Назначение параметров шероховатости

НОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ И МЕТОДЫЕЕ КОНТРОЛЯ

Общие сведения

Поверхности деталей машин преимущественно ограничены плоскостями или поверхностями вращения (цилиндрическими, коническими, сферическими и др.). Микропрофиль поверхности (шероховатость) в процессе формообразования детали образуется вследствие взаимного перемещения инструмента и заготовки, копирования геометрии инструмента, процессов пластической деформации, наростообразования и т.д.

К шероховатости относят отклонения поверхности, для которых выполняется условие

,

где – высота профиля; – средний шаг местных выступов профиля.

Несмотря на малые размеры неровностей, шероховатость поверхности оказывает влияние на многие эксплуатационные свойства деталей [5]: контактные деформации (прочность неподвижных соединений с натягом, герметичность соединений), трение и износ, коррозионную стойкость, концентрацию напряжений (сопротивление усталости, сопротивление ударным нагрузкам), обтекаемость жидкостями и газами, электроконтактное сопротивление, магнитные свойства и др.

В России впервые критерий шероховатости был стандартизирован в 1928 году, когда шероховатость поверхности была разделена на четыре группы и обозначалась соответствующим количеством треугольников. В настоящее время параметры и нормы шероховатости поверхности устанавливают ГОСТ 2789-73 и ГОСТ 25142-82. Высота неровностей шероховатости нормируется в диапазоне 0,025 …1600 мкм на базовой длине, выбранной из стандартного ряда от 0,01 мм до 25 мм (табл. П8).

Термины и определения

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей (микропрофиль) поверхности с относительно малыми шагами, выделенная на каком-либо участке с помощью базовой длины.

Рис. 73. Базовые линии профиля

Базовая длина l – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности (рис. 73).

Базовая линия (поверхность) – линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров шероховатости.

Базовая линия по форме повторяет заданную конструктором номинальную линию, образующую поверхность детали.

Средняя линия профиля m – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально (см. рис. 73).

Средняя линия профиля является удобной базой для определения всех числовых значений параметров шероховатости поверхности и единственной для оценки параметров и , определения для которых приведены ниже _.

,

где - число шагов в пределах базовой длины.

Шаг местных выступов (по вершинам) – отрезок средней линии между проекциями на нее наивысших точек соседних местных выступов профиля (см. рис. 67).

Средний шаг местных выступов профиля S - среднее арифметическое значение шага местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины:

,

где - число шагов в пределах базовой длины.

Уровень сечения профиля – расстояние между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля (рис. 76).

Рис. 76. Опорная длина профиля

При задании характеристик шероховатости поверхности уровень стараются задать на уровне опорной линии – линии, по которой происходит фактический контакт сопрягаемых деталей.

Уровень сечения профиля отсчитывается от линии выступов и выбирается в процентах от из значений, установленных в ГОСТ 2789-73, которые приведены в табл. П8.

Опорная длина профиля – сумма длин отрезков , отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины (см. рис. 76):

.

Относительная опорная длина профиля – отношение опорной длины профиля к базовой длине:

.

Относительная опорная длина профиля определяется в процентах от базовой длины из числовых значений, установленных в ГОСТ 2789-73 (см. табл. П8).

Назначение параметров шероховатости

И их числовых значений

Для обеспечения заданного качества изделий (исходя из функционального назначения поверхности деталей) устанавливают требования к шероховатости. Если в этом нет необходимости, параметры шероховатости не устанавливают и шероховатость не контролируют.

Требования к шероховатости устанавливают без учета дефектов поверхности (царапин, раковин и т.д.).

Обычно величины параметров шероховатости назначают в соответствии с точностью исполняемого размера. В отдельных случаях для придания поверхности особых свойств (оптических, адгезионных и т.п.) от этого правила конструктор может отойти. При этом значения параметров шероховатости устанавливаются таким образом, что обеспечить заданные свойства. Для неответственных деталей шероховатость определяется требованиями технической эстетики, коррозионной стойкости и технологией изготовления.

ГОСТ 2789-73 устанавливает нормы на шесть основных параметров микрогеометрии поверхности:

, , – высотные характеристики неровностей, мкм;

, – характеристики шероховатости в направлении длины профиля, мм;

– характеристика шероховатости, связанная с формой неровностей профиля, %.

Параметр определяется стандартом (ГОСТ 2789-73) в качестве предпочтительного.

Числовые значения перечисленных параметров шероховатости (наибольшие, наименьшие, номинальные или диапазоны значений) выбираются из таблиц ГОСТ 2789-73 (см. табл. П8).

Требование к шероховатости поверхности устанавливают путем указания базовой длины, параметров шероховатости и их числовых значений.