Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами.
Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной.
Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью.
Числовые значения параметров шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, т.е. базовая линия.
Для количественной оценки шероховатости наиболее часто используют три основных параметра:
-
Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.
-
Rz — высота неровностей по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).
-
Rmax — наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины.
Предпочтительным является параметр Ra, поскольку определяется по большему количеству точек профиля. В связи с этим параметром Ra нормируется шероховатость образцов сравнения, используемых для оценки шероховатости в промышленности.
Параметры Rmax и Rz используют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровности профиля, а также когда прямой контроль Ra с помощью профилометров или образцов сравнения не представляется возможным (поверхности, имеющие малые размеры или сложную конфигурацию, например режущий инструмент).
Требования к шероховатости поверхности устанавливают исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости не устанавливают и шероховатость поверхности не контролируют.
Обозначение шероховатости поверхности
Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.
Структура обозначения шероховатости поверхности включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.
Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.
Знаки для обозначения шероховатости поверхности в зависимости от вида ее обработки
Основной знак, соответствующий обычному условию нормирования шероховатости, когда метод образования поверхности чертежом не регламентируется.
Знак, соответствующий, конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована удалением слоя материала, например, точением, шлифованием, полированием, травлением и т. п. (конкретный вид обработки может и не указываться).
Знак, соответствующий конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована без удаления поверхностного слоя материала, например, литьем, штамповкой, прессованием (конкретный вид образования поверхности может и не указываться).
   |
Указано числовое значение параметра, соответствующие наиболее грубой допускаемой шероховатости, т.е. наибольшему предельному значению для параметра Ra, Rz и Rmax. Значения параметров Ra, Rz и Rmax указывают в мкм. |
  |
Указано наименьшее значение параметра шероховатости. Способ применяется в отдельных случаях, когда для правильного функционирования недопустима слишком гладкая поверхность. |
| Указаны числовые значения, соответствующие наибольшему и наименьшему предельным значениям нормируемого параметра. Значение, указываемое сверху, соответствует наиболее грубой допускаемой шероховатости. | |
| Указано номинальное значение параметра с предельными отклонениями от него в % от номинального значения. Способ применяют в основном для образцов сравнения шероховатости поверхности или для образцовых деталей, служащих тем же целям. | |
| Указана шероховатость поверхностей образующих контур. | |
| Указан вид обработки поверхности. Указывается только в тех случаях, когда данный вид обработки является единственным, обеспечивающим требуемое качество поверхности. |
Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхности с разъяснением его в технических требованиях чертежа. В упрощенном обозначении используют строчные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений.
Условные обозначения направлений неровностей поверхности
| Параллельное направление неровностей (параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность). |
| Перпендикулярное направление неровностей (перпендикулярно к линии, изображающей на чертеже поверхность). |
| Перекрещивающееся направление неровностей (перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность). |
| Произвольное направление неровностей (различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность). |
| Кругообразное направление неровностей (приблизительно кругообразно по отношению к центру поверхности). |
| Радиальное направление неровностей (приблизительно радиально по отношению к центру поверхности). |
| Хаотичное направление неровностей. |
Высота знака условного обозначения направления неровностей должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел.
Шероховатость поверхности (чистота обработки). Основные понятия, обозначения на чертежах
Шероховатость поверхности (чистота обработки). Основные понятия, обозначения на чертежах.
Базовая длина — длина базовой линии l, длина линиии, используемой для выделения неровностей.
Средняя линия — средняя линия профиля (m-на рисунке), линия, имеющая форму номинального профиля, с минимальным среднеквадратическим отклонением профиля, от этой линии и отсчитывают все числовые значения для шероховатости:
Рисунок. Профиль шероховатости поверхности и обозначения его характеристик. Средняя линия профиля — не обязательно прямая, см. определение выше.
Параметры шероховатости поверхности Ra, Rz, R max, Sm, S, tp описаны в табличке ниже:
| Условное обозначение параметра шероховатости | Наименование параметра шероховатости | Определение параметра шероховатости +См. рисунок выше |
| Ra | Среднее арифметическое отклонение профиля | Среднее арифметическое абсолютных значений (значений по модулю) отклонений профиля в пределах базовой длины. Интегральная величина. |
| Rz | Высота неровностей профиля по 10 точкам | Сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины. |
| Rmax | Наибольшая высота поверхностей профиля | Расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины. |
| Sm | Средний шаг неровностей профиля | Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины. |
| S | Средний шаг неровностей профиля по вершинам | Среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины. |
| tp | Относительная опорная длина профиля | Отношение опорной длины профиля к базовой длине, где «p» — значение уровня сечения профиля. |
Если Вам встретился класс шероховатости, то используйте таблицу ниже:
Таблица. Значения параметров Ra и Rz для указанных классов шероховатости (в теории — использование Ra предпочтительнее использования параметраRz).
| Класс шероховатости | Базовая длина l, мм | Ra предпочт., мкм | Ra допустимые, мкм | Rz, мкм |
| 1 | 8,0 | 50 | 80; 63; 40 | 320; 250; 200; 160 |
| 2 | 8,0 | 25 | 40; 32; 20 | 160; 125; 100; 80 |
| 3 | 8,0 | 12,5 | 20;16,0;10,0 | 80; 63; 50; 40 |
| 4 | 2,5 | 6,3 | 10,0;8,0;5,0 | 40; 32; 25; 20 |
| 5 | 2,5 | 3,2 | 5,0; 4,0; 2,5 | 20; 16; 12,5; 10,0 |
| 6 | 0,8 | 1,6 | 2,5; 2,0; 1,25 | 10,0; 8,0; 6,3 |
| 7 | 0,8 | 0,80 | 1,25; 1,00; 0,63 | 6,3; 5,0, 4,0; 3,2 |
| 8 | 0,8 | 0,40 | 0,63; 0,50; 0,32 | 3,2; 2,5; 2,0; 1,60 |
| 9 | 0,25 | 0,20 | 0,32; 0,25; 0,160 | 1,60; 1,25; 1,00; 0,80 |
| 10 | 0,25 | 0,10 | 0,160; 0,125; 0,080 | 0,80; 0,63; 0,50; 0,40 |
| 11 | 0,25 | 0,050 | 0,080; 0,063; 0,040 | 0,40; 0,32; 0,25; 0,20 |
| 12 | 0,25 | 0,025 | 0,040; 0,032; 0,020 | 0,20; 0,16; 0,125; 0,100 |
| 13 | 0,08 | 0,012 | 0,020; 0,016; 0,010 | 0,100; 0,080; 0,063; 0,050 |
| 14 | 0,08 | 0,012 | 0,010; 0,008 | 0,050; 0,040; 0,032 |
Обозначение шероховатости на чертежах. Структура обозначения:
- Значения параметров шероховатости указывают на чертежах нижеследующим образом:
- — Ra указывается без символа, а другие параметры с символом.
- — При указании диапазона параметров записывают пределы в 2 сроки:
| 1,25 1,00 | Rz 0,080 0,063 | t60 50 80 |
- — Номинальное значение параметра записывается с предельным отклонением
- — При указании нескольких параметров шероховатости их значения записывают в столбик, сверху вниз в следующием порядке: параметр высоты неровностей (Ra, Rz, Rmax), параметр шага неровностей (Sm,S), относительная опорная длина профиля (tp).
- — Если шероховатость нормируется параметром Ra или Rz из числа приведенных в таблице «Значения параметров Ra и Rz для указанных классов шероховатости» выше, то базовую длину в обозначении шероховатости не указывают.
- В зависимости от требуемого вида обработки материалов используют нижеследующие значки шероховатости:
 |
 |
 |
| Рис.1 — вид обработки поверхности не устанавливается | Рис.2 — обработка поверхности со снятием слоя материала (токарная, фрезерование….) | Рис.3 — обработка поверхности без снятия слоя материала (ковка, литье….) |
| Вид обработки поверхности указывется только в том случае, если другим видом обработки указанное качество поверхности не получить. | ||
| H=(1,5-3)h, h — примерно равна высоте размерных цифр |
Ниже приведена картинка с указанием обозначений направлений неровностей на значке шероховатости. (Администрации проекта ДПВА такие значки не встречались никогда, но они существуют).
Рисунок. Условные обозначения направлений неровностей на значке шероховатости.
Параметры шероховатости
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ШЕРОХОВАТОСТИ И ИХ ОБОЗНАЧЕНИЯ ( по ГОСТ 2789 — 73 )
- Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины.
где,
l — базовая длина: m — средняя линия профиля; Sm — средний шаг неровностей профиля; S — средний шаг местных выступов профиля; Himax — отклонения пяти наибольших максимумов профиля; Himin — отклонения пяти наибольших минимумов профиля; himax — расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль; himin — расстояние от низших точек пяти наибольших минимумов до этой же линии; Rmax — наибольшая высота профиля; у — отклонения профиля от линии; tp — относительная опорная длина профиля; р — уровень сечения профиля; bi — длина отрезков, отсекаемых на заданном уровне р.
ГОСТ 2789-73 полностью соответствует международной рекомендации по стандартизации ИСО Р 468. Он устанавливает перечень параметров и типов направлений неровностей, которые должны применяться при установлении требований и контроле шероховатостей поверхности, числовые значения параметров и общие указания.
1. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости поверхности не устанавливаются и шероховатость этой поверхности контролироваться не должна.
2. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться путем указания параметра шероховатости (одного или нескольких) из перечня значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение параметров.
В технической документации, разработанной до 1975 г.. использовали классы шероховатости по ГОСТ 2789-59; для их перевода можно пользоваться данными таблицы.
ТАБЛИЦА СООТВЕТСТВИЯ КЛАССОВ ШЕРОХОВАТОСТИ 
- При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности, к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.
Для номинальных числовых значений параметров шероховатости должны устанавливаться допустимые предельные отклонения.
Допустимые предельные отклонения средних значений параметров шероховатости в процентах от номинальных следует выбирать из ряда 10; 20; 40. Отклонения могут быть односторонними и симметричными.
3. Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности, поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. При необходимости требования к дефектам поверхности должны быть установлены отдельно.
- Допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков поверхности (например, к участкам поверхности, заключенным между порами крупнопористого материала, к участкам поверхности срезов, имеющим существенно отличающиеся неровности).
- Требования к шероховатости поверхности отдельных участков одной поверхности могут быть различными.
- 4. Параметры шероховатости (один или несколько) выбирают из приведенной номенклатуры:
- Ra — среднеарифметическое отклонение профиля; Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам; Rmax — наибольшая высота профиля; Sm — средний шаг неровностей; S — средний шаг местных выступов профиля; tp — относительная опорная длина профиля, где р — значение уровня сечений профиля.
- Параметр Ra является предпочтительным.
- 5. Числовые значения параметров шероховатости (наибольшие, номинальные или диапазоны значений) выбирают из таблицы
СРЕДНЕАРИФМЕТИЧЕСКОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ПРОФИЛЯ Ra, мкм
1008063
40322016,0 |
10,08,0
5,04,02,52,01,25 |
1,000,800,630,50
0,320,250,16 |
0,1000,0800,063
0,0400,0320,0200,016 |
0,0100,008——— |
| Примечание: Предпочтительные значения параметров подчеркнуты. |
- 6. Относительная опорная длина профиля tp:
- 10; 15; 20; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 %.
- 7.Числовые значения уровня сечения профиля р выбирают из ряда:
- 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 % от Rmax.
- 8. Числовые значения базовой длины l выбирают из ряда:
- 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАБОТУ ДЕТАЛЕЙ
В процессе формообразования деталей на их поверхности появляется шероховатость – ряд чередующихся выступов и впадин сравнительно малых размеров. Шероховатость может быть следом от резца или другого режущего инструмента, копией неровностей форм или штампов, может возникать вследствие вибраций, возникающих при резании, а также в результате действия других факторов.
Влияние шероховатости на работу деталей машин многообразно: — шероховатость поверхности может нарушать характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов профиля ; — в стыковых соединениях из-за значительной шероховатости снижается жесткость стыков ; — шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие с ними различного рода уплотнения ; — неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают усталостную прочность деталей ; — шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий ; — шероховатость влияет на точность измерения деталей ; — коррозия металла возникает и распространяется быстрее на грубо обработанных поверхностях ;
и т.п.
- В техпpоцессе пpи ноpмиpовании шеpоховатости pекомендуется пpименять высотные паpаметpы Ra и Rz
- Параметр Rz нормируется в тех случаях, когда прямой контроль Ra с помощью профилометров невозможен.
- Hа pисунке пpиведены значения этих паpаметpов для наиболее часто встpечающихся видов обработки, которых возможно достичь резанием:
- — фрезерование: Ra 12,5 — 0,4 (3 — 8 классы обработки); — сверление: Ra 12,5 — 0,2 (3 — 9 классы обработки); — прорезание: Ra 50 — 3,2 (1 — 5 классы обработки); — протягивание: Ra 6,3 — 0,2 (4 — 9 классы обработки); — резьбонарезание: Ra 6,3 — 1,6 (4 — 6 классы обработки); — развертывание: Ra 2,5 — 0,4 (5 — 8 классы обработки); — растачивание: Ra 3,2 — 0,1 (5 — 10 классы обработки); — шлифование: Ra 3,2 — 0,1 (5 — 10 классы обработки).
- В таблице приведены значения паpаметpов шероховатости для некотоpых наиболее часто встpечающихся элементов деталей и соединений.
| Элементы деталей | Ra | |
| Pезьбы наpужные | pядовые повышенной точности | 6,3…1,61,6…0,8 |
| Pезьбы внутpенние | pядовыеповышенной точности | 6,3…3,23,2…1,6 |
| Pезьбы ходовые | винт гайка | 0,8 1,6…0,8 |
| Уплотняющие повеpхности ниппелей, штуцеpов | — | 0,8…0,2 |
| Пpямозубые колеса | pабочие повеpхности зубьев | 1,6…0,8 |
| Стыки под пpокладки | из мягких матеpиаловиз неметаллов | 0,2…0,11,6…0,4 |
| Пpивалочные плоскости | — | 3,2…0,8 |
| Отвеpстия под кpепежные детали | — | 6,3…3,2 |
| Опоpные повеpхности под головки болтов, винтов, под гайки | — | 6,3…1,6 |
| Центpиpующие буpтики (фланцев, кpышек) | отвеpстиябуpтик | 3,2…1,6 1,6…0,8 |
| Тоpцы пpужин сжатия | — | 3,2…1,6 |
| Поpшни (pабочие повеpхности) | из чугуна и стали из сплавов | 0,2…0,10,1…0,05 |
| Поpшневые пальцы | — | 0,2…0,05 |
| Клапаны с коническими повеpхностями | pабочая повеpхность клапанаpабочая повеpхность седла | 0,1…0,0250,2…0,05 |
| Конические пpобковые кpаны (pабочая повеpхность) | пpобкаотвеpстие | 0,8…0,050,8…0,05 |
| Свободные повеpхности | тоpцы, фаски, нетpущиеся повеpхности валов, пpоточки, неpабочие повеpхности зубчатых колес и дp. | 6,3…3,2 |
| Шестигpанники | и дpугие элементы с плоскими гpанями | 12,5…3,2 |
| Шпоночно-пазовые соединения (pабочие гpани) | пазышпонки | 3,2…0,81,6…0,4 |
| Шлицевые соединения, центpиpование | по наpужному диаметpу:отвеpстиевал по внутpеннему диаметpу:отвеpстиевал по гpаням шлицев:охватывающие поверхностиохватываемые повеpхности | 0,8…0,20,4…0,10,2…0,10,8…0,20,8…0,20,4…0,1 |
| Hапpавляющие пpизматические повеpхности | охватывающиеохватываемые | 0,4…0,10,2…0,05 |
| Стыки геpметичные | металл по металлу с пpитиpкой | 0,1…0,05 |
Шероховатость поверхности
Одним из самых важных параметров при обработке деталей является шероховатость поверхности.
Именно чистота обработки имеет определяющее значение для надежности и долговечности детали и при ее несоответствии проектным значениям, мы получим преждевременный выход детали или целого узла из строя и его дорогостоящий ремонт.
Например, если не придать значения этому фактору при изготовлении деталей двигателя, результатом будет быстрый выход всего агрегата из строя.
Что такое шероховатость поверхности
Совокупность микроскопических неровностей, образующих рельеф поверхности, рассматриваемые в пределах участка, длина которого равна базовой длине — называют шероховатостью поверхности. Далее рассмотрим в чём измеряется шероховатость поверхности.
Как обозначается шероховатость поверхности
На рисунке ниже показаны основные способы схематического обозначения, а так же обозначения шероховатости на чертежах
Описание того, как правильно располагать на чертежах обозначения, подробно описано в ГОСТ стандартах и специальной технической литературе, поэтому не будем останавливаться на этом. Рассмотрим основные параметры, по которым оценивается шероховатость поверхности.
В чем измеряется шероховатость поверхности
- Шероховатость поверхности измеряется в микрометрах (1 мкм = 0,001 мм) и оценивается обычно по двум параметрам Rz и Ra.
- Rz — это высота неровностей профиля по 10 точкам в то время как Ra — это среднее арифметическое отклонение профиля.
- Примерное соответствие этих параметров друг другу с привязкой к классу чистоты шероховатости поверхности смотрите в таблице приведенной ниже:
| Класс чистоты поверхности | Среднеарифметическое отклонения профиля Ra, мкм | Высота неровностей Rz, мкм | Базовая длина l, мм |
| не более | |||
| 1 | 80 | 320 | 8 |
| 2 | 40 | 160 | 8 |
| 3 | 20 | 80 | 8 |
| 4 | 10 | 40 | 2,5 |
| 5 | 5 | 20 | 2,5 |
| 6 | 2,5 | 10 | 0,8 |
| 7 | 1,25 | 6,3 | 0,8 |
| 8 | 0,63 | 3,2 | 0,8 |
| 9 | 0,32 | 1,6 | 0,25 |
| 10 | 0,16 | 0,8 | 0,25 |
| 11 | 0,08 | 0,4 | 0,25 |
| 12 | 0,04 | 0,2 | 0,25 |
| 13 | 0,02 | 0,1 | 0,08 |
| 14 | 0,01 | 0,05 | 0,08 |
Средства измерения шероховатости поверхности
Шероховатость поверхности можно измерить двумя способами:
- Визуальный метод сравнения поверхности с эталоном (сравнение на ощупь)
- Прибором для измерения шероховатости
Для экспресс оценки в машиностроительной, ремонтной и приборостроительной отраслях промышленности, где допускаются отклонения от проектной величины, как правило, используют визуальный метод сравнения. В качестве эталонов используют образцы шероховатости, полученные различными способами обработки и имеющие заранее известное значение шероховатости.
Для более точного измерения шероховатости поверхности, в местах где требуется строгое соответствие проектным величинам, применяют специальные приборы: профилометры или профилографы.
С помощью профилографа получают так называемую профилограмму, которая требует дополнительной расшифровки, в то время как профилометр сразу показывает точное значение неровности по заданным параметрам.
Существуют как портативные профилометры применяемые в «полевых» условиях, так и стационарные приборы, которые используются в метрологических лабораториях для непосредственной калибровки эталонов шероховатости, а так же в учебных целях.
Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что контроль поверхности важно проводить в тех случаях, когда необходимо износостойкость, антикоррозийную стойкость и исключить возможность появления поверхностных трещин от усталости металла. Иногда низкий уровень шероховатости нужно получить не только для технических характеристик детали, но и для ее эстетического вида.
Шероховатость поверхности ra и rz: параметры, таблица
Не тот параметр шероховатость, о котором стоит забывать при проектировании изделий.
Прочность, электропроводность, точность сопряжения – это неполный список как шероховатость Ra и Rz может повлиять на эксплуатационные свойства деталей.
Ее значение сильно зависит от способа обработки, а измерение связано с острым чувством осязания. И это не тот параметр, о котором стоит забывать при проектировании изделий.
Что такое шероховатость
Любые типы поверхностей, какие бы они не были ровными на первый взгляд, имеют в своей структуре череду подъемов и впадин. На вид это близко к форме горных массивов. Высоту этих «гор» и характеризует шероховатость.
Шероховатость представляет собой совокупность неровностей поверхности.
Параметры, средства измерения и обозначение шероховатости в конструкторской документации полностью стандартизированы. Они описываются тремя государственными стандартами: ГОСТ 2789-73, ГОСТ 25142-82 и ГОСТ 2.309-73.
Какие параметры шероховатости существуют
Существует свыше 8 параметров, которые характеризуют значение высоты неровностей поверхности. В статье мы разберем лишь самые востребованные, незнание которых будет значительным пробелом для любого технического специалиста. Это Ra и Rz.
Значение Rz показывает среднеарифметическое значение высоты, взятое по 10 точкам поверхности. Это означает, что в измерении участвовали только 5 подъемов и 5 впадин. Весь остальной «горный массив» в расчет не принимался.
В системе СИ Rz измеряется в микрометрах.
Ra является также среднеарифметическим показателем высоты шероховатости. От Rz его отличает то, что в расчет берется не 10 точек, а все. По этой причине параметр Ra более точно отображает неровность поверхностей и считается более предпочтительным.
Помимо Ra и Rz стоит упомянуть о еще одном параметре, близкий по смыслу вышеупомянутым. Это Rmax. Он отображает высоту неровностей поверхности только по ее максимальным точкам. По наибольшей высоте и наименьшей впадине. В нынешнее время Rmax не используется в силу своей грубой точности.
Измерение
Шероховатость меряют двумя способами: качественным и количественным. Качественный метод оценки неровностей поверхности больше подходит непосредственно для производственников.
В тех ситуациях, когда глубокий анализ не целесообразен или на него нет банально времени.
Данный способ носит более грубый характер и заключается в сравнении гладкости исследуемой поверхности с неким эталоном на ощупь.
Эталон представляет собой небольшую металлическую плитку с габаритными размерами 30х30 мм и толщиной 5 мм. Он имеет определенное значение Ra и Rz, является образцом по которому сравнивают качество поверхности. Такие плиты собирают в наборы с указанием напротив каждой позиции значение шероховатости.
Количественный метод более точен и требует для своего осуществления специального оборудования. Это могут быть профилометры, профилографы и двойные микроскопы.
По исследуемой поверхности проводят подключенным к приборам стержень с алмазным наконечником, высокочувствительным к перемещениям. Этот стержень полностью повторяет форму поверхностей и передает ее размеры на экран или ленту профилограммы.
Дальше, по полученным данным лаборант делает точное заключение о значение шероховатости и передает ее службе качества.
Какие виды поверхностей существуют
Для обеспечения взаимозаменяемости и унификации производства, параметры шероховатости объединяют в классы. Всего существует 14 их разновидностей. Каждому классу присвоено определенное значение Ra и Rz. Самый точный класс – четырнадцатый, самый грубый – первый. По этой причине поверхности также подверглись классификации. В производстве встречаются следующие их виды:
- Установочные поверхности, неподвижные относительно друг друга, к которым не предъявляются требования по герметичности. Для них значение Ra составляет 2,5-20 мкм.
- Рабочие поверхности, которые перемещаются друг относительно друга. Сюда входят соединения типа поршень-цилиндр, которые часто можно встретить в устройствах разнообразных двигателей и насосов. Ra для них равняется 0,16-2,5 мкм.
- Ограничительные и соединительные поверхности. Под этим подразумеваются элементы, необходимые для крепления и сборки. Это всевозможные корпуса, фиксаторы и прочие механизмы. Ra для них колеблется в пределах 2,5-20 мкм.
- Специальные поверхности. Здесь, главным образом, имеются ввиду органы управления. Обработка таких поверхностей крайне высока с их значением Ra 0,63-0,08 мкм.
Обозначения отклонения неровности поверхностей
На чертеже шероховатость указывается согласно приведённой ниже схеме.
Как видно, внешнее обозначение напоминает математический квадратный корень с соответствующими надписями в определенных местах. Каждая такая надпись характеризует определенный параметр шероховатости. Разберем их более подробно.
В левом верхнем углу указывается значение шероховатости по Ra и Rz. При чем стоит отметить, что если показано просто число, то автоматически это имеется ввиду Ra. Для обозначения Rz, необходимо дополнительно дописать буквенное примечание.
Существует три разновидности формы этого математического корня:
- Треугольник без верхнего основания указывает, что способ получения шероховатости не задан конструктором. Есть требования к качеству поверхности, а каким способом оно будет достигнуто (шабрение, полировка и прочее) неважно.
- С кругом в вершине. Поверхность не нуждается в дополнительном улучшении.
- С верхним подчеркиванием. Этот знак говорит, что шероховатость должна достигаться обязательным снятием слоя металла.
В зоне над полкой прописывается тип механической обработки с помощью которой нужно довести поверхность до заданного значения Ra и Rz. Обычно сюда прописываются такие термины как «полировать», «шабрить» и прочее виды механической обработки.
В левом нижнем углу под полкой прописывается направление линий неровностей шероховатости. Разберем этот параметр на примере. Допусти Вам нужно прошлифовать поверхность стола абразивным кругом.
В зависимости от того как Вы будете направлять инструмент пойдут линии шероховатости. Если будете его водить кругами, то Вы увидите волны от следов круга. Если движения будут пересекать друг друга, то плоскость стола будет в крестах. Это и регулирует данный параметр.
В некоторых случаях это не важно, а некоторых имеет решающее значение.
Справа от направлений линий неровностей становиться значение базовой длины, на которой измеряется шероховатость. Ее значение стандартизировано и необходимы для того, чтобы минимизировать воздействие на точность измерения плоскостью прогиба самой поверхности.
«Как подобрать необходимую шероховатость поверхности» — Яндекс Кью
Как выбрать шероховатость поверхности? На самом деле все достаточно просто.
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. Ra – среднее арифметическое отклонение профиля.
Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам.Шероховатость (ГОСТ 2.309-68) измеряется в микрометрах (мкм), параметр Ra является предпочтительным.
Указывают допустимые значения микронеровностей для отдельных поверхностей и общую для всех других поверхностей (правый верхний угол чертежа), обеспечивающих работоспособность детали в соединении с другими. В зависимости от условий работы поверхности назначается параметр шероховатости при проектировании деталей машин, также существует связь между предельным отклонением размера и шероховатостью.
Ниже приведен рисунок из основных вариантов шероховатости получаемых обработкой, которых хватит для любой разработки изделия, не требующей каких-то особенных функций.
- фрезерование: Ra 12,5 — 0,4 (3 — 8 классы обработки);
- сверление: Ra 12,5 — 0,2 (3 — 9 классы обработки);
- прорезание: Ra 50 — 3,2 (1 — 5 классы обработки);
- протягивание: Ra 6,3 — 0,2 (4 — 9 классы обработки);
- резьбонарезание: Ra 6,3 — 1,6 (4 — 6 классы обработки);
- развертывание: Ra 2,5 — 0,4 (5 — 8 классы обработки);
- растачивание: Ra 3,2 — 0,1 (5 — 10 классы обработки);
- шлифование: Ra 3,2 — 0,1 (5 — 10 классы обработки).
За период работы конструктором с 2007 года на трех предприятиях встречал в основном только их.
Контроль шероховатости поверхности может проводиться:
- Сравнением поверхности изделия с образцами шероховатости поверхности по ГОСТ 9378-93 для конкретных способов обработки. Вместо образцов шероховатости могут применяться аттестованные образцовые детали.
- Измерением параметров шероховатости непосредственно по шкале приборов (Профилометр TIME3220), либо по увеличенному изображению профиля, или записанной профилограмме сечения, полученным на профилографах.
Формы полки знака шероховатости и типы направления неровностей шероховатости представлены на рисунке ниже.
- Ra 12,5 Самый распространенный вариант шероховатости. Несопрягаемые поверхности неответственных деталей: оснований, кронштейнов, корпусов, свободные поверхности крепежных деталей. Отверстия на проход под болты, винты, головки винтов; поверхности пазов под головки болтов, винтов, гаек. Свободные несопрягаемые торцовые поверхности валов, муфт, втулок. Поверхности головок винтов. Это достаточно грубая обработка. Например, взяли кусок трубы, отпилили его болгаркой, напильником убрали явные заусеницы (и то не всегда) и оставили срез как есть, без обработки. Указывается практически на всех деталях, не требующих точной и тонкой обработки. Сюда походят: детали для сварки, гибки, обрезки, доработки и так далее. Все несущие конструкции. Деталь выглядит достаточно грубой.
- Ra 6,3 Более чистая поверхность, чем выше. Поверхности деталей, прилегающие к другим поверхностям, но не являющиеся посадочными: опорные плоскости корпусов, кронштейнов, крышек, торцы бобышек. Нерабочие торцы валов, втулок, планок. Торцовые поверхности под подшипники качения. Наружные свободные поверхности зубчатых колес. Канавки, фаски, выточки, зенковки, закругления и т.п. Например, после среза болгаркой место обработки чуть-чуть пройдут мягким напильником или той же болгаркой. Выглядит более гладкой, но не является идеальной. Применяется не деталях, которые должны быть аккуратными. Обработанная таким образом деталь смотрится более гладкой, без явных следов от инструмента.
- Ra 3,2; 2,5; 1,6 «Гладкая» деталь. Торцы ответственных валов, втулок, планок, поверхности канавок, выточек, дисков. Несопрягающиеся поверхности зубчатых колес, шлицевых валов и втулок. Рабочие поверхности шпонок и шпоночных пазов; эвольвентные поверхности профиля зуба стальных зубчатых колес. Шаровые поверхности ниппельных соединений, канавки под уплотнительные резиновые кольца подвижных и неподвижных торцовых соединений. 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 ощущениям похожа скорее на обработанное шлифованное дерево или пластмассу, следов обработки нет, поверхности гладкая и ровная. Применяется в местах, где нужна гладкая поверхность, таких как места теплового контакта (обычно только то место, где есть контакт), местах плотного прилегания материалов через смазки (например, термопасту), местах склейки или там, где необходим идеальный контакт поверхностей.
- Ra 0,8; 0,4; 0,2 Посадочные поверхности с длительным сохранением заданной посадки: оси эксцентриков, точные червяки, зубчатые колеса. Притираемые поверхности в герметичных соединениях. Трущиеся поверхности малонагруженных деталей. Посадочные поверхности отверстий и валов под неподвижные посадки. Рабочие поверхности дисков трения. Поверхности резьбы ходовых винтов. Поверхности цилиндров, работающих с манжетами. Посадочные места подшипников качения. Наружные диаметры шлицевого соединения. Гладкая поверхность, почти зеркало или зеркало. Применяется достаточно редко, только если нужно получить совсем идеальную ровную и гладкую поверхности. Например, в теплообменниках медицинского оборудования или других достаточно специфических деталях.
Как выбрать шероховатость?
В интересах уменьшения стоимости изготовления рекомендуется применять менее высокие требования к шероховатости, совместимые с условием надежной работы деталей. Можно следовать простому алгоритму:
- Если деталь для уличного исполнения или грубой обработки, сварки и тому подобного – Ra 12,5
- Если нужен плотный контакт поверхностей прессовые и конусные соединения, шпоночно-пазовые соединения (рабочие грани), рабочие поверхности зубьев, центрирующие буртики (фланцев, крышек, корпусных деталей и т. д.), резьбы повышенной точности, склейка, тепловой контакт и так далее – Ra 6,3; 3,2
- Если нужна совсем идеальная поверхность: цилиндры под поршни, направляющие призматические поверхности, стыки герметичные (металл по металлу) (с притиркой) – Ra 1,6; 0,8
- Если деталь должно выглядеть достаточно презентабельно – Ra 3,2, но тоже без фанатизма.
Также следует обратить внимание, что на больших деталях обычно много где идет необработка поверхностей, обеспеченных изготовителем (плоскости листов или внешние/внутренние поверхности труб), и тогда обрабатываются только места среза или обработки проката.
Да и вообще, ставить на метровую деталь обработку 6,3 – это сразу же удорожает производство, так как на такую операцию будет потрачено много инструмента, а смысла в этом не будет никакого.
Тогда как на маленькую деталюшку для какой-нибудь части двигателя автомобиля ставить 12,5 – получится брак.
Комментировать пост…Комментировать…
Загрузка...
