Шорсткість поверхні і методи її оцінки

 

Якість поверхні деталі машини визначається геометричними характеристиками і фізико-механічними властивостями поверхневого шару. Поверхню, що обмежує деталь і відокремлює її від навколишнього середовища, називають реальною поверхнею.

Номінальна поверхня - ідеальна поверхня, номінальна форма якої задана кресленням чи іншою технічною документацією.

Геометричні характеристики якості обробленої поверхні визначаються відхиленнями профілю реальної поверхні від номінальної. Ці відхилення можна підрозділити на три різновиди: шорсткість, хвилястість, відхилення від правильної геометричної форми.

Терміни і визначення щодо параметрів шорсткості поверхні встановлені ГОСТом 25142-82.

Шорсткістю поверхні називають сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кроками, виділених за допомогою базової довжини (рисунок 3.13).

 

Рисунок 3.13 - Елементи шорсткості поверхні

Базова довжина l - довжина базової лінії, яка використовується

для виділення нерівностей, що характеризують шорсткість поверхні.

Базова лінія (поверхня) - лінія (поверхня) заданої, геометричної форми, певним чином проведена щодо профілю (поверхні) і, що служить для оцінки геометричних параметрів поверхні.

Значення параметрів шорсткості поверхні визначаються від єдиної бази, за яку взята середня лінія m. Середня лінія m - базова лінія, що має форму номінального профілю і проведена так, що в межах базової довжини середньоквадратичне відхилення профілю до цієї лінії мінімальне (рисунок 3.13).

Шорсткість поверхні оцінюється на довжині L, що може містити одну чи декілька базових довжин (l).

Значення базової довжини вибирають з ряду: 0,01; 0,03;0,08; 0, 25; 0, 80; 2,5; 8; 25 мм.

Відхилення профілю - відстань між будь-якою точкою профілю і середньою лінією.

Параметри і характеристики шорсткості поверхні (рисунок 3.13) встановлені ГОСТом 2789-73.

Лінія виступів профілю - лінія, що є еквідистантою відносно середньої лінії і проходить через вищу точку профілю в межах базової довжини. Лінія западини профілю - лінія, що є еквідистантою відносно середньої лінії і проходить через нижчу точку профілю в межах базової довжини.

Встановлено шість параметрів шорсткості поверхні.

1 Rа - середнє арифметичне відхилення профілю - середнє арифметичне з абсолютних значень відхилень профілю в межах базової довжини

, (3.11)

де l- базова довжина, n- число обраних точок на базовій довжині.

2 Rz - висота нерівностей профілю за десятьма точками - сума середніх абсолютних значень висот п'яти найбільших виступів профілю і глибини п'яти найбільших западин у межах базової довжини

, (3.12)

де У_рi - висота i-го найбільшого виступу профілю; У_vi - глибина i-ї найбільшої западини профілю.

3 Rmax - найбільша висота нерівностей профілю - відстань між лінією виступів профілю і лінією западин у межах базової довжини l.

4 Sm - середній крок нерівностей профілю - середнє значення кроку нерівностей профілю в межах базової довжини

, (3.13)

де n- число кроків у межах базової довжини l; S_mi - крок нерівностей профілю, який дорівнює довжині відрізка середньої лінії, що обмежує нерівність профілю.

5 S - середній крок місцевих виступів профілю - середнє значення кроку місцевих виступів профілю в межах базової довжини

, (3.14)

де n- число кроків нерівностей по вершинах у межах базової довжини l; Si - крок нерівностей профілю по вершинах, який дорівнює довжині відрізка середньої лінії між проекціями на неї двох найвищих точок сусідніх місцевих виступів профілю.

6 tр - відносна опорна довжина профілю - відношення опорної довжини профілю h_р до базової довжини l:

t_р= h_р /l. (3.15)

Опорна довжина профілю h_р - сума довжин відрізків b_i у межах базової довжини, що відтинаються на заданому рівні P в матеріалі профілю лінією, яка еквідистантна до середньої лінії m:

. (3.16)

Значення параметрів шорсткості поверхні Ra, Rz, Rmax, Sm, t_p наведені в ГОСТі 2789-73. На практиці рекомендується використовувати значення параметрів Ra, тому що зразки для порівняння параметрів шорсткості поверхні виготовляють саме за цим параметром.

ГОСТ 2.309-73 встановлює позначення шорсткості поверхонь і правила нанесення їх на кресленнях виробів.

У позначенні шорсткості поверхні, вид обробки якої конструктор не встановлює, застосовують знак, зображений на рисунку 3.14. У позначенні шорсткості поверхні, що утворюється при видаленні шару матеріалу (гострінням, фрезеруванням, свердленням, шліфуванням, поліруванням, травленням і ін.), використовують знак, зображений на рисунку 3.15. У позначенні шорсткості поверхні, що утвориться без видалення шару матеріалу (литтям, куванням, об'ємним штампуванням, прокатом, волочінням і ін.), застосовують знак, зазначений на рисунку 3.16. Цей же

знак застосовують для позначення поверхонь, що не підлягають обробці, тобто залишаються в стані вихідної заготовки.

 

 

Рисунок 3.14 Рисунок 3.15 Рисунок 3.16