Шероховатость поверхности. На деталях в результате механической или другой обработки остаются следы: углубления, возвышенности – микронеровности поверхности

На деталях в результате механической или другой обработки остаются следы: углубления, возвышенности – микронеровности поверхности. Шероховатость – совокупность микронеровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенная с помощью базовой длины ℓ (рис. 4.5, а), т.е. длины, используемой для выделения неровностей и количественного определения их параметров.

Разницу между шероховатостью и волнистостью устанавливают по отношению шага микронеровностей S к их высоте y. К шероховатости относят микронеровности с S/y < 50.

Средняя линия профиля o – m имеет форму номинального профиля и делит действительный профиль так, чтобы в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля y до этой линии было минимально.

а

в

б

Рис. 4.5

Для количественной оценки шероховатости установлены следующие параметры: среднее арифметическое отклонение R_a профиля; высота неровностей профиля по десяти точкам R_z; наибольшая высота R_max профиля; средний шаг неровностей S_m профиля; средний шаг местных выступов S профиля и относительная опорная длина t_p профиля. Первые пять параметров оцениваются и задаются в микрометрах. Среднее арифметическое отклонение R_a профиля – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений |y| профиля в пределах базовой длины ℓ:

, (4.2)

или

, (4.3)

где |y_i| – величина отклонения i-той точки профиля от средней линии; n – число выбранных точек профиля на базовой длине ℓ.

Высота неровностей профиля по десяти точкам R_z – среднее абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины

, (4.4)

где y_pmi – высота i-го наибольшего выступа профиля; y_vmi – глубина i-й наибольшей впадины профиля.

Наибольшая высота R_max профиля – расстояние между линией выступов и линией впадин профиля в пределах базовой длины. Линия выступов или впадин – линия, эквидистантная (равноудаленная) средней линии, проходящая через наивысшую или наинизшую точку выступов (впадин) профиля в пределах базовой длины.

Средний шаг неровностей S_m профиля – среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины

, (4.5)

где – шаг неровностей, под которым понимается длина i-го отрезка средней линии, ограниченного точками ее пересечения с двумя соседними одноименными сторонами неровностей; n – число шагов в пределах базовой длины.

Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шага местных выступов профиля S_i (рис. 4.5, а) в пределах базовой длины.

Относительная опорная длина профиля t_p – отношение опорной длины профиля к базовой длине

, (4.6)

где n – число отсекаемых отрезков b_i в пределах базовой длины на заданном уровне p в материале профиля линией, равноотстоящей от средней линии.

Требования к шероховатости поверхности устанавливаются исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, требования к шероховатости поверхности не устанавливаются.

Стандартом устанавливаются для обозначения шероховатости три знака (рис. 4.5, б), над которыми указываются значения параметров шероховатости. Знак применяется в случаях, когда конструктор не оговаривает вид обработки поверхности, этот способ обозначения предпочтителен. Если поверхность детали должна быть образована без удаления слоя материала (литье, штамповка и т.п.) или без обработки поверхности заготовки из металлопроката (пруток, лист и т.п.), для обозначения шероховатости применяют знак . В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована удалением слоя материала (точение, сверление, шлифование и т. п.), применяют знак . Высота h равна приблизительно высоте цифр размерных чисел чертежа, а высота Н равна (1,5 … 3) h.

Знак шероховатости располагают на линии контура, на выносных линиях или полках, острием к поверхности. Обозначение шероховатости, одинаковой для всех или части поверхностей, указывают в правом верхнем углу чертежа (рис. 4.5, в). Обозначение на рис. 4.5, в означает, что все поверхности детали, на которых не указано обозначение шероховатости, должны иметь шероховатость, указанную перед знаком в скобках, т. е. R_z ≤ 50 мкм.

Числовые наибольшие значения параметра шероховатости (в мкм) указывают над знаком, причем для параметра R_a, который является предпочтительным, без символа, например, , а для остальных параметров – после соответствующего символа (). При указании двух и более параметров в обозначении шероховатости их записывают сверху вниз в следующем порядке: параметр высоты профиля, параметр шага профиля, относительная опорная длина профиля.

Шероховатость поверхностей сопрягаемых деталей связана с требуемой точностью размеров детали. Уменьшение значений параметров шероховатости повышает износостойкость, увеличивает предел выносливости, повышает себестоимость изготовления. Поэтому в каждом конкретном случае параметры и характеристики шероховатости следует выбирать в соответствии с назначением этих деталей.

Предпочтительно нормировать параметр R_a, который более точно, по сравнению с R_z и R_max, отражает отклонения профиля, так как определяется по значительному числу точек. Наибольшие значения R_a и R_z могут быть выражены через допуск T_p размера с помощью соотношений R_a ≤ (0,025 … 0,05)Т_р; R_z ≤ (0,1 … 0,2)Т_р. Примеры обозначений шероховатости на чертежах приведены на рис. 4.6.

Рис. 4.6

Дата добавления: 2014-11-29