2.2.7. Выбор требований к шероховатости поверхности

Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем выбора параметров шероховатости (одного или нескольких), назначения числовых значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение этих параметров. ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» не предусматривает обязательной связи между базовой длиной и определенными числовыми значениями параметров шероховатости, хотя устанавливает их рекомендуемые соотношения.

Выбор вида параметров и характеристик для нормирования шероховатости должен производиться с учетом назначения и требуемых эксплуатационных свойств поверхности (табл. 11). Из высотных параметров шероховатости предпочтительным является параметр Ra, как наиболее информативный.

Таблица 11

Эксплуатационные свойства поверхности и обеспечивающая

их номенклатура параметров шероховатости

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

Параметры Rz, Rmax можно нормировать по функциональным соображениям или когда прямой контроль параметра Ra затруднителен по техническим причинам (например, для поверхностей, имеющих малые размеры или сложную конфигурацию). В таких случаях принимают во внимание примерное соотношение Rz ≈ (4…5) Ra.

Рекомендуемые значения высотного параметра Ra для поверхностей типовых сопряжений с учетом вида поверхности и точности ее размеров приведены в табл. 12.

Таблица 12

Рекомендуемые значения параметра Ra для типовых

сопрягаемых поверхностей при точности размеров

IT5…IT9, мкм

Соединения	Вид по-верхности	Точность размеров поверхности
		IT5	IT6	IT7	IT8	IT6…IT9
Разъемные неподвижные (посадочные поверхности сменных деталей): при размере до 50 мм при размере свыше 50 мм	Вал Отверстие Вал Отверстие	0,2 0,4 0,4 0,8	0,4 0,8 0,8 1,6	0,4 0,8 0,8 1,6	0,8 1,6 1,6 3,2
Неразъемные неподвижные, собираемые под прессом: при размере до 50 мм при размере свыше 50 мм	Вал Отверстие Вал Отверстие	0,1 0,2 0,4 0,8	0,2 0,4 0,8 1,6	0,4 0,8 0,8 1,6	0,8 1,6 1,6 3,2
Собираемые способом термической деформации	Вал Отверстие		1,6 3,2
Подшипники скольжения: с сухим или граничным трением с жидкостным трением	Вал Отверстие Вал Отверстие					0,4…0,8 0,8…1,6 0,1…0,4 0,2…0,8

В табл. 13 представлены рекомендуемые значения параметра Ra для типовых сопрягаемых поверхностей при ограниченных значениях допусков формы и/или расположения этих поверхностей в диапазоне от 3 до 40 мкм.

Таблица 13

Рекомендуемые значения параметра Ra

для типовых сопрягаемых поверхностей при допусках формы

и/или расположения до 40 мкм, мкм

Соединения	Вид поверхности	Допуск формы (расположения), мкм
		3…6	6…16	16…25	25…40
Направляющие сколь-жения при скоростях относительного перемещения: до 5 м/с свыше 5 м/с	Плоские	0,2 0,1	0,4 0,2	0,8 0,4	1,6 0,8
Направляющие качения при скоростях от-носительного перемещения: до 5 м/с свыше 5 м/с	Плоские и цилиндри-ческие	0,1 0,05	0,2 0,1	0,4 0,2	0,8 0,4

Если к элементам деталей кроме допусков размеров предъ-являются дополнительные требования точности, ограничивающие отклонения формы и/или расположения поверхностей, то высотные параметры шероховатости соответствующих поверхностей должны быть назначены с учетом этих дополнительных требований.

Связь между высотными параметрами шероховатости поверхностей и допусками макрогеометрии формально отсутствует, поскольку в ГОСТ 24642-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения» сказано, что шероховатость не входит в погрешности формы. Однако в том же стандарте отмечено, что при высотных параметрах шероховатости, соизмеримых с отклонениями формы, их необходимо учитывать. Если расстояния между впадинами и выступами микрорельефа (параметры Rz и Rmax) окажутся большими, чем значения допусков формы, то годные по макрогеометрии детали могут быть забракованы при контроле отклонений формы. Для повышения достоверности контроля следует ограничить высотные параметры шероховатости, увязав их с лимитирующими допусками макрогеометрии поверхностей.

Максимальные значения высотных параметров шероховатости, ограничиваемые такими лимитирующими допусками макрогеометрии, как допуск размера, расположения или формы, должны быть меньше лимитирующего допуска в 2…3 раза. Лимитирующий допуск, как правило, ограничивает шероховатость двух поверхностей или двух противоположных элементов одной поверхности, высотные параметры которых дополнительно накладываются на отклонения формы, расположения и размера. Если лимитирующим является допуск формы номинально цилиндрической поверхности, представленное соотношение сохраняется. Как исключение можно рассматривать ситуацию, когда шероховатость однократно накладывается на реальные отклонения формы и/или расположения, а параметры шероховатости могут превышать половину лимитирующего допуска (например, если лимитирующими высотные параметры шероховатости являются допуски формы плоской поверхности, торцового или полного торцового биения).

В качестве соотношений, приемлемых для нормирования высотных параметров шероховатости поверхностей по лимитирующим значениям допусков макрогеометрии, можно пред-ложить для тривиальных случаев

Ra ≤ 0,10 T_lim

или исходя из того, что для традиционных технологических процессов Rz примерно в 4 раза превышает Ra:

Rz ≤ 0,40 T_lim ,

а для случаев с особо жесткими лимитирующими допусками

Ra ≤ 0,15 T_lim

или

Rz ≤ 0,60 T_lim .

Более подробные рекомендации по выбору параметров шероховатости поверхностей содержатся в справочнике [1].