Метрология




Шероховатость поверхности



Как упоминалось в предыдущей статье, изготовить любую деталь в соответствии с номинальными требованиями невозможно – всегда присутствуют погрешности размеров и форм, обусловленные несовершенством технологии, оборудования и средств измерения, а также человеческим фактором.
Отклонения геометрических параметров, таких, как прямолинейность, круглость и плоскостность, выражаются в макро- и микронеровностях, которые, в зависимости от характера погрешностей формы называют волнистостью или шероховатостью.

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами.
Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной. шероховатость поверхности Волнистость и другие виды отклонения формы и профиля на ограниченном базовой длиной участке имеют единичные отклонения от номинальной линии профиля (поверхности), а шероховатость на таком же участке характеризуется многочисленными выступами и впадинами (см. рис. 1).

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля (выступам и впадинам), получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью.
Числовые значения параметров шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, т.е. базовая линия.
Для количественной оценки шероховатости и обозначения ее в технических документах (чертежах, конструкторской и технологической документации) наиболее часто используют три основных параметра:

Ra - среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины, т. е. учитываются размеры всех выступов и впадин на протяжении базовой длины, по которым определяется среднее арифметическое значение отклонения от базовой линии.

Rz - высота неровностей по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).

Rmax - наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины, заключающаяся в разности между максимальными выступом и впадиной в пределах базовой длины.

Предпочтительным является параметр Ra, поскольку определяется по большему количеству точек профиля и наиболее точно оценивает шероховатость исследуемой поверхности по базовой длине. В связи с этим параметром Ra нормируется шероховатость образцов сравнения, используемых для оценки шероховатости в промышленности и машиностроении.

Параметры Rmax и Rz используют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровности профиля, а также когда прямой контроль Ra с помощью профилометров или образцов сравнения не представляется возможным (поверхности, имеющие малые размеры или сложную конфигурацию, например режущий инструмент).

Требования к шероховатости поверхности устанавливают исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости не устанавливают и шероховатость поверхности не контролируют.

Способы измерения шероховатости поверхностей

В машиностроении наиболее часто используют следующие способы измерения шероховатости поверхностей:

  • Визуальный, заключающийся в сравнении образца с измерительным эталоном (шаблоном);
  • Бесконтактный - при помощи микроскопа со специальной шкалой отклонений формы поверхности;
  • Контактный при помощи специального прибора - профилометра.

***



Обозначение шероховатости поверхностей на чертежах

Правила нанесения обозначения шероховатости поверхностей на чертежах установлены ГОСТ 2.309-73 (СТ СЭВ 1632-79).
Исходя из числовых значений параметров Ra и Rz ГОСТ 2789–73 устанавливает 14 классов шероховатости. Наиболее распространенными в машиностроении являются 1 – 8 классы (таблица 1).

Таблица 1 – Размеры шероховатости поверхности (ГОСТ2789–73)

Классы
шероховатости
Параметр R a,
мкм
Параметр R z,
мкм
Базовая длина,
мм
1
100 – 50
320 – 160
8,0
2
25
160 – 80
8,0
3
12,5
50 - 40
8,0
4
6,3
25 - 20
2,5
5
3,2
12,5
2,5
6
1,6
6,3
0,8
7
0,8
3,2
0,8
8
0,4
1,6
0,8

Для обозначения шероховатости на чертежах, согласно ГОСТ 2.309–73, применяется условный графический знак с цифровым и текстовым сопровождением.
Структура обозначения шероховатости поверхности показана на рис. 2. Когда в обозначении указывают лишь значения параметра шероховатости (Ra или Rz), полку знака не вводят.

условное обозначение шероховатости поверхностей на чертежах
Знаки, обозначающие шероховатость поверхностей

Для обозначения шероховатости поверхностей применяют знаки, приведенные на рис. 3.
Для обозначения шероховатости поверхности, вид обработки которой не устанавливается, применяют знак, показанный на рис. 3, а.
Для обозначения поверхности, которая должна быть образована удалением слоя материала, применяют знак, изображенный на рис. 3, б.
Для обозначения поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала или сохранена в состоянии поставки, применяют знак, показанный на рис. 3, в.
Высота h знаков обозначения шероховатости должна быть приблизительно равна высоте цифр размерных чисел.
Высота Н берется в 1,5 - 3 раза больше h (см. рис. 3, а). Толщина линий знаков должна быть примерно равна половине толщины основной линии.

условное обозначение шероховатости поверхностей на чертежах

Рис. 3. Форма и размеры знаков обозначения шероховатости поверхностей

Значение параметра шероховатости Ra или Rz проставляют над знаком; для параметра Ra - без символа, например, 25; для параметра Rz - после символа (после буквенного обозначения), например, Rz50.

Если базовая длина соответствует значению параметра по ГОСТ 2789-73, то в обозначении шероховатости ее не указывают.
Способ обработки поверхности указывают только в тех случаях, когда он является единственным способом, применимым для получения требуемой шероховатости (рис. 3, г ).

Знаки обозначения шероховатости должны острием касаться обрабатываемой поверхности и быть направлены к ней со стороны обработки (рис. 4, а, б, в ).
Чтобы не ошибиться в обозначении шероховатости при различном расположении поверхностей, можно руководствоваться правилами для нанесения размерных чисел. При указании шероховатости поверхности, изображенной на чертеже вертикальной линией, обозначение читают справа (рис. 4, а).
Если линия наклонна, то обозначение наносят так, чтобы оно оказалось в нормальном для чтения положении, когда линия «упадет» в горизонтальное положение (рис. 4, б). Примеры расположения знаков даны для справок на рис. 4, в.

Если все поверхности детали имеют одинаковую шероховатость, то обозначение выносят в правый верхний угол чертежа (рис. 4, г), располагая его на расстоянии 5…10 мм от рамки.

условное обозначение шероховатости поверхностей на чертежах

Рис. 4. Обозначение шероховатости поверхностей на чертежах

Если одинаковой должна быть шероховатость части поверхностей, то в правом верхнем углу чертежа помещают обозначение этой шероховатости и рядом знак, изображенный на рис. 3, а, взятый в скобки (см. рис. 4, г, д). Это означает, что все поверхности, на которых на чертеже не нанесены обозначения шероховатости или знак, изображенный на рис. 3, в, должны иметь шероховатость, указанную перед скобкой.
Размеры знака, взятого в скобки, должны быть одинаковыми с размерами знаков, нанесенных на изображениях. Размеры и толщину линий знака перед скобкой берут примерно в 1,5 раза больше (см. рис. 4, г, д).

На рисунках 4, г, д показан пример обозначения шероховатости, когда часть поверхности должна иметь одинаковую шероховатость.
Если часть поверхностей сохраняется в состоянии поставки, т. е. не подлежит обработке, то в правом верхнем углу чертежа перед обозначением помещают знак, изображенный на рис. 3, в (см. рис. 4, е).

На рисунке 4, е приведен пример обозначения шероховатости поверхностей, когда все поверхности, кроме указанных, остаются в состоянии поставки, т. е. без обработки.

***

Основные понятия о допусках и посадках



Главная страница


Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты