КРИТЕРИЙ ОЦЕНКИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ

 

Числовые значения шероховатости поверхности определяют при отсчете от единой базы, за которую принята средняя линия профиля m. Средней линией профиля m называется базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины l среднее квадратичное отклонение профиля от этой линии минимально.

Площади, расположенные по обеим сторонам от средней линии до контура профиля в пределах базовой длины, могут быть равны между собой, то есть:

F1 + F3 + … + Fn-1 = F2 + F4 + … + Fn. (1.4)

 

Базовой длиной l называется длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности, и для количественного определения ее параметров.

Для правильной оценки шероховатости с учетом возможной неровности и рассеяния показаний прибора длину участка измерения рекомендуется увеличивать до нескольких базовых длин. В этом случае за результат измерения шероховатости берут результат измерения на нескольких участках, причем длина каждого участка должна быть равна l. Числовые значения базовой длины выбираются из ряда: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

Количественно шероховатость поверхности оценивается средним арифметическим отклонением профиля Ra, средним квадратичным отклонением профиля Rq, высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz, наибольшей высотой неровности профиля Rmax, средним шагом неровностей Sm, средним шагом неровностей по вершинам S, относительной опорной длиной профиля tp и радиусу закругления r, выступов и впадин неровностей (см. примечания І).

Требования к шероховатости поверхности деталей машин, как и выбор параметров для ее оценки, должны быть обоснованными и устанавливаться исходя из функционального назначения поверхностей деталей и их конструктивных особенностей. Расширенный комплекс параметров будет способствовать установлению обоснованных требований для поверхностей различного эксплуатационного назначения. Например, для трущихся поверхностей ответственных деталей устанавливают допустимые значения параметров Ra или Rz, и tp а также направление неровностей; для поверхности циклически нагруженных ответственных деталей – Rmax, Sm и S и т.п. Параметр Ra дает более полную оценку шероховатости, так как для его определения измеряются расстояния большего количества точек действительного профиля до его средней линии, тогда как при определении Rz измеряются только расстояния между вершинами и впадинами неровностей.

Форма неровностей влияет на параметр Ra, но влияние на эксплуатационные качества деталей величиной Ra оценить нельзя, так как при различных формах неровностей значения Ra могут быть одинаковыми. О форме неровностей можно судить по параметрам Sm, S и tp.

Требования к шероховатости поверхности устанавливают, указывая числовое значение или диапазон значений одного или нескольких параметров базовой длины, на которой необходимо определять параметры шероховатости. Значение l выбирают в зависимости от Ra или Rz, исходя из требований к шероховатости поверхностей. Требования к шероховатости поверхности устанавливают без учета дефектов поверхности (царапин, раковин и т.п.).

Часто необходимо устанавливать требование к направлению неровностей. Типы и условные обозначения на чертежах нормированных неровностей поверхности указаны в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1 – Типы и условное обозначение неровностей поверхности на чертежах

 

Направление неровностей Обозначение направления рисок Пояснение обозначения
Параллельное ═ Параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность
Перпендикулярное ┴ Перпендикулярно линии, изображающей на чертеже поверхность
Перекрещивающееся × Перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность
Произвольное М Различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность
Кругообразное С Приблизительно кругообразно по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность
Радиальное R Приблизительно радиально по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность

 

При указании одинаковой шероховатости для всех поверхностей детали обозначение шероховатости помещают в правом верхнем углу и на изображение детали не наносят.

Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначений шероховатости. Обозначение шероховатости рабочих поверхностей зубьев зубчатых колес, эвольвентных шлицев и т.п., если на чертеже не приведен их профиль, условно наносят на линии делительной поверхности.

Знак (Ö) показывает, что все поверхности детали, на которых на изображении не нанесены обозначения шероховатости, должны иметь шероховатость, указанную перед скобкой.

1. Шероховатость поверхностей деталей из металлов, пластмасс и других материалов, вид обработки которой конструктором не устанавливается, обозначают на чертежах знаком Ö с указанием над ним числового значения в мкм одного из выбранных параметров шероховатости. Величину Ra указывают без символа, а Rz, Rmax и другие параметры – с символом.

2. Обозначение направления рисок должно соответствовать указанные в табл.1.1.

3. Значение базовых длин l, не предусмотренных для соответствующей шероховатости, указывают над обозначением направления рисок

4. Числовое шероховатости поверхности ограничивает только величину по параметрам Ra или Rz. Если необходимо также ограничить и наименьшую величину шероховатости, указывают оба значения параметра.

5. Поверхности в состоянии поставки или с обработкой без снятия стружки обозначают символом , а с обработкой со снятием стружки – символом Ö.

Способы обработки поверхностей указывают только в случаях, если они являются единственными, гарантирующими требуемое качество поверхности. При указании двух или более параметров в обозначении шероховатости значения их записывают сверху вниз в следующем порядке: параметр высоты профиля, относительная опорная длина профиля.

 

Параметры шероховатости в зависимости от методов обработки приведены в табл. 1.2. Различают качественный и количественный методы шероховатости поверхности.

Таблица 1.2 – Параметры шероховатости поверхностей, соответствующие различным видам обработки резанием

Методы обработки Параметры шероховатости, мкм
Rz Ra Rz
1,5 1,25 0,63 0,32 0,16 0,08 0,04 0,1 0,05
Наружные Точение обдирочное Х Х Х Х                    
чистовое       Х Х Х Х              
тонкое             Х Х Х          
Шлифование грубое           Х Х              
чистовое               Х Х          
тонкое                 Х Х Х      
Притирка средняя                 Х Х        
тонкая                     Х Х Х Х
Обкатывание роликом --                   Х Х Х    
Суперфиниширование чистовое                     Х Х    
тонкое                         Х Х
Внутренние Растачивание обдирочное Х Х Х                      
чистовое       Х Х Х Х              
тонкое               Х Х Х        
Сверление       Х Х Х                  
Зенкерование черновое     Х Х Х                  
чистовое         Х Х Х              
Развертывание чистовое             Х Х            
отделочное               Х Х Х        
Протягивание чистовое           Х Х Х            
отделочное                 Х Х        
Внутреннее шлифование чистовое           Х Х              
тонкое             Х Х Х          
Калибровка шариком --                   Х Х Х    
Цилиндрические Внутренние Притирка средняя                 Х Х        
тонкая                     Х Х Х Х
Хонингование предварительное                 Х Х Х      
окончательное                     Х Х    
Плоские Строгание обдирочное Х Х Х                      
чистовое     Х Х Х Х Х              
тонкое                 Х Х Х      
Цилиндрическое фрезерование обдирочное   Х Х Х Х                  
чистовое       Х Х Х                
Торцевое фрезерование обдирочное   Х Х Х Х                  
чистовое       Х Х Х                
Плоское шлифование грубое           Х Х              
чистовое               Х Х          
тонкое                 Х Х        
Притирка средняя                 Х Х        
тонкая                     Х Х Х Х

 

Рисунок 1.5 – Профилограф индикаторный 1 – шкала индикатора; 2 – стопорный винт; 3 – колодка; 4 – измерительный наконечник

Качественный метод оценки основан на сравнении обработанной поверхности с образцом-эталоном или эталонной деталью. Сравнивают сопоставлением ощущений, полученных ощупыванием пальцем (а также визуально или с помощью лупы) обработанной поверхности и поверхности образца или сопоставлением результатов наблюдений в микроскоп. Таким методом можно определить шероховатость поверхности не превышающую Ra = 0,16 мкм.

Количественный метод оценки основан на измерении неровностей поверхности приборами. Величину неровностей определяют при ощупывании исследуемой поверхности иглой с твердым наконечником. Приборы, основанные на этом принципе, называются контактными и разделяются на профилометры и профилографы (рис. 1.5).

У профилометра ощупывающая игла вставлена в стержень, на котором находится индуктивная катушка, помещенная между полюсами постоянного магнита. При колебании иглы в катушке возникает ток, величина которого тем больше, чем больше неровности. Ток через ламповый усилитель поступает в интегрирующий контур, а затем направляется в гальванометр, стрелка которого показывает параметр шероховатости. Профилометры типа профилометров В.М. Кисилева и В.С. Чамона пригодны для определения шероховатости поверхности Rz=10-20 мкм и Ra=0,02-2,5 мкм. У профилографа алмазная игла связана с зеркалом. На зеркало падает тонкий луч. При колебании иглы, перемещаемой по исследуемой поверхности, отраженный луч через систему зеркал направляется на вращающийся барабан со светочувствительной бумагой, на которой записывается профилограмма, отображающая неровности с увеличением по вертикали в 500-13800 раз и с увеличением по горизонтали в 25-1000 раз. Профилографы типа профилографов Б.М. Левина и модуля 201 пригодны для оценки шероховатости в пределах Rz = 20-0,02 мкм.

 

Фото рельсового профилографа

 

 


Фото электронного профилометр