Основные теоретические сведения о качестве обработанной поверхности.

Эксплуатационные свойства деталей машин в значительной мере зависят от качества поверхностного слоя деталей. В свою очередь, качество поверхности деталей машин определяется геометрическими и физико-механическими параметрами поверхностного слоя.

Под геометрическими параметрами поверхности деталей понимают параметры шероховатость в отличие от идеальной номинальной поверхности, изображаемой на чертежах, представляет собой сочетание выступов и впадин с различными шагами. Совокупность неровностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности, рассматривая в пределах базовой длины, называется шероховатостью поверхности.

Шероховатость поверхности принято определять по ее профилю, который образуется в сечение этой поверхности, плоскостью, перпендикулярной к номинальной поверхности. При этом профиль рассматривается на длине базовой линии, используемой для оценки геометрических параметров поверхности.

При нормировании шероховатости поверхности принята система отчета, в которой в качестве базовой линии служит средняя линия профиля (рис.1).

Средняя линия профиля (m) - базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная таким образом, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально.

Базовая длина (L) – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности. Числовые значения базовой длины выбираются из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8; 25 мм.

Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии и проходящая через верхнюю точку профиля в пределах базовой длины.

Линия впадин профиля – линия, эквидистантная средней линии и проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины.

Рис. 1. Профиль шероховатости и его характеристика

В соответствии с ГОСТ 2789-73 установлено шесть параметров шероховатости. В том числе три высотных параметра и три шаговых. К высотным параметрам относятся:

Среднее арифметическое отклонение профиля (Ra) – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины L: или

где n – число выбранных точек профиля на базовой длине L.

Таблица 1.

Регламентированные ГОСТом значения Ra в мкм

(предпочтительные значения параметров выделены)

		1,00	0,100	0,010
	8,0	0,80	0,080	0,008
	6,3	0,63	0,063	-
	5,0	0,50	0,050	-
	4,0	0,40	0,040	-
	3,2	0,32	0,032	-
	2,5	0,25	0,025	-
	2,0	0,20	0,020	-
	1,6	0,160	0,0160	-
12,5	1,25	0,125	0,012	-

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

где Hi max – высота i-того наибольшего выступа профиля;

Hi min – глубина i-той наибольшей впадины профиля.

Наибольшая высота профиля (Rmax) - расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

Таблица 2.

Регламентированные ГОСТом значения параметров Rz и Rmax в мкм

(предпочтительное значение параметров выделены)

-			10,0	1,00	0,100
-			8,0	0,80	0,080
-			6,3	0,63	0,063
-			5,0	0,50	0,050
-			4,0	0,40	0,040
-			3,2	0,32	0,032
-		25,0	2,5	0,25	0,025
-		20,0	2,0	0,2	-
		16,0	1,60	0,16	-
		12,5	1,25	0,125	-

Если параметры Ra, Rz, Rmax определены на базовой длине в соответствии с табл.3, то эти базовые длины в требованиях к шероховатости не указываются.

Таблица 3.

Соотношение значений параметров Ra, Rz, Rmax и базовой длины.

Ra, мкм	Rz, Rmax, мкм	1, мм
До 0,025	До 0,10	0,08
Св. 0,025 до 0,4	Св. 0,10 до 1,6	0,25
Св. 0,4 до 3,2	Св. 1,6 до 12,5	0,8
Св. 3,2 до 12,5	Св. 12,5 до 50	2,5
Св. 12,5 до 100	Св. 50 до 400	8,0

К шаговым параметрам относятся:

Средний шаг неровностей профиля (Sm) – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины:

где n – число шагов неровностей профиля.

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

где n – число шагов неровностей профиля по вершинам.

Относительна опорная длина профиля (tp) – отношение опорной длины профиля к базовой длине:

где np – опорная длина профиля, определяемая суммой длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне вид материала профиля линией, эквидистантной средней линии;

Bi – длина отрезка, отсекаемого в материале выступа профиля;

p – уровень сечения профиля, определяемый расстоянием между выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантной линии выступов профиля.

Таблица 4.

Регламентированные ГОСТом значения Sm и S в мм.

-	10,0	1,00	0,100	0,010
-	8,0	0,80	0,080	0,008
-	6,3	0,63	0,063	0,006
-	5,00	0,50	0,050	0,005
-	4,0	0,40	0,040	0,004
-	3,2	0,32	0,032	0,003
-	2,5	0,25	0,025	0,002
-	2,0	0,20	0,020	-
-	1,6	0,16	0,016	-
-	1,25	0,125	0,0125	-