Выбор требований к шероховатости поверхности

 

Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем выбора параметров шероховатости (одного или нескольких), назначения числовых значений выбранных параметров и базовых длин, на которых происходит определение этих параметров. ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» не предусматривает обязательной связи между базовой длиной и определенными числовыми значениями параметров шероховатости, хотя устанавливает их рекомендуемые соотношения.

Выбор вида параметров и характеристик для нормирования шероховатости должен производиться с учетом назначения и требуемых эксплуатационных свойств поверхности (таблица 11). Из высотных параметров шероховатости предпочтительным является параметр Ra как наиболее информативный.

 

 

Таблица 11

Эксплуатационные свойства поверхности и обеспечивающая

их номенклатура параметров шероховатости

Эксплуатационное свойство поверхности	Параметры и характеристики шероховатости, определяющие эксплуатационное свойство
Износоустойчивость при всех видах трения	Ra, (Rz), tр, направление неровностей
Виброустойчивость	Ra, (Rz), Sm, S, направление неровностей
Контактная жесткость	Ra, (Rz), tр
Прочность соединения	Ra, (Rz)
Прочность конструкций при циклических нагрузках	Rmax, Sm, S, направление неровностей
Герметичность соединений	Ra, (Rz), Rmax, tр
Сопротивление в волноводах	Ra, Sm, S

 

Параметры Rz, Rmax могут нормировать по функциональным соображениям, или когда прямой контроль параметра Ra затруднителен по техническим причинам (например, для поверхностей, имеющих малые размеры или сложную конфигурацию). В таких случаях принимают во внимание примерное соотношение Rz ≈ (4…5) Ra.

Рекомендуемые значения высотного параметра Ra для поверхностей типовых сопряжений с учетом вида поверхности и точности ее размеров приведены в таблице 12.

В таблице 13 представлены рекомендуемые значения параметра Ra для типовых сопрягаемых поверхностей при ограниченных значениях допусков формы и/или расположения этих поверхностей в диапазоне от 3 мкм до 40 мкм.

 

Таблица 12

Рекомендуемые значения параметра Ra для типовых сопря-

гаемых поверхностей при точности размеров IT5…IT9, мкм

Соединения	Вид по-верхности	Точность размеров поверхности
IT5	IT6	IT7	IT8	IT6…IT9
Разъемные неподвижные (посадочные поверхнос-ти сменных деталей), при размере до 50 мм   при размере свыше 50 мм	Вал Отверстие Вал Отверстие	0,2 0,4 0,4 0,8	0,4 0,8 0,8 1,6	0,4 0,8 0,8 1,6	0,8 1,6 1,6 3,2
Неразъемные неподвижные собираемые под прессом, при размере до 50 мм   при размере свыше 50 мм	Вал Отверстие Вал Отверстие	0,1 0,2 0,4 0,8	0,2 0,4 0,8 1,6	0,4 0,8 0,8 1,6	0,8 1,6 1,6 3,2
Собираемые способом термической деформации	Вал Отверстие		1,6 3,2
Подшипники скольжения: с сухим или граничным трением с жидкостным трением	Вал Отверстие Вал Отверстие					0,4…0,8 0,8…1,6 0,1…0,4 0,2…0,8

 

Если к элементам деталей кроме допусков размеров предъявляются дополнительные требования точности, ограничивающие отклонения формы и/или расположения поверхностей, то высотные параметры шероховатости соответствующих поверхностей должны быть назначены с учетом этих дополнительных требований.

 

 

Таблица 13

Рекомендуемые значения параметра Ra

для типовых сопрягаемых поверхностей при допусках формы

и/или расположения до 40 мкм, мкм

Соединения	Вид поверхности	Допуск формы (расположения), мкм
3…6	6…16	16…25	25…40
Направляющие скольжения при скоростях относительного перемещения до 5 м/с свыше 5 м/с	Плоские	0,2 0,1	0,4 0,2	0,8 0,4	1,6 0,8
Направляющие качения при скоростях относительного перемещения до 5 м/с свыше 5 м/с	Плоские и цилиндри-ческие	0,1 0,05	0,2 0,1	0,4 0,2	0,8 0,4

 

Связь между высотными параметрами шероховатости поверхностей и допусками макрогеометрии формально отсутствует, поскольку в ГОСТ 24642-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения» сказано, что шероховатость не входит в погрешности формы. Однако в том же стандарте отмечено, что при высотных параметрах шероховатости, соизмеримых с отклонениями формы, их необходимо учитывать. Если расстояния между впадинами и выступами микрорельефа (параметры Rz и Rmax) окажутся большими, чем значения допусков формы, то годные по макрогеометрии детали могут быть забракованы при контроле отклонений формы. Для повышения достоверности контроля следует ограничить высотные параметры шероховатости, увязав их с лимитирующими допусками макрогеометрии поверхностей.

Максимальные значения высотных параметров шероховатости, ограничиваемые такими лимитирующими допусками макрогеометрии, как допуск размера, расположения или формы, должны быть меньше лимитирующего допуска в 2…3 раза. Лимитирующий допуск, как правило, ограничивает шероховатость двух поверхностей или двух противоположных элементов одной поверхности, высотные параметры которых дополнительно накладываются на отклонения формы, расположения и размера. Если лимитирующим является допуск формы номинально цилиндрической поверхности, представленное соотношение сохраняется. Как исключение можно рассматривать ситуацию, когда шероховатость однократно накладывается на реальные отклонения формы и/или расположения, а параметры шероховатости могут превышать половину лимитирующего допуска (например, если лимитирующими высотные параметры шероховатости являются допуски формы плоской поверхности, торцового или полного торцового биения).

В качестве соотношений, приемлемых для нормирования высотных параметров шероховатости поверхностей по лимитирующим значениям допусков макрогеометрии, можно предложить для тривиальных случаев

 

Ra ≤ 0,10 T_lim,

 

или, исходя из того, что для традиционных технологических процессов Rz примерно в 4 раза превышает Ra,

Rz ≤ 0,40 T_lim ,

а для случаев с особо жесткими лимитирующими допусками

Ra ≤ 0,15 T_lim,

 

 

или

Rz ≤ 0,60 T_lim .

Более подробные рекомендации по выбору параметров шероховатости поверхностей содержатся в справочнике [1].