Что понимается под шероховатостью поверхности

Шероховатость поверхности

Шероховатостью поверхности называется совокупность микронеровностей, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого равна базовой длине.

Параметры шероховатости

В большинстве случаев шероховатость поверхности определяется одним из параметров Ra или Rz.

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – является суммой средних абсолютных значений высот точек пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин в пределах базовой длины, измеренных от произвольной линии АВ

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – это среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля yi от средней линии m в пределах базовой длины

Рисунок 1.

Механизм возникновения шероховатости

Все причины возникновения шероховатости можно разбить на 3 группы:

  1. Расположение режущих кромок инструмента, относительно обрабатываемой поверхности;
  2. Упругая и пластическая деформация обрабатываемого металла;
  3. Вибрации в технологической станочной системе.

Образование неровностей на обработанной поверхности можно представить как след от движения режущих кромок инструмента. Назовём такой профиль регулярным (рис.2).

На образование регулярного профиля влияет геометрия резца, в частности – углы в плане, а так же величина подачи S. Их влияние описывается формулой

В реальном процессе резания впереди резца и под обработанной поверхностью образуется зона пластической деформации, которая вносит некоторую погрешность в регулярный профиль. Пластически деформированный металл в отдельных местах как бы наволакивается на микронеровности, а в где-то вырываются отдельные куски металла. Потому реальное значение Rz может быть записано как:

где – приращение высоты микронеровностей, вызванное пластической деформацией металла. Следовательно, чем меньше пластическая деформация, тем меньше высота микронеровностей. Величина пластической деформации зависит, в большей степени, от твёрдости обрабатываемого материала и, в меньшей — от глубины резания — t.

Методы и средства оценки шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности оценивают двумя основными методами:

качественным и количественным.

Качественный метод оценки основан на визуальном сопоставлении обработанной поверхности с эталоном невооруженным глазом или под микроскопом, а также по ощущениям при ощупывании рукой (пальцем, ладонью, ногтем). Визуальным способом можно достаточно точно определять шероховатость поверхности, за исключением весьма тонко обработанных поверхностей. Эталоны, применяемые для оценки шероховатости поверхности визуальным способом, должны быть изготовлены из тех же материалов, с такой же формой поверхности и тем же методом, что и деталь. Качественную оценку весьма тонко обработанных поверхностей следует производить с помощью микроскопа или лупы с пятикратным и большим увеличением.

Количественный метод оценки заключается в измерении микронеровностей поверхности с помощью приборов: профилографов и профилометров.

Профилографы

Профилографы – это приборы, позволяющие получатть изображение микронеровностей профиля в увеличенном масшттабе на каком-либо носителе (фотоплёнке, фотобумаге).

Профилометры – минуя этап получения изображения, производят необходимые измерения профиля микронеровностей.

Рисунок 3.

Схема профилографа Б. М. Левина приведена на рис. 3. Луч света от лампы 1, проходя через линзу 2, щель 3 и оптическую систему 5, падает на зеркала 8 и 7. Зеркало 8 связано с ощупывающей иглой 9. Луч света, отраженный от зеркала 7 и затем от зеркала 8, проходит оптическую систему 6 и, попадая на зеркала 4 и далее на цилиндрическую линзу 14, проецирует изображение щели 3 на светочувствительную пленку 13,расположенную на барабане 12. Изображение щели проецируется в виде световой точки. Деталь 10, на поверхности которой измеряют шероховатость, располагается на верхнем диске предметного стола 11. При вращении синхронного двигателя стол вместе с деталью движется поступательно относительно иглы 9, а барабан 12 вращается. Таким образом, на светочувствительной фотоплёнке получается изображение пути светового луча, повторяющего профиль обработанной поверхности испытуемой детали.
Рисунок 4.

Принцип действия профилометра конструкции В. М. Киселева заключается в возбуждении колебаний напряжения в результате движений ощупывающей иглы. На рис. 4 приведена схема этого профилометра (модель КВ-7). Игла 1 с алмазным наконечником, радиус закругления которого 12 мкм, подвешена на пружинах 2. Нижний конец ее ощупывает неровности поверхности детали, а верхний связан с индукционной катушкой 3, которая перемещается в магнитном поле полюсов 4 и 6 магнита 5. Возбуждаемый этим перемещением ток подают на усилитель и затем на гальванометр. Перемещение иглы по поверхности осуществляют с помощью электропривода со скоростью 10. 20 мм/с. Давление иглы на поверхность проверяемой детали составляет 5. 25 кПа. При подключении к профилометру осциллографа можно получить профилограмму исследуемой поверхности.

Рисунок 5.

Для измерения шероховатости предназначен также двойной микроскоп В. П. Линника (рис. 5). Прибор состоит из двух частей: микроскопа А для освещения исследуемой поверхности, микроскопа Б для наблюдения и измерения профиля поверхности. Оси обеих частей микроскопа, наклоненные под углом 45° к исследуемой поверхности, пересекаются между собой в предметной точке объективов.

В плоскости изображения объектива 3 микроскопа А перпендикулярно плоскости оси микроскопа расположена щель 2, освещаемая источником света 1. Объектив 3 дает уменьшенное изображение а щели 2 на проверяемой плоскости Р в виде узкой светящейся линии. При отсутствии на участке поверхности Р микронеровностей объектив 4 микроскопа Б в плоскости сетки окуляра 5 даст изображение а 2 той же узкой светящейся линии, а также изображение близлежащего участка исследуемой поверхности.

При том же расположении микроскопов А и Б при наличии микронеровностей h часть пучка света, отраженная от участка поверхности P 1 при наблюдении будет казаться выходящей из точки a 1 или из точки а 1 поверхности Р 1, расположенной на расстоянии 2h ниже поверхности Р. Тогда изображение точки из на сетке окуляра 5 будет на расстоянии h от оси микроскопа Б, равном h = 2xh sin 45°, где х — увеличение объектива 4.

Для измерений высоты неровностей в микроскопе Б установлен окулярный микрометр. Двойной микроскоп В. П. Линника позволяет также фотографировать исследуемую поверхность с высотой неровностей 0,9. 60 мкм.

Шероховатость поверхности

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

  • Шернъельм Георг
  • Шерпа

Полезное

Смотреть что такое “Шероховатость поверхности” в других словарях:

Шероховатость поверхности — Шероховатость поверхности совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине. Измеряется в микрометрах (мкм). Шероховатость относится к микрогеометрии твёрдого тела и определяет его важнейшие эксплуатационные … Википедия

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ — в машиностроении совокупность микронеровностей обработанной поверхности. Шероховатость поверхности описывается набором параметров, характеризующих среднюю и максимальную высоты неровностей и их ширины, средние расстояния между ними и т. д.… … Большой Энциклопедический словарь

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ — совокупность микронеровностей обработанной поверхности с относительно малыми шагами, расположенными на определённом участке. Значения параметров шероховатости поверхности для различных типов изделий и условий их эксплуатации устанавливаются… … Большая политехническая энциклопедия

шероховатость поверхности — Неровности земной поверхности, создающие турбулентность в прилежащем к поверхности воздушном потоке … Словарь по географии

шероховатость поверхности — Совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная, например, с помощью базовой длины. [ГОСТ 25142 82 (СТ СЭВ 1156 78)] Тематики обработка резанием Обобщающие термины поверхность, профиль и базы отсчета EN surface… … Справочник технического переводчика

Читать еще:  ГОСТ -74Единая система защиты от коррозии и старения

Шероховатость поверхности — 76. Шероховатость поверхности По ГОСТ 25142 82 Источник: ГОСТ 15812 87: Древесина клееная слоистая. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

шероховатость поверхности — (в машиностроении), совокупность микронеровностей обработанной поверхности. Шероховатость поверхности описывается набором параметров, характеризующих средние и максимальные высоты неровностей и их ширины, средние расстояния между ними и т. д.… … Энциклопедический словарь

ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ — совокупность неровностей поверхности, образующих рельеф поверхности (рис. Ш 4). Шероховатость поверхности характеризуется следующими параметрами: средним арифметическим отклонением Ra профиля (среднее арифметическое абсолютных значений отклонений … Металлургический словарь

Шероховатость поверхности — Surface roughness Шероховатость поверхности. Микродефекты на текстуре поверхности металла, которые обычно являются результатом воздействия технологического процесса. Обычно говорят о средней арифметической шероховатости выраженной в мкм.… … Словарь металлургических терминов

шероховатость поверхности — paviršiaus šiurkštumas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. surface roughness vok. Oberflächenrauheit, f rus. шероховатость поверхности, f pranc. aspérité de surface, f; rugosité de surface, f … Radioelektronikos terminų žodynas

Шероховатость поверхности

Под шероховатостью поверхности понимают совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины. Базовую длину стандарт определяет как длину базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Базовая линия имеет идеальную геометрическую форму, соответствующую номинальному профилю рассматриваемой поверхности, и может быть отрезком прямой, дугой окружности, или отрезком профиля иной правильной формы. Базовая линия определяется на основании сечения номинальной поверхности плоскостью, в которой рассматривают совокупность неровностей поверхности.

Шероховатость поверхности описывают характеристиками и параметрами микронеровностей профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью, направленной по нормали к ней. В случае, когда к реальной поверхности может быть проведено множество нормальных секущих плоскостей, выбирают сечение, имеющее максимальные параметры шероховатости, если направление измерения шероховатости не оговорено специально. Так к номинально плоской поверхности секущие плоскости могут быть проведены в любом нормальном направлении, а к номинально цилиндрической – либо через ось, либо перпендикулярно к ней.

Параметры шероховатости номинально прямолинейного профиля оценивают с использованием системы координат, одной из осей которой является средняя линия профиля m (рис. 3.79).

Рис. 3.79. Профиль поверхности (к определению параметров шероховатости)

Средней линией профиля m называется базовая линия, имеющая форму номинального профиля поверхности и делящая действительный профиль так, что в пределах базовой длины сумма квадратов расстояний y1-yn точек профиля до этой линии минимальна. На профилограмме, представляющей реальный профиль, средняя линия профиля проходит таким образом, что площади между контуром профиля и линией m, расположенные выше и ниже средней линии в пределах длины l, равны между собой.

Числовые значения базовой длины l по ГОСТ 2789-73 выбирают из ряда значений, в миллиметрах 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25. Выбор базовой длины приходится увязывать со значениями параметров шероховатости оцениваемого профиля. Недостаточная длина не обеспечит представительности оценки параметров, а слишком большая – приведет к искажению оценки параметров из-за влияния макрогеометрии.

Характеристики и параметры шероховатости поверхностей устанавливает стандарт ГОСТ 2789-73, требования которого распространяются на поверхности изделий независимо от их материала и способа изготовления (исключение составляют ворсистые, пористые и аналогичные поверхности). При определении параметров шероховатости местные дефекты поверхности (раковины, трещины, вмятины, царапины и т.д.) из рассмотрения исключаются.

Для количественной оценки шероховатости стандарт устанавливает шесть параметров: три высотных (Ra, Rz, Rmax), два шаговых (Sm, S) и параметр , характеризующий относительную опорную длину профиля.

Наибольшая высота неровностей профиля (Rmax) определяется расстоянием между линией выступов профиля и линией его впадин в пределах базовой длины:

где yрmax – высота наибольшего выступа профиля;

yvmax – глубина наибольшей впадины профиля.

Линия выступов профиля – линия, эквидистантная его средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины. Линия впадин профиля строится аналогично, но проходит через самую низко расположенную точку профиля.

Поскольку на выбранной базовой длине может оказаться недостаточно представительная впадина (или выступ) профиля, более информативный параметр, характеризующий высоту, неровностей профиля можно получить усреднением нескольких высот.

Высоту неровностей профиля по десяти точкам (Rz) определяют как среднее арифметическое суммы абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля (от средней линии) в пределах базовой длины.

,

где Hi min и Hi max – соответственно высота i-того выступа и глубина i-той впадины профиля на базовой длине (по десяти наиболее удаленным точкам профиля)

,

где yрmi – высота i-того наибольшего по высоте выступа и последующих выступов профиля;

yvmi – глубина i-той наибольшей по глубине впадины и последующих впадин профиля.

Числовые значения Rz и Rmax по ГОСТ 2789-73 приведены в таблице 13. Жирным шрифтом выделены предпочтительные значения.

– – – – – – – – 25.0 20.0 16.0 12.5 10.0 8.0 6.3 5.0 4.0 3.2 2.5 2.0 1.6 1.25 1.00 0.80 0.63 0.50 0.40 0.32 0.25 0.20 0.16 0.125 0.100 0.080 0.063 0.050 0.040 0.032 0.025 – – –

Среднее арифметическое отклонение профиля (Ra) определяется как среднее арифметическое значение всех абсолютных отклонений профиля в пределах базовой длины (реально число отклонений профиля приходится ограничивать некоторым значением n):

,

где l – базовая длина, на которой оценивается значение параметров шероховатости;

n – число выбранных точек профиля на базовой длине.

или, более строго,

где l – базовая длина, на которой оценивается значение параметров шероховатости.

Числовые значения Ra по ГОСТ 2789-73 приведены в таблице 14. Жирным шрифтом выделены предпочтительные значения.

Числовые значения Ra, Rz и Rmax в таблицах ГОСТ 2789-73 представлены в микрометрах. В этих же единицах высотные параметры нормируются на чертежах.

Значения среднего арифметического отклонения профиля

Значения Ra, мкм
16.0 12.5 10.0 8.0 6.3 5.0 4.0 3.2 2.5 2.0 1.6 1.25 1.00 0.80 0.63 0.50 0.40 0.32 0.25 0.20 0.16 0.125 0.100 0.080 0.063 0.050 0.040 0.032 0.025 0.020 0.016 0.012 0.010 0.008 – – – – – – – –

Средний шаг неровностей профиля (Sm) определяется как среднее значение шагов неровностей профиля (по средней линии) в пределах базовой длины:

,

где Smii-тый шаг неровностей – отрезок средней линии профиля, который отсекают два одноименных (левых или правых) участка профиля;

n – число шагов профиля на базовой длине.

Средний шаг местных выступов профиля (S), определяется как среднее значение шагов между местными выступами профиля в пределах базовой длины,

,

где Sii-тый шаг местных выступов профиля – отрезок средней линии между проекциями на нее наивысших точек соседних местных выступов профиля;

n – число шагов местных выступов профиля на базовой длине.

Относительная опорная длина профиля () представляет собой отношение опорной длины профиля к базовой длине:

Читать еще:  Чем измеряется ветер прибор

,

где Σbi – опорная длина профиля – суммарная длина отрезков профиля, отсекаемых в материале на базовой длине линией, эквидистантной средней линии m. Если условно «отбросить» отсекаемый материал, то ответная деталь с идеальным профилем в пределах базовой длины будет опираться на оставшиеся отрезкиbi;

bi – длина i-того отрезка, отсекаемого на заданном уровне сечения профиля рв материале профиля линией, эквидистантной средней линии m;

р – уровень сечения профиля – расстояние от линии выступов до линии, пересекающей профиль эквидистантно средней линии профиля.

Уровень сечения профиля р выражается в процентах от Rmax и выбирается из ряда (в процентах от Rmax): 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90.

Относительная опорная длина профиля задается в процентах от базовой длины lи выбирается из ряда: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90.

Как было сказано выше, саму базовую длину выбирают, увязывая ее со значениями параметров шероховатости оцениваемого профиля. ГОСТ 2789-73 рекомендует соотношения базовой длины lи высотных параметров Ra, Rz, Rmax (таблица 15), которые разработаны на основе анализа их взаимосвязи для традиционных технологических процессов получения (обработки) поверхностей.

Диапазон Ra, мкм Диапазон Rz, Rmax, мкм Базовая длина l, мм
До 0,025 Св. 0,025 до 0,4 Св. 0,4 до 3,2 Св. 3,2 до 12,5 Св. 12,5 до 100 До 0,10 Св. 0,10 до 1,6 Св. 1,6 до 12,5 Св. 12,5 до 50 Св. 50 до 400 0,08 0,25 0,8 2,5

В дополнение к количественным параметрам шероховатости стандарт допускает нормирование качественной характеристики – направления неровностей. Типы направления неровностей, их схематические изображения и условные знаки для обозначения направления неровностей представлены в таблице 16.

Направление неровностей в ряде случаев имеет большое значение. Как наиболее яркий пример можно представить работу металлической и пластмассовой поверхностей в сопряжении с трением скольжения. Специально проведенные исследования показали, что изменение направления неровностей металлической поверхности меняет износостойкость сопряжения примерно в 5 – 10 раз. Сопряжения металлических поверхностей не дают столь ярко выраженного эффекта, но благоприятные направления неровностей позволяют существенно снизить силы трения и повысить долговечность деталей.

Типы направлений неровностей и их обозначения

Тип направления неровностей Схематическое изображение Обозначение направления неровностей Направление следов обработки по отношению к линии, отображающей на чертеже поверхность
Параллельное Следы параллельны линии, на которую указывает знак
Перпендикулярное Следы перпендикулярны линии, на которую указывает знак
Перекрещивающееся Следы перекрещиваются под наклоном к линии, на которую указывает знак
Произвольное M Следы хаотичные, без определенного направления
Кругообразное C Следы примерно кругообразные по отношению к центру поверхности
Радиальное R Следы идут примерно по радиусу к центру поверхности
Точечное P Следы в виде отдельных точек

Параметры для нормирования шероховатости следует выбирать с учетом назначения поверхности и требуемых эксплуатационных свойств (таблица 17).

Эксплуатационные свойства поверхности и обеспечивающая их номенклатура параметров и характеристик шероховатости

Эксплуатационное свойство поверхности Параметры шероховатости и характеристики, определяющие эксплуатационное свойство
Износоустойчивость при всех видах трения Ra, (Rz), , направление неровностей
Виброустойчивость Ra, (Rz), Sm, S, направление неровностей
Контактная жесткость Ra, (Rz),
Прочность соединения Ra, (Rz)
Прочность конструкций при циклических нагрузках Rmax, Sm, S, направление неровностей
Герметичность соединений Ra, (R z ), Rmax,
Сопротивление в волноводах Ra, Sm, S

Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем выбора нормируемых параметров шероховатости (одного или нескольких), назначения числовых значений выбранных параметров, а при необходимости и базовых длин, на которых происходит определение этих параметров. Как правило, из однотипных параметров (высотных и шаговых) назначают по одному, например, Ra илиRz(вместо Rz изредка назначают Rmax); S или Sm, причем для ответственных поверхностей могут быть назначены параметры всех трех типов и направление неровностей профиля.

Из высотных параметров шероховатости наиболее информативен параметр Ra, который и определен стандартом как предпочтительный. Обычно конструкторы ограничиваются нормированием высотных параметров, хотя остальные стандартные параметры могут оказаться очень важными с позиций обеспечения функционирования сопряжения и изделия в целом и во многом определять свойства поверхностностей в сопряжениях, а также конкурентоспособность изделий. Следует отметить, что кроме физико-механических свойств поверхностного слоя весьма важную роль играет микрогеометрия сопрягаемых поверхностей.

Параметры Rmax, S, Sm, нормируют в случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровностей профиля, шаг неровностей и их форму.

Параметр Rz нормируют вместо параметра Rmax как более представительный, или иногда вместо параметра Ra – когда прямой контроль параметра Ra по техническим причинам не представляется возможным (например, для поверхностей, имеющих малые размеры или сложную конфигурацию).

При назначении требований к шероховатости следует учитывать необходимость согласования высотных параметров шероховатости с допусками размеров и формы поверхностей. Связь между высотными параметрами шероховатости и допусками макрогеометрии формально отсутствует, поскольку в ГОСТ 24642 – 81 сказано, что шероховатость не входит в погрешности формы.

Однако при высотных параметрах шероховатости, соизмеримых с отклонениями формы, их необходимо принимать в расчет. Поскольку расстояния между впадинами и выступами микрорельефа в некоторых случаях оказываются большими, чем значения допусков формы, теоретически годные по макрогеометрии детали могут быть забракованы, например, при контроле отклонений формы. Для повышения определенности принимаемых решений следует ограничить высотные параметры шероховатости, увязав их с наименьшим допусками макрогеометрии поверхностей.

Для повышения определенности принимаемых решений следует ограничить высотные параметры шероховатости, увязав их с наименьшим допусками макрогеометрии поверхностей.

Назначая параметры шероховатости поверхностей, следует учитывать возможность их обеспечения при использовании рациональных методов обработки деталей. Примеры связи точности обработки поверхностей деталей резанием и получаемых при этом высотных параметров шероховатости поверхности приведены в таблице 18.

Значения высотных параметров шероховатости поверхностей (Ra) и точность размеров (квалитеты) при различных видах обработки деталей резанием

Вид обработки Значение параметра Ra, мкм Квалитеты
экономические достижимые
Автоматическая газовая резка 12,5. 100 15. 17
Отрезка приводной пилой 25. 50 (12,5) 15. 17
резцом 25. 100 14. 17
фрезой 25. 50 14. 17
абразивом 3,2. 6,3 12. 15
Подрезка торцов 3,2…12,5 (0,8) 11. 13 8, 9
Строгание черновое 12,5. 25 12. 14
чистовое 3,2. 6,3 11. 13 (10)
тонкое (0,8). 1,6 8. 10
Долбление черновое 25. 50 14, 15
чистовое 3,2. 12,5 12, 13
Фрезерование цилиндрической фрезой черновое 25. 50 12. 14 (11)
чистовое 3,2. 6,3 11 (10)
тонкое 1,6 8, 9 6, 7
Вид обработки Значение параметра Ra, мкм Квалитеты
экономические достижимые
Фрезерование торцевой фрезой черновое 6,3. 12,5 12. 14 (11)
чистовое 3,2. 6,3 (1,6)
тонкое (0,8)…1,6 8, 9 6, 7
Фрезерование скоростное черновое 3,2 12. 14
чистовое 0,8. 1,6 11. 13 8, 9
Обтачивание продольной подачей обдирочное 25. 100 15. 17
получистовое 6,3. 12,5 12. 14
чистовое 1,6…3.2 (0,8) 7…9
тонкое (алмазное) 0,4. 0,8 (0,2)
Обтачивание поперечной подачей обдирочное 25. 100 16, 17
получистовое 0,3. 12,5 14, 15
чистовое 3.2 11. 13 8, 9
тонкое (0,8). 1,6 8. 11
Обтачивание скоростное (0,4). 1,6 8,9
Сверление до 15 мм 6,3. 12,5 12. 14 10, 11
свыше 15 мм 12. 14 10, 11
Читать еще:  Вчем отличие двухтактного мотора от четырехтактного

Продолжение табл. 18

Рассверливание 12,5…25 (6,3) 12. 14 10,11
Зенкерование черновое (по корке) 12,5. 25 12. 15
чистовое 3,2. 6,3 10, 11 8,9
Строгание черновое 50. 100 15…17
получистовое 12,5. 25 12..14
чистовое 1,6. 3,2 (0,8) 8, 9
тонкое (алмазное) 0,4..0,8 (0,2)
Скоростное растачивание 0,4. 1,6
Развертывание получистовое 6,3. 12,5 9, 10
чистовое 1,6. 3,2 7, 8
тонкое (0,4). 0,8
Протягивание получистовое 6,3 8, 9
чистовое 0,8. 3,2 7, 8
отделочное 0,2. 0,4
Зенкование плоское с направлением 6,3. 12,5
Зенкование угловое 3,2. 6,3
Шабрение грубое 1,6. 6.3 8, 9
тонкое 0,1. 0,8 8, 9 6, 7
Слесарная опиловка (1,6). 25 8. 11 6,7
Зачистка наждачным полотном (после резца и фрезы) (0,2). 1 8. 11 7,8
Шлифование круглое получистовое 3,2. 6.3 8. 11
чистовое 0,8. 1,6 6. 8
тонкое 0,2..0,4 (0,1) Выше 5-го

В таблице 19 представлены некоторые материалы, относящиеся к условным обозначениям шероховатости поверхности на чертежах.

Условные обозначения шероховатости поверхности

Шероховатость поверхностей деталей

Качество поверхностного слоя определяется совокупностью характеристик: физико-механическим состоянием, микроструктурой металла поверхностного слоя, шероховатостью поверхности. Состояние поверхностного слоя влияет на эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, виброустойчивость, контактную жесткость, прочность соединений, прочность конструкций при циклических нагрузках и т. д.

Параметры и характеристики шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789–73, требования к другим характеристикам поверхностного слоя назначают по руководящим материалам предприятия.

Для оценки шероховатости поверхности ГОСТ 2789 – 73 предусматривает шесть параметров:

высотные : Ra — среднее арифметическое отклонение профиля; Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам; Rmax — наибольшая высота профиля;

шаговые : S — средний шаг неровностей профиля по вершинам; Sm — средний шаг неровностей профиля по средней линии;

высотно-шаговый tp — относительная опорная длина профиля.

Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых нормируются, служит средняя линия профиля (рис. 279) — базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально.

Через высшую и низшую точки профиля в пределах базовой длины l проводят линии выступов и впадин профиля, эквидистантно средней линии. Расстояние между этими линиями определяет наибольшую высоту неровностей профиля Rmax.

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra определяется как среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профили в пределах базовой длины:

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz равна средней арифметической суммы абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов Нi min и пяти наибольших максимумов Hi max профиля в пределах базовой длины:

Вместо средней линии, имеющей форму отрезка прямой, определяют расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов hi max и низших точек пяти наибольших минимумов hi min до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль.

Средний шаг неровностей S вычисляют как среднее арифметическое значение шага неровностей Smi в пределах базовой длины:

Средний шаг неровностей профиля по вершинам S — среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам Si в пределах базовой длины

Под опорной длиной профиля ηр понимают сумму длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале выступов профиля линией, эквидистантной средней линии.

Относительная опорная длина профиля tp определяется как отношение опорной длины профиля ηр к базовой длине:

Требования к шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 устанавливают указанием числовых значений параметров. В дополнение к количественным параметрам для более полной характеристики шероховатости указывают направление неровностей (условное обозначение — см. рис. 280), вид обработки поверхности или последовательность видов обработки (рис. 281 — 283).

В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак, приведенный на рис. 282, а; если поверхность образована с удалением слоя материала — знак, приведенный на рис. 282, б; и для поверхности, образованной без удаления слоя материала, — знак, приведенный на рис. 282, в.

Значение параметра Ra указывают без символа, например, 0,5. Для остальных указывают символы, например, Rmах 6,3.

ГОСТ 2789-71 установлено 14 классов шероховатости поверхности. Причем классы 1—5, 13 и 14 определены через параметр Rz, классы 6—12 через параметр Ra. Каждый класс определен только по одному параметру и базовой длине. Числовые значения параметров заданы в виде диапазонов, верхние пределы которых полностью соответствуют ранее действовавшим.

Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем задания значения параметра (параметров) и базовой длины. Причем целесообразно пользоваться предпочтительными значениями параметра Ra (графа 2, табл. 29). Эти значения находятся вблизи середины диапазона, определяющего данный класс шероховатости. В других случаях могут назначать величины параметров по графам 3 или 4.

Требования к шероховатости поверхности определяются условиями работы поверхности в машине. В общем случае, чем выше требования по точности, тем выше требования и по шероховатости поверхности.

Для грубых квалитетов с расширенным полем допусков класс шероховатости можно снижать, что уменьшает стоимость изготовления.

Минимальный класс шероховатости поверхности обработки, необходимый для получения различных квалитетов, можно выбрать по табл. 30.

Классы шероховатости поверхностей, соответствующие различным видам обработки, приведены и табл. 31.

При выборе класса шероховатости должны быть учтены свойства материала и твердость поверхности детали. Высокие показатели для сталей можно получить при твердости не ниже HRC 30—35. Стальные изделия, подлежащие чистой обработке, должны быть по меньшей мере подвергнуты улучшению или нормализации. Термически необработанные низкоуглеродистые стали тонкой обработке поддаются плохо.

По условиям обработки получить чистую отделку и точные размеры в отверстиях труднее, чем на валах. Поэтому, как правило, требование к шероховатости поверхности в отверстиях назначают на 1—2 класса ниже, чем на валах.

В интересах уменьшения стоимости изготовления рекомендуется применять менее высокие требования к шероховатости, совместимые с условием надежной работы деталей.

В некоторых случаях (соединения с натягом, подшипники скольжения) существуют оптимальные параметры поверхности, отклонения от которых в ту или другую сторону снижают работоспособность соединений.

Свободные поверхности (не входящие в соединения или расположенные с зазором по отношению к ближайшим поверхностям) следует в интересах экономичности обрабатывать по низким классам шероховатости. Исключение составляют напряженные циклически нагруженные детали. Для повышения сопротивления усталости такие детали обрабатывают так, чтобы обеспечить высокий класс шероховатости поверхности, полируют и дополнительно упрочняют поверхностным пластическим деформированием.

Ниже приведены ориентировочные значения классов шероховатости поверхностей для типовых машиностроительных деталей, основанные на опыте общего машиностроения.

Ссылка на основную публикацию