3. Шероховатость поверхности

1. Общие сведения

На поверхности детали, обработанной тем или иным способом, остаются следы обработки. Например, после точения остаются в виде неровностей следы от режущих кромок инструмента (рис. 5.6, а). На рис. 5.6, б приведена профилограмма поверхности, полученная с помощью профилографа при вертикальном увеличении до 2000 раз.

Шероховатость поверхности влияет на эксплуатационные свой­ства поверхности:

• может нарушать характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов профиля;

6

Рис. 5.6. Шероховатость поверхности после токарной обработки (а); профи­лограмма обработанной поверхности (б)

Шероховатость поверхности регламентируется следующими стан­дартами:

• ГОСТ 25142-82. «Шероховатость поверхности. Термины и оп­ределения».

• ГОСТ 2789-73 . «Шероховатость поверхности. Параметры и ха­рактеристики».

• ГОСТ 2.309-73 . ЕСКД. «Обозначения шероховатости поверхностей».

Шероховатостью поверхности называется совокупность неров­ностей с относительно малыми шагами, выделенная с помощью ба­зовой длины / (см. рис. 5.6). Представление о реальном профиле ше­роховатой поверхности дают профилограммы, получаемые ощупы­ванием исследуемой поверхности или ее фотографированием. При оценке параметров шероховатости по профилограмме используется система средней линии т—т. Средняя линия проводится в пределах базовой длины / по равенству сумм площадей выступов и впадин по обе ее стороны. Средняя линия служит базой для отсчета отклоне­ний профиля и имеет форму номинального профиля.

2. Параметры шероховатости

ГОСТ 2789-73^I устанавливает 6 параметров шероховатости, ко­торые делятся на три группы: высотные, связанные с высотными свойствами неровностей, шаговые, связанные со свойствами неров­ностей в направлении длины профиля, и опорные, связанные с фор­мой неровностей профиля.

Высотные параметры. Среднее арифметическое отклонение неров­ностей профиля R_a (мкм) — это среднее арифметическое из абсо­лютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины (рис. 5.7):

1

/

R

а

/

\\y{x\dx,

о где / — базовая длина;

у — отклонение профиля (расстояние между любой точкой профиля и ба­зовой линией т—т).

При дискретном способе обработки профилограммы параметр R_a рассчитывают по формуле

S,

/

Линия выступов

■m

Рис. 5.7. Профилограмма поверхности

где у, — измеренные отклонения профиля в дискретных точках; п — число измеренных дискретных отклонений на базовой длине.

R

Z

5

5

5

Высота неровностей профиля по десяти точкам R_z (мкм) — это сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выс­тупов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в преде­лах базовой длины:

где у' ■ — высота /-го выступа профиля (см. рис. 5.7);

y_vi — глубина /'-й впадины профиля.

Наибольшая высота неровностей профиля 7?_тах (мкм) — рассто­яние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины (см. рис. 5.7).

При нормировании шероховатости параметр R_a является пред­почтительным. Связь между R_a и R₇ ориентировочно определяется

R_a ~ 0,25 R_z при R_z > 10 мкм; R_a ~ 0,2 R_z при R_z < 10 мкм.

Шероховатость поверхности может быть рекомендована стандар­тами на детали и изделия или опытом использования характерных видов сопряжения (для подшипников скольжения R_a = 0,4 - 0,8 мкм, для посадки с натягом R_a = 0,8 - 1,6 мкм, для поверхности под уп­лотнения R_a - 0,2 - 0,4 мкм + полировка) и др.

В зависимости от допуска размера и уровня относительной гео­метрической точности параметры R_a (R_z) могут назначаться, исхо­дя из следующих зависимостей, приведенных на примере в табл. 5.12.

Таблица 5.12

Связь между допуском размера Т и величиной R_a

Размер, допуск размера	Уровень относи­тельной геометри­ческой точности	Величина допуска фор­мы, мкм	Величина параметра шероховатости, мкм
04ОН7 Т= 25 мкм	А	TF=0,3T= 0,3-25 = 7,5	Ra = 0,05 Т = 0,05-25 = = 1,25
	В	TF= 0,27"= 0,2-25 = 5,0	Я = 0,0257"= = 0,025-25 =0,63
	С	TF= 0,127"= 0,12-25 = 3,0	Я = 0,0127"= = 0,012-25 = 0,3

Шаговые параметры. Средний шаг неровностей профиля S_m (мм) — это среднее значение шага неровностей профиля по средней линии в пределах базовой длины (см. рис. 5.7).

Средний шаг местных выступов S (мм) — это среднее значение шагов местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины (см. рис. 5.7).

где п — число шагов в пределах базовой длины /.

Опорные параметры. Относительная опорная длина профиля t_p — отношение опорной длины профиля к базовой длине:

t = (г| //)-100%,

Р ⁴ 'р '

п

2Ь =1 ‘

^гдет1р

— опорная длина профиля — сумма длин отрезков b_t, отсекае­

мых на заданном уровне сечения профиляр (см. рис. 5.7) в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины.

Величина t_p позволяет устанавливать требования к эксплуатаци­онным свойствам поверхности, связанным с динамикой ее изнашива­ния: чем больше опорная длина профиля, тем больше площадь кон­такта рассматриваемой поверхности на данном уровне сечения р. Обозначение этого параметра ^г60 40 читается следующим образом: относительная опорная длина профиля 40 % на уровне сечения 60 %.

Качественные параметры шероховатости. Кроме перечисленных шести количественных параметров, стандартом установлены два ка­чественных параметра.

1. Вид обработки. Указывается в том случае, когда шероховатость поверхности следует получить только определенным способом.

2. Тип направлений неровностей. Выбирается из табл. 5.13. Ука­зывается только в ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или сопряжения.

Таблица 5.13

№

пп

Тип на- правлений неровно- стей

Схемати­

ческое

изображе­

ние

Обозна­

чение

№

пп

Тип на- правлений неровно- стей

Схемати­

ческое

изображе­

ние

Обозначе­

ние

Парал­

лельное

Произ­

вольное

А "X А Л .

: х х х х х х х х : : х х х х х х х х :

jMIR_a 0,8

77777

JC!R_a 0,8

77777

Перпен­

дикуляр­

ное

Jj./R_a0,8

77777

Кругооб­

разное

77777

Пере­

крещи­

вающееся

s/x/R_a 1,6

Радиаль­

ное

Jrira*.

77777

Направление неровностей