Лекция № 6 «Нормирование и обозначение шероховатости поверхности»

 

Шероховатость и её влияние на качество поверхности.

 

Шероховатостью поверхности согласно ГОСТ 25142-82 называют совокупность микронеровностей с относительно малыми шагами.

Шероховатость поверхности в сочетании с другими её характеристиками (цвет, степень отражательной способности), а также с физическими свойствами поверхностного слоя деталей (степенью упрочнения, глубиной упрочненного слоя, остаточными напряжениями) определяет состояние поверхности и является наряду с точностью формы одной из основных геометрических характеристик её качества.

Шероховатость поверхностей играет большую роль в подвижных соединениях деталей, значительно влияя на трение и износ трущихся поверхностей подшипников, направляющих, ползунов и т.д.

Шероховатость значительно влияет на прочность деталей. Неровности поверхности являются концентраторами напряжений. Чем меньше шероховатость, тем меньше вероятность образования усталостных трещин.

Уменьшение шероховатости улучшает антикоррозионную стойкость деталей.

Наконец величина шероховатости влияет на точность измерения деталей.

Параметры для нормирования и обозначения шероховатости поверхности.

Способы нормирования шероховатости поверхности установлены в ГОСТ 2789-73 и распространяются на поверхности изделий, изготовленных из любых материалов и любыми методами, кроме ворсистых поверхностей.

Рисунок 1 – Шероховатость поверхности, параметры нормирования

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью в нормальном сечении.

Для определения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистость) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной l.

Базой для отсчета отклонений профиля является средняя линия профиля (m) – линия, имеющая форму номинального профиля и приведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение измеряемого профиля до этой линии было минимальным.

Согласно ГОСТ 2789-73 шероховатость поверхности изделий можно оценивать количественно одним или несколькими параметрами:

а) средним арифметическим отклонением профиля (R );

б) высотой неровностей профиля по 10 точкам (R );

в) наибольшей высотой неровностей профиля (R );

г) средним шагом неровностей (S );

д) средним шагом местных выступов профиля (S);

е) относительной опорной длиной профиля (t )

Параметры шероховатости, связанные с высотными свойствами неровностей.

Среднее арифметическое отклонение профиля (R ) – это среднее арифметическое отклонение профиля от средней линии в пределах базовой длины.

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

Наибольшая высота неровностей профиля (R ) – это расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

Параметры шероховатости, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля.

Средний шаг неровностей профиля (S ) – это среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины.

,

где S - шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, пересекающей профиль в трех соседних точках и ограниченной двумя крайними точками.

Средний шаг местных выступов профиля (S) – это среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины.

,

где S - шаг неровностей профиля по вершинам, равный длине отрезка средней линии между проекциями на неё двух наивысших точек соседних выступов профиля.

Числовые значения выше перечисленных параметров приведены в ГОСТ 2789-73.

Параметры шероховатости, связанные с формой неровностей профиля.

Опорная длина профиля () – сумма длин отрезков (b ), отсекаемых на заданном уровне (р) в материале профиля линией, параллельной средней линии в пределах базовой длины.

h р: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60;70; 80; 90 % от R

Относительная опорная длина профиля (t ) – это отношение опорной длины профиля к базовой длине

10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70; 80; 90 %

 

Обозначение шероховатости.

На чертежах требования к шероховатости устанавливаются с помощью условных обозначений по ГОСТ 2.309-73.

Рисунок 2 – Условное обозначение шероховатости на чертежах

 

Выбор параметра шероховатости.

Выбор параметров для нормирования шероховатости должен производиться с учетом назначения и эксплуатационных свойств поверхности. Основным является нормирование высотных параметров. Предпочтительным является параметр R .

Параметры R и R нормируют в тех случаях, когда необходимо ограничить полную высоту неровностей профиля.

Для наиболее ответственных поверхностей нормирование одних высотных параметров может оказаться недостаточным и должно быть дополнено нормированием шаговых параметров или параметра . Шаговые параметры и S существенно влияют на виброустойчивость, прочность при циклических нагрузках.

Параметр t комплексно характеризует высоту и форму неровностей и позволяет судить о фактической площади контакта поверхностей. С параметром связаны такие эксплуатационные свойства, как износоустойчивость, контактная жесткость, герметичность.

 

Выбор числовых значений параметров шероховатости (ГОСТ 2789-73)

 

При нормировании параметров и следует применять в первую очередь предпочтительные значения. Выбор числовых значений параметров шероховатости должен производиться в соответствии с условиями работы изделия. Следует учитывать и возможности обеспечения заданных требований рациональными методами обработки. Повышение этих требований влечет за собой значительное увеличение затрат на обработку, которое может быть оправдано, если будет компенсировано повышением качества изделия.

Для каждого допуска размера () и формы () можно установить минимальные требования к шероховатости:

если

если ;

если