1. Шероховатость поверхности

   1. Нормирование шероховатости поверхности

Поверхность, ограничивающая тело и отделяющая его от окружающей среды, называется реальной поверхностью. Реальная поверхность детали образуется в процессе ее изготовления и в отличие от идеальной геометрической номинальной поверхности, изображаемой на чертежах, всегда имеет неровности различных формы и высоты в виде выступов и впадин с небольшими расстояниями между ними.

Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей обработанной поверхности с относительно малыми шагами.

Шероховатость поверхности принято определять по ее профилю, который образуется в сечении этой поверхности плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности. При этом профиль рассматривается на длине базовой линии, используемой для выделения неровностей и количественного определения их параметров.

1. Профиль шероховатости и его характеристика

Высота выступа профиля — это расстояние от средней линии профиля до высшей точки выступа профиля.

Глубина впадины профиля —это расстояние от средней линии профиля до низшей точки впадины профиля.

Неровность профиля — это выступ профиля и сопряженная с ним впадина профиля.

Шаг неровностей профиля — это длина отрезка средней линии профиля, содержащая выступ профиля и сопряженную с ним впадину профиля (рис.1). Средний шаг неровностей профиля — это среднее значение шага неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины.

Шагом местных выступов называется длина отрезка средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних местных выступов профиля. Средним шагом местных выступов профиля называется среднее значение шага местных выступов в пределах базовой длины.

Для оценки шероховатости поверхности в машиностроении получил большое распространение высотный критерий. Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz представляет собой сумму средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины I, т. е.

где у_рmi — высота 1-го наибольшего выступа профиля; у_vтi — глубина 1-й наибольшей впадины профиля.

Столь же большое значение в машиностроении при оценке шероховатости поверхности имеет и критерий Ra. Среднее арифметическое отклонение Ra профиля — есть среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины l, т. е.

где у — отклонение профиля, определяемое расстоянием между любой точкой профиля и средней линией; l —базовая длина; п — число выбранных точек на базовой длине.

2. Обозначение шероховатости поверхности

Обозначение шероховатости регламентируется ГОСТ2.309-73, ниже приведены материалы с учетом изменения №3 принятого Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 21 от 28.05.2002). Настоящий стандарт устанавливает обозначения шероховатости поверхностей и правила нанесения их на чертежах изделий всех отраслей промышленности. Стандарт полностью соответствует стандарту ИСО 1302.

Шероховатость поверхности 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 приведена на рис.2.

При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

Структура обозначения шероховатости поверхности
Обозначение шероховатости поверхности без указания способа обработки	Обозначение шероховатости поверхности при образовании которой обязательно удаление слоя материала	Обозначение шероховатости поверхности при образовании которой осуществляется без удаление слоя материала

В обозначении шероховатости поверхности применяют один из знаков, изображенных на рисунках 3-5.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота Н равна (1,5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной линии, применяемой на чертеже.

В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак (рис.3).

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована только удалением слоя материала, применяют знак (рис.4).

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образованна без удаления слоя материала, применяют знак (рис.5) с указанием значения параметра шероховатости.

Поверхности детали, изготовляемой из материала определенного профиля и размера, не подлежащие по данному чертежу дополнительной обработке, должны быть отмечены знаком (рис.5) без указания параметра шероховатости.

Состояние поверхности, обозначенной знаком (рис.4) должно соответствовать требованиям, установленным соответствующим стандартом или техническими условиями, или другим документом.

Значение параметра шероховатости по ГОСТ 2789-73 указывают в обозначении шероховатости после соответствующего символа, например: R_а0.4, R_max6.3; Sm0.63; t₅₀70; S0,032; Rz50.

Примечание. В примере t₅₀ 70 указана относительная опорная длина профиля t_p = 70 % при уровне сечения профиля р = 50 %,

При указании наибольшего значения параметра шероховатости в обозначении приводят параметр шероховатости без предельных отклонений, например:
При указании наименьшего значения параметра шероховатости после обозначения параметра следует указывать «min», например:

При указании двух и более параметров шероховатости поверхности в обозначении шероховатости значения параметров записывают сверху вниз в следующем порядке:

параметр высоты неровностей профиля,
параметр шага неровностей профиля,
относительная опорная длина профиля.

При нормировании требований к шероховатости поверхности параметрами Ra, Rz, R_max базовую длину в обозначении шероховатости не приводят, если она соответствует указанной в приложении 1 ГОСТ 2789-73 для выбранного значения параметра шероховатости.

Условные обозначения направления неровностей должны соответствовать приведенным в таблице 1. Условные обозначения направления неровностей приводят на чертеже при необходимости.

Высота знака условного обозначения направления неровностей должна быть приблизительно равна h. Толщина линий знака должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии.

	Тип направление неровностей, изображение и обозначение.
Схематичное изображение		Обозначение

Пример указания вида обработки поверхности

Пример упрощенного обозначения шероховатости поверхностей

Вид обработки поверхности указывают в обозначении шероховатости только в случаях, когда он является единственным, применимым для получения требуемого качества поверхности (рис.6).

Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхностей с разъяснением его в технических требованиях чертежа по примеру, указанному на рис. 8. В упрощенном обозначении используют знаки сточные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений и, как правило, без пропусков.

Обозначения шероховатости поверхностей на изображении изделия располагают на линиях контура, выносных линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках линий-выносок.

Допускается при недостатке места располагать обозначения шероховатости на размерных линиях или на их продолжениях, а также разрывать выносную линию (рис.8).

Обозначение шероховатости поверхности, в которых знак имеет полку, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рисунках 9 и 10.

Обозначения шероховатости поверхности, в которых знак не имеет полки, располагают относительно основной надписи чертежа так, как показано на рисунке 10.

Примеры расположения обозначения шероховатости	Обозначение шероховатости поверхности знаком с полкой относительно основной надписи
Обозначение шероховатости поверхности знаком с полкой относительно основной надписи	Обозначение шероховатости поверхности знаком без полки относительно основной надписи

При обозначении изделия с разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения, по возможности ближе к месту указания размеров (рис. 12).

При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей изделия обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу чертежа и вместе с условным обозначением,. Это означает, что все поверхности, на которых на изображении не нанесены обозначения шероховатости или знак, должны иметь шероховатость, указанную перед условным обозначением (рис.13). Размеры и толщина линий знака в обозначении шероховатости, вынесенном в правый верхний угол чертежа, должны быть приблизительно в 1,5 раза больше, чем на обозначения, нанесенных на изображении.

Пример обозначения шероховатости поверхности

Указание шероховатости одинаковой для всех поверхностей изделия

Размеры знака, взятого в скобки, должны быть одинаковыми с размерами знаков, нанесенных на изображении.

Указание шероховатости, когда большая часть поверхностей не обрабатывается по данному чертежу

Обозначение шероховатости поверхностей повторяющихся элементов изделия (отверстий, пазов, зубьев и т. п.), количество которых указанно на чертеже, а также обозначение шероховатости одной и той же поверхности наносят один раз, независимо от числа изображений.

Обозначение шероховатости симметрично расположенных элементов симметричных изделий наносят один раз.

Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначения шероховатости (рис.15). Через заштрихованную зону линию границы между участками не проводят (рис.16).

Пример обозначения различной шероховатости на одной поверхности

Пример обозначения различной шероховатости на одной поверхности