Чем обеспечить шероховатость 0 8
Обновлено: 25.06.2024
В процессе обработки деталей на их поверхности образуются неровности с относительно малыми шагами в виде выступов и впадин, которые называют шероховатостью.
Влияние шероховатости на работу машин многообразно:
- шероховатость поверхности может нарушить характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов;
- значительно снижается жесткость стыков в стыковых соединениях;
- шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие уплотнения;
- неровности являются концентраторами напряжений, снижающими усталостную прочность деталей;
- шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий;
- шероховатость влияет на точность измерений;
- на грубо обработанных поверхностях активно образуется и распространяется коррозия металла.
Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины (ГОСТ 25142-82).
Базовая линия – линия заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля и предназначенная для оценки геометрических параметров поверхности.
Шероховатость поверхности оценивается по профилю, полученному путем сечения реальной поверхности нормальной плоскостью (рис. 1).
Базовая длина l – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, и количественного определения параметров. Числовые значения базовой длины l выбираются из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
Средняя линия профиля m – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, чтобы в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии было минимальным (рис. 1 а).
Отклонение профиля y – расстояние между точкой профиля и базовой линией.
Местный выступ профиля – часть профиля, расположенная между двумя соседними минимумами профиля.
Местная впадина – часть профиля, расположенная между двумя соседними максимумами.
Выступ профиля – часть профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией профиля, направленная из тела. Впадина профиля – часть профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией профиля, направленная в тело. Неровность профиля – выступ профиля и сопряженная с ним впадина профиля.
Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины (рис. 1 б).
Линия впадин профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины.
Уровень сечения профиля – расстояние между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля.
б)
Рисунок 1 – Схемы к определениям терминов, обозначающих элементы профиля поверхности: а – выступов и впадин профиля; б – линии выступов и линии впадин профиля
1. Параметры шероховатости поверхности
В большинстве стран мира в качестве критериев для оценки шероховатости приняты шесть параметров, из которых три характеризуют высоту неровностей (высотные параметры), а три — шаговые размеры неровностей (шаговые параметры).
К высотным параметрам относят среднее арифметическое отклонение профиля Ra, наибольшую высоту профиля Rz и полную высоту профиля Rmax.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
При дискретном способе обработки профилограммы Ra рассчитывается по формуле
где y – измеренное отклонение профиля в дискретных точках; – число дискретных отклонений, измеренных на базовой длине.
Наибольшая высота профиля Rz – сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах базовой длины l.
Полная высота профиля Rmax – сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах длины оценки (рис. 2).
К шаговым параметрам шероховатости относят средний шаг неровностей профиля Sm, средний шаг местных выступов S и относительную опорную длину профиля tp.
Средний шаг неровностей профиля Sm – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (рис. 2):
Рисунок 2 – Схема для определения параметров шероховатости
Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины:
Опорная длина профиля ηp – сумма длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале линией, эквидистантной средней линии (рис. 2):
Опорную длину профиля p определяют на уровне сечения профиля p, т.е. на заданном расстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль, эквидистантной линии выступов.
Относительная опорная длина профиля tp – это отношение опорной длины к базовой длине, выраженное в процентах:
В ответственных случаях, когда по условиям работы необходимо устанавливать дополнительные требования к направлению неровностей поверхности, стандартом предусмотрены типы направления неровностей, представленные в табл. 1.
Таблица 1 – Типы и обозначение неровностей поверхности (ГОСТ 2.309-73)
изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости
изображающей на чертеже поверхность к шероховатости
поверхности, к шероховатости которой
поверхности, к шероховатости которой
2. Назначение параметров шероховатости
Параметры шероховатости поверхностей назначают исходя из применения и конструктивных особенностей деталей машин. В большинстве случаев основными параметрами являются высотные, из которых наиболее информативным является параметр Ra. Этот параметр определен как предпочтительный. Параметр Rz применяется, когда прямой контроль параметра Ra по техническим причинам не представляется возможным.
Износостойкость, контактная жесткость, прочность посадок с натягом и другие эксплуатационные свойства сопрягаемых поверхностей связаны с фактической площадью контакта, выражаемой через параметр tp. Эксплуатационные свойства поверхности и назначаемые параметры шероховатости приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Эксплуатационные свойства поверхности и обеспечивающая их номенклатура параметров шероховатости
Числовые значения параметров шероховатости и базовых длин при нормировании выбираются по табл. 3.
Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допуска размера и формы приведены в табл. 4. Этой таблицей можно пользоваться при назначении норм шероховатости, если по условиям сборки или работы изделий шероховатость поверхности не требуется ограничить более жесткими требованиями.
Таблица 3 – Числовые значения параметров шероховатости и базовой длины (ГОСТ 2789-73)
| Высотные параметры, мкм | |||||||||||||
| Ra | |||||||||||||
| 1000 | 320 | 50* | 8,0 | 2,5 | 0,40* | 0,063 | 0,010 | ||||||
| 800 | 250 | 40 | 6,3* | 1,00 | 0,32 | 0,050* | 0,008 | ||||||
| 630 | 100* | 32 | 5,0 | 0,80* | 0,25 | 0,040 | — | ||||||
| 500 | 80 | 25* | 4,0 | 0,63 | 0,100* | 0,032 | — | ||||||
| 400* | 63 | 10,0 | 3,2* | 0,5 | 0,080 | 0,025* | — | ||||||
| Rz | |||||||||||||
| 1600 | 320 | 63 | 0 | 3,2* | 0,63 | 0,125 | 0,025 | ||||||
| 1250 | 250 | 50* | 12,5 | 2,5 | 0,5 | 0,100* | — | ||||||
| 1000 | 200* | 40 | 10,0 | 2,0 | 0,40* | 0,080 | — | ||||||
| 800 | 160 | 32 | 8,0 | 1,60 | 0,32 | 0,063 | — | ||||||
| 630 | 125 | 25.0* | 6,3* | 1,25 | 0,25 | 0,050 | — | ||||||
| 500 | 100* | 20,0 | 5,0 | 1,00 | 0,20* | 0,040 | — | ||||||
| 400* | 80 | 16, | 4,0 | 0,8 | 0,160 | 0,032 | — | ||||||
| Шаговые параметры, мм | |||||||||||||
| Шаговые параметры Sm и S | |||||||||||||
| 12,5 | 4,0 | 1,25 | 0,40 | 0,125 | 0,040 | 0,0125 | 0,004 | ||||||
| 10,0 | 3,2 | 1,00 | 0,32 | 0,100 | 0,032 | 0,010 | 0,0025 | ||||||
| 8,0 | 2,5 | 0,80 | 0,25 | 0,080 | 0,025 | 0,008 | 0,002 | ||||||
| 6,3 | 2,0 | 0,63 | 0,20 | 0,063 | 0,020 | 0,006 | |||||||
| 5,0 | 1,6 | 0,50 | 0,16 | 0,050 | 0,016 | 0,005 | |||||||
| Относительная опорная длина профиля tp | |||||||||||||
| 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 | |||||||||||||
| Уровень сечения р, % от Rmax | |||||||||||||
| 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 | |||||||||||||
| Базовая длина l, мм | |||||||||||||
| 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 | |||||||||||||
| Примечание. Предпочтительные значения параметров обозначены звездочкой. | |||||||||||||
Таблица 4 – Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размеров и формы, Ra, мкм
Параметры и характеристики
Surface roughness. Parameters and characteristics
Дата введения 1975-01-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 23.04.73 N 995 дата введения установлена 01.01.75
Ограничение срока действия снято Постановлением Госстандарта от 07.05.80 N 2019
Издание (август 2018 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в мае 1980 г., январе 2017 г. (ИУС 7-80, 7-2017)
1. Настоящий стандарт распространяется на шероховатость изделий независимо от их материала и способа изготовления (получения поверхности). Стандарт устанавливает перечень параметров и типов направлений неровностей, которые должны применяться при установлении требований и контроле шероховатости поверхности, числовые значения параметров и общие указания по установлению требований к шероховатости поверхности.
Стандарт не распространяется на шероховатость ворсистых и других поверхностей, характеристики которых делают невозможным нормирование и контроль шероховатости имеющимися методами, а также на дефекты поверхности, являющиеся следствием дефектов материала (раковины, поры, трещины) или случайных повреждений (царапины, вмятины и т.д.).
2. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости поверхности не устанавливаются и шероховатость этой поверхности контролироваться не должна.
3. Требования к шероховатости поверхности должны устанавливаться путем указания параметра шероховатости (одного или нескольких) из перечня, приведенного в п.6, значений выбранных параметров (по п.8) и базовых длин, на которых происходит определение параметров.
Если параметры Ra, Rz, определены на базовой длине в соответствии с табл.5 и 6 приложения 1, то эти базовые длины не указываются в требованиях к шероховатости.
При необходимости дополнительно к параметрам шероховатости поверхности устанавливаются требования к направлению неровностей поверхности, к способу или последовательности способов получения (обработки) поверхности.
Числа из табл.2-4 и п.9 используются для указания наибольших и наименьших допускаемых значений, границ допускаемого диапазона значений и номинальных значений параметров шероховатости.
Для номинальных числовых значений параметров шероховатости должны устанавливаться допустимые предельные отклонения.
Допустимые предельные отклонения средних значений параметров шероховатости в процентах от номинальных следует выбирать из ряда 10; 20; 40. Отклонения могут быть односторонними и симметричными.
4. Требования к шероховатости поверхности не включают требований к дефектам поверхности, поэтому при контроле шероховатости поверхности влияние дефектов поверхности должно быть исключено. При необходимости требования к дефектам поверхности должны быть установлены отдельно.
5. Допускается устанавливать требования к шероховатости отдельных участков поверхности (например,к участкам поверхности, заключенным между порами крупнопористого материала участкам поверхности срезов, имеющим существенно отличающиеся неровности).
Требования к шероховатости поверхности отдельных участков одной поверхности могут быть различными.
2-5. (Измененная редакция, Изм. N 1).
6. Параметры шероховатости (один или несколько) выбираются из приведенной номенклатуры:
Ra - среднеарифметическое отклонение профиля;
Rz - наибольшая высота профиля;
- полная высота профиля;
Sm - средний шаг неровностей;
S - средний шаг местных выступов профиля;
- относительная опорная длина профиля, где - значение уровня сечения профиля.
Параметр Ra является предпочтительным.
(Измененная редакция, Изм. N 1, 2).
7. Типы направлений неровностей поверхности выбирают из табл.1.
Типы направлений неровностей
Параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Перпендикулярно линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Приблизительно кругообразно по отношению к центру поверхности, к шероховатости которой устанавливаются требования
Приблизительно радиально по отношению к центру поверхности, к шероховатости которой устанавливаются требования
Шероховатость поверхности — совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами.
Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной.
Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью.
Числовые значения параметров шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, т.е. базовая линия.
Для количественной оценки шероховатости наиболее часто используют три основных параметра:
- Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.
- Rz — высота неровностей по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).
- Rmax — наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины.
Предпочтительным является параметр Ra, поскольку определяется по большему количеству точек профиля. В связи с этим параметром Ra нормируется шероховатость образцов сравнения, используемых для оценки шероховатости в промышленности.
Параметры Rmax и Rz используют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровности профиля, а также когда прямой контроль Ra с помощью профилометров или образцов сравнения не представляется возможным (поверхности, имеющие малые размеры или сложную конфигурацию, например режущий инструмент).
Требования к шероховатости поверхности устанавливают исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости не устанавливают и шероховатость поверхности не контролируют.
Обозначение шероховатости поверхности
Шероховатость поверхностей 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 включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.
Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.
Что такое квалитет в системе допусков?
Квалитет в системе допусков определяет то минимальное значение точности, которого будет вполне достаточно для надёжного функционирования предмета
Читать также: Как измерить температуру жала паяльника
Теоретически, всё должно быть идеально. Но добиться таких результатов в суровой реальности невозможно. Поэтому приходится мириться с действительностью и определяться, какой уровень качества нас устроит.
Это ни в коем случае не значит, что производитель не стремится сделать всё в лучшем виде. Нет, просто в ходе долгих исследований были уточнены параметры, которые соответствуют допустимому уровню точности.
Успокоить себя можно тем, что ни один производитель не рискнёт пустить в продажу некачественные изделия – удар по репутации и финансовые потери.
Знаки для обозначения шероховатости поверхности в зависимости от вида ее обработки
Основной знак, соответствующий обычному условию нормирования шероховатости, когда метод образования поверхности чертежом не регламентируется.
Знак, соответствующий, конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована удалением слоя материала, например, точением, шлифованием, полированием, травлением и т. п. (конкретный вид обработки может и не указываться).
Знак, соответствующий конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована без удаления поверхностного слоя материала, например, литьем, штамповкой, прессованием (конкретный вид образования поверхности может и не указываться).
Классификация поверхностей
При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:
- Рабочие поверхности, имеющие сопряжение с изменением местоположения в ходе осуществляемого процесса, по отношению друг к другу (механизмы двигателей, насосов и т.д.). Детали, используемые в механизмах обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать величинам Ra=2.5-0.16 мкм, Rz=10-0.8 мкм.
- Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
- Ограничительные и соединительные поверхности – элементы служащие ограничением для работающих механизмов (корпуса приборов, станков и т.д.). Данные поверхности в зависимости от требований могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
- Поверхности, требующие специальной обработки (детали внешних корпусов механизмов, агрегатов). Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5.0-1.25 мкм, Rz=20-6.3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов, приборов у которых показатели должны, находится на уровне Ra=0.63-0.08 мкм, Rz=3.2-0.4 мкм.
- Используя данные качества поверхности, получаемые при различных методах обработки можно выстраивать технологическую цепочку, обеспечивающую наибольшую эффективность и сокращение времени обработки деталей.
Читать также: Как правильно высверлить шпильку
Классы шероховатости поверхности
Нормативные данные также содержатся в ГОСТ 2.309-73 согласно, которому наносятся обозначения на чертежи и содержат характеристики поверхностей по установленным правилам и обязательны для всех промышленных предприятий. Необходимо также учитывать, что знаки и их форма, наносимые на чертежи должны иметь установленный размер с указанием числового значения неровности поверхности. Регламентируется высота знаков, указывается вид обработки.
Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:
- первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление, фрезерование и т.д.);
- второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем ковки, литья, прокатки;
- третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать Ra или Rz.
В случае отсутствия знака на чертеже, поверхностный слой не подвергается специальной обработке.
На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:
- с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
- без удаления верхнего слоя детали.
При удалении верхнего слоя материала в основном используется специальный инструмент, предназначенный для выполнения определенных действий – сверления, фрезерования, шлифования, точения, и т.д. В ходе обработки происходит нарушение верхнего слоя материала с образованием остаточных следов от используемого инструмента.
При конструировании и изготовлении деталей параметры неровностей задает конструктор, основываясь на техническом задании определяющим характеристики изделия в зависимости от требований, предъявляемых к изготовляемому механизму, технологии используемой при производстве и степени обработки.
Примеры обозначения шероховатости поверхности
| Графическое изображение шероховатости | Пояснение |
| Указано числовое значение параметра, соответствующие наиболее грубой допускаемой шероховатости, т.е. наибольшему предельному значению для параметра Ra, Rz и Rmax. Значения параметров Ra, Rz и Rmax указывают в мкм. | |
| Указано наименьшее значение параметра шероховатости. Способ применяется в отдельных случаях, когда для правильного функционирования недопустима слишком гладкая поверхность. | |
| Указаны числовые значения, соответствующие наибольшему и наименьшему предельным значениям нормируемого параметра. Значение, указываемое сверху, соответствует наиболее грубой допускаемой шероховатости. | |
| Указано номинальное значение параметра с предельными отклонениями от него в % от номинального значения. Способ применяют в основном для образцов сравнения шероховатости поверхности или для образцовых деталей, служащих тем же целям. | |
| Указана шероховатость поверхностей образующих контур. | |
| Указан вид обработки поверхности. Указывается только в тех случаях, когда данный вид обработки является единственным, обеспечивающим требуемое качество поверхности. |
Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхности с разъяснением его в технических требованиях чертежа. В упрощенном обозначении используют строчные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений.
Классы шероховатости.
ГОСТ 2789-73
Стандарт устанавливает специальные параметры и классы для оценки поверхности.
Параметры шероховатости поверхности.
- Rz, мКм – средняя высота микронеровностей по 10 точкам (1 мКм = 0,001 мм).
Проводим любую линию. По отношению к ней расстояния до 5 выступов и до 5 впадин – среднее расстояние между находящимися в пределах базовой длины l
пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин, нумеруем от линии, параллельной средней линии.
- Ra, мКм – среднее арифметическое отклонение профиля – среднее заключение, в пределах базовой длиныl
, расстояние точек выступов и точек впадин от средней линии:
Базовая длина – длина участка поверхности, используемая для выделения поверхности, характерных шероховатости поверхности. Обычно значения базовой длины берутся в пределах 0,08…8 мм. Кроме высотных существуют шаговое параметры шероховатости
Sш – средний шаг неровностей профиля.
S – средний шаг неровностей профиля по вершинам.
ГОСТ 2789-73
Классы шероховатости.
ГОСТом установлено 14 классов чистоты поверхности.
Классификацию шероховатости поверхности производят по числовым значениям параметров Ra иRz при нормированых базовых данных в соответствии с таблицей.
Числовые значения величин шероховатости Ra
и
Rz
и базовые длины (
l
) (по ГОСТу 2789-59)
длина lвмм
Чем выше класс (меньшее числовое значение параметра), тем поверхность более гладкая (чище). Классы шероховатости с 1 – 5, с 13 – 14 определяются параметром Rz, все остальные с 6 по 12 – параметромRa.
Шероховатость поверхности детали задается при конструировании, исходя из функционального назначения детали, т.е. из условий её работы, либо из эстетических соображений.
Нужный класс чистоты обеспечивается технологией изготовления детали.
Шероховатость каждой поверхности детали должна соответствовать назначению этой поверхности. Степень неровности поверхности определяется высотой неровности на данном участке поверхности.
При составлении эскизов с натуры для определения шероховатости поверхностей детали должны быть измерены высоты неровностей поверхности определённой длины, установленной ГОСТом.
Измерение производится специальными приборами (микроскопами и профилографоми) или сравнением с образцами – эталонами.
При составлении эскизов с натуры при деталировании сборных чертежей для приближенного определения шероховатости поверхности детали, в том случае, когда не представляется возможным воспользоватся приборами точного измерения, надо установить назначение данной поверхности и в зависимости от этого определить класс чистоты поверхности.
Знаки обозначения шероховатости должны острием касаться обрабатываемой поверхности и быть направлены к ней со стороны обработки.
| Обозначение шероховатости при различном поверхностей. |
Обозначение шероховатости на изображении детали распологают на линиях контура, на высотных линиях (по возможности ближе к размерной линии) или на полках.
Шероховатость поверхностей, повторяющихся элементов деталей (отверстий, пазов и т.п.) наносим на чертеже один раз.
Если все поверхности детали имеют одинаковую шероховатость, то обозначение выносят в правый верхний угол чертежа, располагая его на расстоянии 5-10 мм от рамки.
Если одинаковый д.б. шероховатость части поверхности, то в правом верхнем углу чертежа помещают обозначение этой шероховатости и рядом знак , взятый в скобках. Это означает, что все поверхности, на которых на изображениях помещены обозначения шероховатости или знак , должна иметь шероховатость, указанная перед скобкой.
Примеры:
Шероховатость поверхностей деталей:
Д ля втулок:
- торцевые поверхности
- наружные поверхности
- конические расточки
- торцевая поверхность,
граничащая с расточкой
Знак шероховатости проставляется на том изображении, где указан размер, определяющий положение этой поверхности. Нельзя указывать шероховатость на виде, где нет указания размеров.
Условные обозначения направлений неровностей поверхности
| Графическое изображение шероховатости | Пояснение |
| Параллельное направление неровностей (параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность). | |
| Перпендикулярное направление неровностей (перпендикулярно к линии, изображающей на чертеже поверхность). | |
| Перекрещивающееся направление неровностей (перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность). | |
| Произвольное направление неровностей (различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность). | |
| Кругообразное направление неровностей (приблизительно кругообразно по отношению к центру поверхности). | |
| Радиальное направление неровностей (приблизительно радиально по отношению к центру поверхности). | |
| Хаотичное направление неровностей. |
Высота знака условного обозначения направления неровностей должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел.
В процессе обработки деталей на их поверхности образуются неровности с относительно малыми шагами в виде выступов и впадин, которые называют шероховатостью.
Влияние шероховатости на работу машин многообразно:
- шероховатость поверхности может нарушить характер сопряжения деталей за счет смятия или интенсивного износа выступов;
- значительно снижается жесткость стыков в стыковых соединениях;
- шероховатость поверхности валов разрушает контактирующие уплотнения;
- неровности являются концентраторами напряжений, снижающими усталостную прочность деталей;
- шероховатость влияет на герметичность соединений, на качество гальванических и лакокрасочных покрытий;
- шероховатость влияет на точность измерений;
- на грубо обработанных поверхностях активно образуется и распространяется коррозия металла.
Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины (ГОСТ 25142-82).
Базовая линия – линия заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля и предназначенная для оценки геометрических параметров поверхности.
Шероховатость поверхности оценивается по профилю, полученному путем сечения реальной поверхности нормальной плоскостью (рис. 1).
Базовая длина l – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, и количественного определения параметров. Числовые значения базовой длины l выбираются из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.
Средняя линия профиля m – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, чтобы в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии было минимальным (рис. 1 а).
Отклонение профиля y – расстояние между точкой профиля и базовой линией.
Местный выступ профиля – часть профиля, расположенная между двумя соседними минимумами профиля.
Местная впадина – часть профиля, расположенная между двумя соседними максимумами.
Выступ профиля – часть профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией профиля, направленная из тела. Впадина профиля – часть профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией профиля, направленная в тело. Неровность профиля – выступ профиля и сопряженная с ним впадина профиля.
Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины (рис. 1 б).
Линия впадин профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины.
Уровень сечения профиля – расстояние между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля.
б)
Рисунок 1 – Схемы к определениям терминов, обозначающих элементы профиля поверхности: а – выступов и впадин профиля; б – линии выступов и линии впадин профиля
1. Параметры шероховатости поверхности
В большинстве стран мира в качестве критериев для оценки шероховатости приняты шесть параметров, из которых три характеризуют высоту неровностей (высотные параметры), а три — шаговые размеры неровностей (шаговые параметры).
К высотным параметрам относят среднее арифметическое отклонение профиля Ra, наибольшую высоту профиля Rz и полную высоту профиля Rmax.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:
При дискретном способе обработки профилограммы Ra рассчитывается по формуле
где y – измеренное отклонение профиля в дискретных точках; – число дискретных отклонений, измеренных на базовой длине.
Наибольшая высота профиля Rz – сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах базовой длины l.
Полная высота профиля Rmax – сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах длины оценки (рис. 2).
К шаговым параметрам шероховатости относят средний шаг неровностей профиля Sm, средний шаг местных выступов S и относительную опорную длину профиля tp.
Средний шаг неровностей профиля Sm – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (рис. 2):
Рисунок 2 – Схема для определения параметров шероховатости
Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины:
Опорная длина профиля ηp – сумма длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале линией, эквидистантной средней линии (рис. 2):
Опорную длину профиля p определяют на уровне сечения профиля p, т.е. на заданном расстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль, эквидистантной линии выступов.
Относительная опорная длина профиля tp – это отношение опорной длины к базовой длине, выраженное в процентах:
В ответственных случаях, когда по условиям работы необходимо устанавливать дополнительные требования к направлению неровностей поверхности, стандартом предусмотрены типы направления неровностей, представленные в табл. 1.
Таблица 1 – Типы и обозначение неровностей поверхности (ГОСТ 2.309-73)
изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости
изображающей на чертеже поверхность к шероховатости
поверхности, к шероховатости которой
поверхности, к шероховатости которой
2. Назначение параметров шероховатости
Параметры шероховатости поверхностей назначают исходя из применения и конструктивных особенностей деталей машин. В большинстве случаев основными параметрами являются высотные, из которых наиболее информативным является параметр Ra. Этот параметр определен как предпочтительный. Параметр Rz применяется, когда прямой контроль параметра Ra по техническим причинам не представляется возможным.
Износостойкость, контактная жесткость, прочность посадок с натягом и другие эксплуатационные свойства сопрягаемых поверхностей связаны с фактической площадью контакта, выражаемой через параметр tp. Эксплуатационные свойства поверхности и назначаемые параметры шероховатости приведены в табл. 2.
Таблица 2 – Эксплуатационные свойства поверхности и обеспечивающая их номенклатура параметров шероховатости
Числовые значения параметров шероховатости и базовых длин при нормировании выбираются по табл. 3.
Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допуска размера и формы приведены в табл. 4. Этой таблицей можно пользоваться при назначении норм шероховатости, если по условиям сборки или работы изделий шероховатость поверхности не требуется ограничить более жесткими требованиями.
Таблица 3 – Числовые значения параметров шероховатости и базовой длины (ГОСТ 2789-73)
| Высотные параметры, мкм | |||||||||||||
| Ra | |||||||||||||
| 1000 | 320 | 50* | 8,0 | 2,5 | 0,40* | 0,063 | 0,010 | ||||||
| 800 | 250 | 40 | 6,3* | 1,00 | 0,32 | 0,050* | 0,008 | ||||||
| 630 | 100* | 32 | 5,0 | 0,80* | 0,25 | 0,040 | — | ||||||
| 500 | 80 | 25* | 4,0 | 0,63 | 0,100* | 0,032 | — | ||||||
| 400* | 63 | 10,0 | 3,2* | 0,5 | 0,080 | 0,025* | — | ||||||
| Rz | |||||||||||||
| 1600 | 320 | 63 | 0 | 3,2* | 0,63 | 0,125 | 0,025 | ||||||
| 1250 | 250 | 50* | 12,5 | 2,5 | 0,5 | 0,100* | — | ||||||
| 1000 | 200* | 40 | 10,0 | 2,0 | 0,40* | 0,080 | — | ||||||
| 800 | 160 | 32 | 8,0 | 1,60 | 0,32 | 0,063 | — | ||||||
| 630 | 125 | 25.0* | 6,3* | 1,25 | 0,25 | 0,050 | — | ||||||
| 500 | 100* | 20,0 | 5,0 | 1,00 | 0,20* | 0,040 | — | ||||||
| 400* | 80 | 16, | 4,0 | 0,8 | 0,160 | 0,032 | — | ||||||
| Шаговые параметры, мм | |||||||||||||
| Шаговые параметры Sm и S | |||||||||||||
| 12,5 | 4,0 | 1,25 | 0,40 | 0,125 | 0,040 | 0,0125 | 0,004 | ||||||
| 10,0 | 3,2 | 1,00 | 0,32 | 0,100 | 0,032 | 0,010 | 0,0025 | ||||||
| 8,0 | 2,5 | 0,80 | 0,25 | 0,080 | 0,025 | 0,008 | 0,002 | ||||||
| 6,3 | 2,0 | 0,63 | 0,20 | 0,063 | 0,020 | 0,006 | |||||||
| 5,0 | 1,6 | 0,50 | 0,16 | 0,050 | 0,016 | 0,005 | |||||||
| Относительная опорная длина профиля tp | |||||||||||||
| 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 | |||||||||||||
| Уровень сечения р, % от Rmax | |||||||||||||
| 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 | |||||||||||||
| Базовая длина l, мм | |||||||||||||
| 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 | |||||||||||||
| Примечание. Предпочтительные значения параметров обозначены звездочкой. | |||||||||||||
Таблица 4 – Минимальные требования к шероховатости поверхности в зависимости от допусков размеров и формы, Ra, мкм
Читайте также: