3.4. Шероховатость поверхности

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* Обозначение шероховатости поверхностей.

3.4.1. 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 возникать 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.

3.4.2. Параметры шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (рис. 3.13), получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью. Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами её рассматривают в пределах базовой длины I.

Базой для отсчета отклонений профиля является средняя линия профиля m-m - 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 (см. рис. 3.13).

1. Среднее арифметическое отклонение профиля Rg - это среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины

Ra=]\\y(x)\dx.

где I - базовая длина;

у- отклонение профиля (расстояние между любой точкой профиля и базовой линией т-т). При дискретном способе обработки профилограммы параметр Rg рассчитывают по формуле:

где у,- - измеренные отклонения профиля в дискретных точках;

л - число измеренных дискретных отклонений на базовой длине.

Рис. 3.13

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

где у pi - высота /-го наибольшего выступа профиля; Уи" - глубина /-Й наибольшей впадины профиля.

3. Наибольшая высота неровностей профиля R„aj< - расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины (см. рис. 3.13).

4. Средний шаг неровностей профиля S„ - среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины (см. рис. 3.13).

5. Средний шаг местных выступов S - среднее значение шагов местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины (см. рис 313)

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

длине

1 "

где Ь,- - опорная длина профиля (сумма длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне р в 1=1

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 табл. 3.11. Указывается только в ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали или сопряжения.

Таблица 3.11

№ п/п

Тип направлений неровностей

Схематическое изображение

Обозначение

№ п/п

Тип направлений неровностей

Схематическое изображение

Обозначение

Параллельное

0.4/

Произвольное

Перпендикулярное

0.8 /

Кругообразное

0.8/

Перекрещивающееся

V77,

Радиальное

0.4/

3.4.3. Нормирование параметров шероховатости поверхности

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 Rg, который лучше отражает отклонения профиля, поскольку определяется по значительно большему числу точек, чем Rj

Параметр Rj нормируется в тех случаях, когда прямой контроль Rg с помощью профилометров невозможен (режущие кромки инструментов и т. п.).

Числовые значения параметров Rg и Rj приведены в приложении. Следует применять в первую очередь предпочтительные значения.

В настоящее время существует несколько способов назначения шероховатости поверхности.

1 Имеются рекомендации [10] по выбору числовых значений для наиболее характерных видов сопряжений, часть которых приведена в табл. 3.12.

Таблица 3.12

2. Шероховатость устанавливается стандартами на детали и изделия, а также на поверхности, с которыми они сопрягаются, например, требования к шероховатости поверхностей под подшипники качения (табл 313)

3. Когда отсутствуют рекомендации по назначению шероховатости поверхности, ограничения шероховатости могут быть связаны с допуском размера {IT), формы (FF) или расположения (FF) Большинство геометрических отклонений детали должно находиться в пределах поля допуска размера (рис. 3.14).