Шероховатость поверхности

Поверхности деталей после обработки не являются идеально гладкими, т.к. режущие кромки инструментов (резцов, фрез, шлифовальных кругов) оставляют на поверхности следы в виде неровностей и гребешков близко расположенных друг к другу. Совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине, образующими рельеф поверхности, называется шероховатостью поверхности.

Шероховатость поверхностей влияет на качественные показатели работы деталей. В подвижных посадках шероховатость приводит к преждевременному износу поверхностей, так как при работе деталей металлические гребешки истираются и смешиваясь с маслом, ускоряют изнашивание поверхностей. В неподвижных посадках недостаточная высота микронеровностей ослабляет прочность соединения, так как при запрессовке, гребешки сминаются и в соединении натяг становится меньше. Шероховатость поверхностей ухудшает герметичность соединений и противокоррозионную стойкость.

ГОСТ 2789-73 предусматривает шесть основных параметров шероховатости поверхности: три высотных ( Ra, Rz, Rmax, два шаговых (S и S_m) и один по опорной длине профиля ( t_p ).

Если провести среднюю линию в сечении гребешков (линия m на рис.10) и опустить перпендикуляры из отдельных точек профиля к этой средней линии, то сумма расстояний у₁, у₂ и т.д. ( расстояния точек действительного (измеренного) профиля до его средней линии), деленная на количество n (количество измеренных расстояний), будет средним арифметическим допуском R_a профиля поверхности от средней линии:

Числовое значение параметра R_a в мкм, используется для оценки шероховатости.

Для оценки шероховатости пользуются и вторым показателям -высотой неровностей R_z.

Чтобы определить R_z, параллельно средней линии m, ниже профиля поверхности проводят линию, и на нее опускают перпендикуляры из высших точек выступов и низших точек впадин (расстояния h1_min, h1_max и т.д.). За величину неровностей R_z принимают среднею величину между пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин:

Пять высших точек выступов и пять низших точек впадин берут в пределах, так называемой базовой длины, под которой понимают длину участка поверхности, принимаемую для измерения шероховатости.

Кроме параметров R_a и R_z, предусмотрена оценка наибольшей высоты профиля R_max. По своему физическому смыслу R_a характеризует высоту всех неровностей профиля; R_{z -} - наибольших выступов и впадин, а R_{max –} наибольшую высоту неровностей профиля. Числовые значения для R_max установлены в пределах 160…0,02 мкм.

Шаговый параметр S характеризует средний шаг неровностей профиля по вершинам, Sm - средний шаг неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины.

Относительная опорная длина профиля t_р характеризует сумму длин отрезков, отсекаемых от неровностей линией, параллельной линии m. Она определяется в % от Rmax и характеризует фактическую плотность контакта поверхности в сопряжении на заданном уровне сечения профиля. Числовые значения в стандарте приведены в процентах и выбираются из ряда 10,15,20,25,30,40,50,60,70,80,90%. Параметр t_p рекомендуется задавать в чертежах при изнашивании трущихся поверхностей, обеспечении контактной плотности и герметичности.

l - базовая длина; Si - шаг неровностей по вершинам профиля; Smi - шаг неровностей по средней линии ;Rmax - наибольшая высота неровностей; t_р - уровень сечения профиля для подсчета ( в процентах от Rmax).

Рис.10. Профиль шероховатости поверхности

Таблица 5 - Числовые значения параметров шероховатости

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra, мкм	Высота неровностей Rz, мкм	Базовая длина l, мм
80	320	8,0
40	160
20	80
10	40	2,5
5	20
2,5	10	0,8
1,25	6,3
0,63	3,2
0,32	1,6	0,25
0,16	0,8
0,08	0,4
0,04	0,2
0,02	0,1	0,08

При выборе параметров R_a и R_z следует иметь в виду, что Ra дает более полную оценку шероховатости.