo JIS (Nhật Bản) 3 CBGD: Mai Vĩnh Phúc Độ nhám bề mặt 4 CBGD: Mai Vĩnh Phúc NỘI DUNG 1. Các thông số xác định độ nhám bề mặt 3. Chọn giá trị độ nhám và cấp nhám 4. Kí hiệu độ nhám bề mặt 5.
Các qui định ghi độ nhám bề mặt trong bản vẽ 6. Ví dụ ghi độ nhám bề mặt chi tiết máy 7. Bài tập 5 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm Bề mặt chi tiết sau gia công thường không trơn tru một cách lý tưởng mà có những nhấp nhô do quá trình biến dạng dẻo của vật liệu trên bề mặt chỉ tiết, do vết lưỡi cắt để lại, do ảnh hưởng của dao động và va đập khi cắt và nhiều nguyên nhân khác 6 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1.
Khái niệm Nguyên nhân: Độ nhám được tạo ra bởi có sự kết hợp hoặc sự phân tách của những hạt siêu nhỏ trên bề mặt của chi tiết gia công. Sự kết hợp của những hạt siêu nhỏ cùng với biến dạng dẻo trên bề mặt thường được tạo ra trong quá trình gia công định hình như đúc, rèn,… và sản xuất bồi đắp in 3D. Vì giữa chúng không có sự đồng đều tuyệt đối trong quá trình giãn nở và kết hợp hạt vật liệu với nhau nên mới tạo nên độ nhám cho bề mặt gia công. Trong quá trình gia công cắt gọt sẽ thường xảy ra hiện tượng phân tách của các hạt, khi lưỡi cắt lấy đi một phần của vật liệu, từ đó tạo ra các rãnh nhỏ trên bề mặt gia công.
Chế độ cắt, các rung động của hệ thống và thông số hình học của dao cắt tạo ra những đường rãnh, tạo ra những điểm nông sâu khác nhau, từ đó tạo nên bề mặt có kết 7 cấu nhấp nhô. CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm Độ nhám là mức độ cao thấp của các nhấp nhô xét trong một phạm vi hẹp của bề mặt gia công. Độ nhám thấp khi chiều cao nhám lớn và ngược lại.
8 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm Độ nhám là mức độ cao thấp của các nhấp nhô xét trong một phạm vi hẹp của bề mặt gia công. Độ nhám thấp khi chiều cao nhám lớn và ngược lại 9 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm 10 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1.
Khái niệm 11 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm - Nhấp nhô có chiều cao h1: thuộc về độ không phẳng của bề mặt. - Nhấp nhô có chiều cao h2: thuộc về độ sóng bề mặt. - Nhấp nhô có chiều cao h3: thuộc về độ nhám bề mặt.
12 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm Độ nhám bề mặt chi tiết máy có vai trò quan trọng trong quá trình sử dụng. Khi giảm độ nhám bề mặt đến giá trị tối ưu nào đó thì ma sát và mài mòn của bề mặt làm việc chỉ tiết giảm xuống, khi đó hiệu suất và tuổn thọ của máy và cơ cấu tăng lên. Khi giá trị độ nhám càng thấp thì độ bền và độ bền mòn tăng lên, hình dạng bên ngoài máy và chỉ tiết đẹp hơn, tuy nhiên giá thành gia công cũng tăng lên.
Tùy vào từng trường hợp cụ thể mà ta chọn độ nhám tương ứng với công dụng của chúng, đồng thời thoả mãn chỉ tiêu làm việc và chỉ tiêu kinh tế. Độ nhám bề mặt chỉ tiết ảnh hưởng đến việc chọn dung sai bề mặt lắp ghép và tính kín khít mối ghép. 13 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 1. Khái niệm Độ nhám bề mặt - tập hợp các độ nhấp nhô bề mặt với bước tương đối nhỏ trên chiều dài cơ sở.
Tiêu chuẩn liên quan độ nhám hiện hành là: - TCVN 2511:2007 (ISO 12085:1996): Đặc tính hình học của sản phẩm (GPS) - nhám bề mặt: phương pháp profin - các thông số của mẫu profin. - TCVN 5707:2007 (ISO 1302:2002): Đặc tính hình học của sản phẩm - Cách ghi nhám bề mặt trong các tài liệu kỹ thuật của sản phẩm. 14 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt Bề mặt thực: Bề mặt giới hạn vật thể và tách biệt vật thể với môi trường xung quanh.
Hệ tọa độ để xác định các thông số về nhám bề mặt: Các trục tạo thành hệ tọa độ theo quy tắc bàn tay phải, trục X có phương trùng với đường trung bình, trục Y nằm trên bề mặt thực và trục Z hướng ra ngoài (từ vật liệu hướng ra môi trường xung quanh). Biên dạng bề mặt. Biên dạng được tạo thành do sự giao nhau giữa bề mặt thực với một mặt phẳng quy định. Trong thực tế, thường chọn một mặt phẳng có một pháp tuyến song song về mặt lý thuyết với bề mặt thực và theo hướng thích hợp.
15 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt Đường trung bình m của biên dạng. Là đường cơ sở có dạng biên dạng danh nghĩa và được thực hiện sao cho trong phạm vi chiều dài đường cơ sở thì độ lệch bình phương trung bình của biên dạng đối với đường này là nhỏ nhất. Hệ quy chiếu của độ nhám từ đường trung bình của biên dạng được gọi là hệ thống đường trung bình.
16 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt Chiều dài chuẩn lr. Chiều dài theo phương trục X dùng để nhận biết tính không theo quy luật đặc trưng cho biên dạng được đánh giá. Đối với các biên dạng độ nhám lr và biên dạng độ sóng lw bằng trị số bước sóng đặc trưng của các bộ lọc biên dạng λc và λf tương ứng.
Chiều dài chuẩn đối với biên dạng ban đầu lp bằng chiều dài đánh giá. 17 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt Chiều dài đánh giá ln. Chiều dài theo phương trục X dùng để đánh giá biên dạng.
Chiều dài đánh giá có thể chứa một hoặc nhiều chiều dài chuẩn. 18 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt Các thông số hình học của nhám bề mặt (Hình): Thông số R: Thông số được tính toán từ biên dạng độ nhám. Đỉnh biên dạng.
Phần hướng ra ngoài (từ vật liệu hướng ra môi trường xung quanh) của biên dạng được đánh giá nối hai điểm lân cận nhau của chỗ giao nhau giữa biên dạng với trục X (Hình). Phần hướng vào trong (từ môi trường xung quanh hướng vào vật liệu) của biên dạng được đánh giá nổi hai điểm lân cận nhau của chỗ giao nhau giữa biên dạng được 19 đánh giá với trục X (Hình). CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt Phần tử biên dang.
Đỉnh biên dạng và đáy biên dạng liền kề nhau. Phần dương hoặc âm của biên dạng được tính tại điểm bắt đầu hoặc kết thúc của chiều dài chuẩn luôn được xem là đỉnh biên dạng hoặc đáy biên dạng. Khi xác định một số phần tử biên dạng trên nhiều chiều dài chuẩn thì các đỉnh và đáy của biên dạng được tính tại điểm bắt đầu hoặc kết thúc của mỗi chiều dài chuẩn chỉ được tính đến một lần tai điểm bắt đầu của mỗi chiềudài chuẩn (Hình). 20 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2.
Các thông số xác định độ nhám bề mặt Chiều cao của đỉnh biên dạng Zpi (H). Khoảng cách giữa trục X và điểm cao nhất của đỉnh biên dạng theo phương trục Z. Chiều sâu của đáy biên dạng Zvi, Khoảng cách giữa trục X và điểm thấp nhất của đáy biên dạng theo phương trục Z. Chiều cao của phần từ biên dạng Zti.
Tổng chiều cao của đỉnh và chiều sâu của đáy của một phân tử biên dạng. Chiều dài của phần tử biên dạng RSmi. Chiều dài của đoạn trục Xgiao nhau với 21 phần tử biên dạng. CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2.
Các thông số xác định độ nhám bề mặt Các thông số biên độ (đỉnh và đáy) Chiều cao lớn nhất của đỉnh biên dạng Rp. Chiều cao lớn nhất của biên dạng Zp trong phạm vi chiều dài chuẩn (trên hình là Zp4). Chiều sâu lớn nhất của đáy biên dang Ry. Chiều sâu lớn nhất của đáy biên dạng Zv trong phạm vi chiều dài chuẩn (trên hình là Zv3).
Chiều cao lớn nhất của biên dang R-zmax. Tổng của chiều cao lớn nhất của đinh biên dạng Zp và chiều sâu lớn nhất của đáy biên dạng Zv trong phạm vi chiều dài chuẩn. 22 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2. Các thông số xác định độ nhám bề mặt 23 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2.
Các thông số xác định độ nhám bề mặt Trong ISO 4287-1:1984, kí hiệu Rz đã được dùng để chỉ “chiều cao nhấp nhô theo mười điểm”. Hiện nay, tại một số đơn vị sản xuất, vẫn sử dụng các dụng cụ đo độ nhám bề mặt để đo thông tin cũ Rz. Do đó cần phải chú ý khi sử dụng các tài liệu kỹ thuật vì có sự khác biệt đáng kể giữa các kết quả nhận được khi sử dụng các loại dụng cụ khác nhau. 24 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2.
Các thông số xác định độ nhám bề mặt Trong ISO 4287-1:1984, kí hiệu Rz đã được dùng để chỉ “chiều cao nhấp nhô theo mười điểm”. Hiện nay, tại một số đơn vị sản xuất, vẫn sử dụng các dụng cụ đo độ nhám bề mặt để đo thông tin cũ Rz. Do đó cần phải chú ý khi sử dụng các tài liệu kỹ thuật vì có sự khác biệt đáng kể giữa các kết quả nhận được khi sử dụng các loại dụng cụ khác nhau. 25 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2.
Các thông số xác định độ nhám bề mặt Để đánh giá độ nhám bề mặt sử dụng rất nhiều đại lượng, chú ý 6 thông số chính: ba đại lượng chiều cao (Ra, Rz, Rzmax), hai đại lượng bước (RS, RSm) và tham số độ dài tham chiếu cấu hình tương đối (c) 1. Ra - sai lệch trung bình số học biên dạng; 2. Rz - chiều cao nhấp nhô biên dạng theo 10 điểm; theo tiêu chuẩnmới là chiều cao nhấp nhô biên dang theo chiều dài chuẩn; 3. Rzmax - chiều cao biên dạng lớn nhất; 4.
RSm - bước trung bình của nhấp nhô hiên dạng: 5. RS - bước trung bình của các của nhấp nhô cục bộ của biên dạng; 6. Ml(c) - đại lượng chiều dài tham chiếu tương đối của biên dạng: Với c - mức mặt cắt của biên dạng. 26 CBGD: Mai Vĩnh Phúc 2.
Các thông số xác định độ nhám bề mặt Bảng tiêu chuẩn đánh giá độ nhám bề mặt Trong các thông số trên thì hai đại lượng chính Ra và Rz, cấp nhám và giá trị tiêu chuẩn đánh giá độ nhám bề mặt được trình bày trong Bảng.