Параметры шероховатости и волнистости поверхности

Все основные определения, параметры шероховатости и их числовые значения приведены в:

ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

ГОСТ 25142-82. Шероховатость поверхности. Термины и определения.

Число геометрических параметров для оценки шероховатости достигает более 40 наименований.

Однако для практического нормирования в большинстве стран мира, как и в России, используют шесть параметров, которые делят на три группы:

§ высотные:

R_a — среднее арифметическое отклонение профиля;

R_z — высота неровностей профиля по десяти точкам;

R_max — наибольшая высота неровностей профиля;

§ шаговые:

S_m — средний шаг неровностей профиля;

S — средний шаг местных выступов профиля;

§ параметр формы:

tp — относительная опорная длина профиля.

Среднее арифметическое отклонение профиля R_а – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины:

,

где l – базовая длина; n – число выбранных точек профиля на базовой длине; y – отклонение профиля от средней линии.

Среднее арифметическое отклонение профиля является наиболее информационным параметром шероховатости и именно его рекомендуется указывать на чертежах.

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

,

где y_pi – высота i-го наибольшего выступа профиля; y_vi – глубина i-й наибольшей впадины профиля.

Наибольшая высота неровностей профиля R_max – расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

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

,

где n – количество шагов на базовой длине.

Средний шаг местных выступов профиля S – среднее значение шагов местных выступов профиля, находящихся в пределах базовой длины:

.

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

; ,

где h_р – опорная длина профиля находится как сумма длин отрезков, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии в пределах базовой длины.

Относительная опорная длина профиля характеризует форму неровностей профиля.

Значения уровня сечения профиля p отсчитывают от линии выступов.

Значение tр нормируется в процентах и выбирается из ряда: 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 %.

Численные значения уровня сечения p нормируют в процентах от R_max и выбираются из ряда 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90%.

Рис. 1.3.1 — Профилограмма поверхности.

Таблица 4 — Соответствие числовых значений R_a, R_z, R_max числовым значениям базовой длины l.

Таблица 5 — Условные обозначения направления поверхностей

Высотные параметры шероховатости R_a, R_z и R_max нормируются и указываются на чертежах в мкм, шаговые S и S_m в мм, базовая длина задается в мм.

Из всех перечисленных параметров шероховатости наиболее часто применяют параметры R_a и R_z.

Параметр R_a является предпочтительным, так как его определяют по значительно большему числу точек профиля, чем R_z.

Параметр R_z используют для контроля шероховатости грубых и очень гладких поверхностей.

Значения R_a преимущественно измеряют с помощью приборов, снабженных датчиками с алмазной иглой. Определение R_a на грубых поверхностях связано с опасностью поломки алмазной иглы, а на очень гладких — с низкой достоверностью результатов из-за того, что радиус конца иглы не может фиксировать очень малые неровности. Поэтому R_z рекомендуется использовать при значениях высоты неровностей 320…10 и 0,1…0,025 мкм, в остальных случаях — R_a.

При расчетах ответственных подвижных и прессовых соединений необходимо учитывать параметр R_z, тогда как на чертежах в большинстве случаев заданы значения Ra. В этих случаях можно воспользоваться зависимостью R_z = K×R_a,

Где K = 4 при R_a = 80…2,5 мкм; K = 5 при R_a = 1,25…0,02 мкм.

Для числовых значений высотных параметров установлены соответствующие базовые длины (см. табл. 4).

ГОСТ 2.309-73 ЕСКД «Обозначение шероховатости поверхностей» устанавливает типы направлений неровностей и их условное обозначение (табл. 5).

Требования к шероховатости поверхностей деталей и выбор параметров для её оценки устанавливаются исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества поверхности.

Для трущихся поверхностей ответственных деталей назначают параметры R_a (или R_z), t_p и задают направление неровностей, для поверхностей циклически нагруженных деталей — R_max, S_m (или S) и направление неровностей, для соединений с натягом — только R_a (R_z).

Некоторые специальные технологические методы окончательной обработки позволяют получить на поверхностях регулярный, заранее заданный микрорельеф из канавок или лунок определенной формы.

Например, вибронакатывание регулярных микрорельефов позволяет значительно улучшить эксплуатационные свойства поверхностей трения, в частности, повысить износостойкость, прирабатываемость и задиростойкость трущихся поверхностей при большей толщине смазочного слоя, находящегося в канавках и лунках.

ГОСТ 24773-81 устанавливает характеристики поверхностей с регулярными микрорельефами.

Дата добавления: 2014-01-07