5.9. Волнистость и шероховатость поверхности

5.9.1. Общие понятия и определения

Волнистость и шероховатость поверхности — это периодически повторяющиеся выступы и впадины на поверхности.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности детали и рассматриваемых в пределах базовой длины /.

Шероховатость обработанной поверхности является следствием пластической деформации поверхностного слоя при образовании стружки, копирования неровностей кромок режущего инструмента и трения его о деталь, вибраций, неоднородности материала заго­товки и других причин. Количественно шероховатость поверхности устанавливается независимо от способа ее обработки.

5.9.2. Параметры шероховатости

ГОСТ 2789—73 предусматривает следующие параметры для оцен­ки шероховатости поверхности детали:

высотные:

R_a — среднее арифметическое отклонение профиля,

— высота неровностей профиля по 10 точкам,

— наибольшая высота профиля;

шаговые:

S — средний шаг неровностей профиля по вершинам,

— средний шаг неровностей профиля по средней линии,

t_p — относительная опорная длина профиля.

Определение этих параметров производится в пределах базовой длины.

Базовой линией (поверхностью) называется линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведен­ная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности

Базовая длина I — это длина базовой линии, используемая для вы­деления неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, и для количественного определения ее параметров.

Базовые длины устанавливаются с учетом эксплуатационных осо­бенностей. Так как базовая длина позволяет учесть только те неровности, шаг которых меньше базовой длины, то числовые зна­чения базовых длин определяются по неровностям, свойства которых нормируются.

Для многих типов поверхностей, обработанных различными мето­дами, неровности, относимые к шероховатости, имеют устойчивую связь средних шагов с высотными параметрами, что позволяет увязать зна­чения базовой длины со значениями высотных параметров (табл. 5.47).

5.47. Соотношения параметров л,, Кг, к,к и базовой длины

Значения высотных параметров		Базовая длина, /, мм
Ra, мкм	. R , мкм г' man.'
До 0,025	До 0,10	0,08
Св. 0,025 до 0,4	Св. 0,10 до 1,6	0,25
Св. 0,4 до 3,2	Св. 1,6 до 12,5	0,8
Св. 3,2 до 12,5	Св. 12,5 до 50	2,5
Св. 12,5 до 100	Св. 50 до 400	8

Профилограмма поверхности детали (графическое изображение действительного профиля, полученного в результате измерения) приведена на рис. 5.83.

Существует несколько систем определения числовых значений параметров шероховатости поверхности: система средней линии (система №), огибающей линии (система Е) и др.

По ГОСТ 2789—73 нормирование шероховатости основано на системе М, т. е. отсчет производят от единой базы, в качестве которой принята средняя линия профиля.

Средней линией профиля т называется базовая линия, имеющая форму номинального (геометрического) профиля поверхности и де­лящая действительный профиль так, что в пределах базовой длины / сумма квадратов расстояний y_t, y_v ..., у_п точек профиля до этой линии минимальна (см. рис. 5.83),

В системе М числовые значения параметров шероховатости определяются следующим образом.

Среднее арифметическое отклонение профиля R_a — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля приближенно:

(5,92)

Наибольшая высота неровностей профиля --расстояние меж­ду наивысшей точкой выступов и наивысшей точкой впадин профиля в пределах базовой длины:

(5,94)

Средний шаг неровностей профиля по средней линии S_m — среднее значение шага неровностей в пределах базовой длины

(5,95)

где S_ml — шаг неровностей, под которым понимается длина отрезка линии, ограниченная точками пересечения этой линией одноимен­ных сторон соседних неровностей; п — число шагов в пределах ба­зовой длины.

Средний шаг неровностей по вершинам S — среднее значение расстояний между вершинами характерных неровностей в пределах базовой длины

(5,96)

Опорная длина профиля tj_p — сумма длин отрезков Ь, в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне р в материале выс­тупов профиля линией, эквидистантой средней линии т:

(5,97)

Уровень р сечения профиля — расстояние между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии

выступов профиля. «Числовые значения уровня сечения профиля р выбирают из ряда 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90% Относительная опорная длина t_p профиля отношение опорной длины профиля tj_p к базовой длине.

(5,98)

Относительную опорную длину выбирают из ряда: 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90.

Рис. 5.83.Профилограмма и основные параметры шероховатости поверхности.