9. Шероховатость поверхности и ее обозначение на чертежах

9.1 Основные положения, термины и определения

Реальная поверхность всегда имеет неровности различных фор­мы и высоты в виде выступов и впадин с небольшими расстояниями между ними, которые оставляют на ней инструменты в процессе её обработки или образования. По этим неровностям и оценивается (оп­ределяется) шероховатость поверхности. Шероховатость поверхностей является одной из основных геометрических характеристик качества -поверхностей деталей.

Для обеспечения повышенных требований к качеству поверхно­стей изделий разработаны стандарты ГОСТ 2789 - 73* «Параметры и характеристики шероховатости поверхностей» (с изменениями вве­ден в действие в январе 1980 года).

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности и рассматриваемых в пределах участка, длина которого выбирается в зависимости от характера поверхности.

Шероховатость поверхности принято определять по ее профи­лю, который образуется в сечении этой поверхности плоскостью, перпендикулярной номинальной поверхности.

При измерении шероховатости поверхности могут использо­ваться две системы отсчета. В одной из них в качестве базовой линии используется какая-то линия или поверхность, специально проведен­ная на некотором расстоянии от профиля поверхности (рис. 1). Во втором случае за базовую линию принимается средняя линия профиля - т, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально. При этом за отклонение профиля у при­нимается расстояние между точкой профиля и базовой линией.

Рисунок 9.1 Профиль неровностей поверхности, его характеристики и параметры

Выступом профиля называется часть профиля, лежащая выше средней линии профиля (рис. 9.1).

Впадиной профиля называется часть профиля, лежащая ниже средней линии профиля.

Шагом неровностей профиля по вершинам называют длину от­резка средней линии профиля т между проекциями на нее наивыс­ших точек соседних выступов профиля.

9.2 Параметры шероховатости поверхности

Для количественной оценки и нормирования шероховатости поверхностей ГОСТ 2789-73* устанавливает специальные параметры:

R_a - среднее арифметическое отклонение профиля, мкм;

R_z - высота неровностей профиля по 10 точкам, мкм.

Среднее арифметическое отклонение профиля R_a - это среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в преде­лах базовой длины. Оно вычисляется по формуле:

или

где l - базовая длина;

п - число выбранных точек профиля на базовой длине.

Высота неровностей профиля по десяти точкам R_z - это сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин в пределах базовой дли­ны. Этот параметр вычисляется по следующей формуле:

где H_{i max} - отклонения пяти наибольших выступов профиля;

H_{i min} - отклонения пяти наибольших впадин профиля.

9.3 Рекомендации по выбору параметров шероховатости на учебных чертежах и эскизах деталей

В учебном процессе на чертежах и эскизах рекомендуется ука­зывать параметры R_a или R_z, причем параметр R_a предпочтительней. Параметр R_z находит применение на поверхностях, имеющих слож­ную форму или малые размеры, например, винтовые поверхности (резьбы), детали часов, детали радиотехнических устройств и т.п.

При составлении эскизов готовых деталей и в случае изготовле­ния деталей по образцам судить о шероховатости можно, например, по эталонам. Основываясь на опыте использования этих параметров, цифровые значения их могут быть распределены на пять условных групп. Приводим их значения для наиболее часто встречающихся элементов деталей и их соединений.

1) R_a 100...6,3 мкм - торцовые поверхности труб, профилей и другого сортаментного материала, поверхности шкивов, фланцев и др.

2) R_a 12,5...1,6 мкм включительно. R_z 50...6,3 мкм включитель­но - втулки, гладкие части болтов, кронштейны, ролики и различные привал очные поверхности деталей.

3) R_a 1,6...0,4 мкм включительно - несущие поверхности под­шипников, поверхности зубьев шестерен и др.

4) R_a 0,2...0,025 мкм включительно, R_z 0,8...0,1 мкм включи­тельно - поверхности, работающие на трение, поверхности поршне­вых пальцев и колец, шейки коленчатых валов, кулачков.

5) R_a 0,025...0,01 мкм включительно - поверхности оптических стекол, лопатки турбин, микрошлифы и др.

Задание исполнения и контроль параметров шероховатости обеспечивает долговечность, износоустойчивость деталей, особенно сопрягаемых, подвижных, трущихся.