3.5 Шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности регламентируется следующими стандартами:

ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики;

ГОСТ 2.309-73*. Шероховатость поверхности. Термины и определения;

ГОСТ 2789-73*. Обозначение шероховатости поверхностей.

Шероховатость поверхности и ее влияние на работу деталей машин

В процессе формообразования деталей на их поверхности появляется шероховатость - ряд чередующихся выступов и впадин сравнительно малых размеров.

Шероховатость может быть следом от резца или другого режущего инструмента, копией неровностей форм или штампов, может появляться вследствие вибраций, возникающих при резании, а также в результате действия других факторов.

Влияние шероховатости на работу деталей машин многообразно:

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

• в стыковых соединениях из-за значительной шероховатости снижается жесткость стыков;

• шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие с ними различного рода уплотнения;

• неровности, являясь концентраторами напряжений, снижают усталостную прочность деталей;

• шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий;

• шероховатость влияет на точность измерения деталей;

• коррозия металла возникает и распространяется быстрее на грубо обработанных поверхностях и т.п.

Параметры шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (рисунок 3), получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью. Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами ее рассматривают в пределах базовой длины .

Базой для отсчета отклонений профиля является средняя линия профиля - линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.

ГОСТ 2789-73* установлены следующие параметры шероховатости (Приложение В).

1) Среднее арифметическое отклонение профиля — это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

,

где - базовая длина;

- отклонение профиля (расстояние между любой точкой профиля и базовой линией ).

При дискретном способе обработки профилограммы параметр рассчитывают по формуле:

,

где — измеренные отклонения профиля в дискретных точках;

— число измеренных дискретных отклонений на базовой длине.

2) Высота неровностей профиля по десяти точкам - это сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины.

,

где - высота -ro наибольшего выступа профиля;

- глубина -ой наибольшей впадины профиля.

Рисунок 3

3. Наибольшая высота неровностей профиля - расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины (рисунок 3).

4. Средний шаг неровностей профиля - среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (рисунок 3).

5. Средний шаг местных выступов - среднее значение шагов местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины (см. рисунок 3).

6. Относительная опорная длина профиля - отношение опорной длины профиля к базовой длине:

,

где - опорная длина профиля (сумма длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины).

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 таблицы. Указывается только в ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или сопряжения.

Нормирование параметров шероховатости

Выбор параметров шероховатости поверхности производится в соответствии с ее функциональным назначением.

Основным во всех случаях является нормирование высотных параметров. Предпочтительно, в том числе и для самых грубых поверхностей, нормировать параметр , который лучше отражает отклонения профиля, поскольку определяется по значительно большему числу точек, чем .

Параметр нормируется в тех случаях, когда прямой контроль с помощью профилометров невозможен (режущие кромки инструментов…).

Числовые значения параметров и приведены в Приложении В. Следует применять в первую очередь предпочтительные значения шероховатости.

В настоящее время существует несколько способов назначения шероховатости поверхности.

Имеются рекомендации по выбору числовых значений для наиболее характерных видов сопряжений, часть которых приведена в таблице 6.

Таблица 6

Характеристика поверхности	Значение параметра Rа мкм
Посадочные поверхности подшипников скольжения	0.4...0.8
Поверхности деталей в посадках с натягом	0.8...1.6
Поверхности валов под уплотнения	0.2...0.4, полировать

Обозначение шероховатости поверхностей

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 поверхности приведена на рисунке 4.

Рисунок 4

Для обозначения на чертежах шероховатости поверхности применяют знаки, приведенные на рисунке 5.

Рисунок 5

Значение параметра шероховатости указывают после соответствующего символа, например: ; ; ; ; ; .

При указании наибольшего значения параметра шероховатости в обозначении приводят параметр шероховатости без предельных отклонений, например: ; .

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

Обозначение шероховатости, одинаковой для части поверхностей изделия, помещают в правом верхнем углу чертежа вместе с условным знаком обозначения шероховатости в скобках . Знак в скобках означает, что все поверхности, на которых на изображении не нанесены обозначения шероховатости, должны иметь шероховатость, указанную перед скобками (рисунок 6).

Параметры шероховатости поверхности, их нормирование, обозначение и изображение на чертежах рассмотрены в [1] «Шероховатость поверхности». Числовые значения параметров шероховатости приведены в Приложении В.

Рисунок 6