Шероховатость поверхности, параметры шероховатости ra, rz, rmax

Примечания

1. ISO 8503: Подготовка стальных поверхностей перед нанесением красок и подобных покрытий. Характеристики шероховатости стальной поверхности, очищенной пескоструйным способом. Часть 1: Спецификации и определение компараторов профиля поверхности ИСО для оценки поверхностей, очищенных обдувкой абразивом
2. ISO 8503 Часть 2: Метод классификации профиля стальной поверхности, очищенной обдувкой абразивом, с применением компараторов.
3. ISO 8503 Часть 3: Метод калибровки компараторов профиля поверхности ИСО и определение профиля поверхности с применением микроскопа.
4. ISO 8503 Часть 4: Метод калибровки компараторов профиля поверхности ИСО и определение профиля поверхности с применением измерительного прибора с механической записью.

Средства измерения шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности можно измерить двумя способами:

• Визуальный метод сравнения поверхности с эталоном (сравнение на ощупь)
• Прибором для измерения шероховатости

Для экспресс оценки в машиностроительной, ремонтной и приборостроительной отраслях промышленности, где допускаются отклонения от проектной величины, как правило, используют визуальный метод сравнения. В качестве эталонов используют образцы шероховатости, полученные различными способами обработки и имеющие заранее известное значение шероховатости.

Для более точного измерения шероховатости поверхности, в местах где требуется строгое соответствие проектным величинам, применяют специальные приборы: профилометры или профилографы. С помощью профилографа получают так называемую профилограмму, которая требует дополнительной расшифровки, в то время как профилометр сразу показывает точное значение неровности по заданным параметрам. Существуют как портативные профилометры применяемые в «полевых» условиях, так и стационарные приборы, которые используются в метрологических лабораториях для непосредственной калибровки эталонов шероховатости, а так же в учебных целях.

Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что контроль поверхности важно проводить в тех случаях, когда необходимо износостойкость, антикоррозийную стойкость и исключить возможность появления поверхностных трещин от усталости металла. Иногда низкий уровень шероховатости нужно получить не только для технических характеристик детали, но и для ее эстетического вида

Источник

Что такое квалитет в системе допусков?

Квалитет в системе допусков определяет то минимальное значение точности, которого будет вполне достаточно для надёжного функционирования предмета

• Сэкономить на производстве;
• Оптимизировать процесс;
• Добиться допустимого уровня надёжности;
• Не выполнять «лишнюю» работу.

Читать также: Приспособление заточного станка сзш 1 в которое

Теоретически, всё должно быть идеально. Но добиться таких результатов в суровой реальности невозможно. Поэтому приходится мириться с действительностью и определяться, какой уровень качества нас устроит.

Это ни в коем случае не значит, что производитель не стремится сделать всё в лучшем виде. Нет, просто в ходе долгих исследований были уточнены параметры, которые соответствуют допустимому уровню точности.

Успокоить себя можно тем, что ни один производитель не рискнёт пустить в продажу некачественные изделия – удар по репутации и финансовые потери.

Измерители шероховатости

Elcometer 7061 Marsurf PS1 представляет собой легкий и портативный прибор для измерения шероховатости различных поверхностей, соответствующий международным стандартам.

Измеритель шероховатости TR 100 портативный прибор для измерения шероховатости поверхности из серии приборов нового поколения, разработанных TIME Group Inc., имеет высокую точность, широкий диапазон применения, прост и надежен в эксплуатации.

Профилометр TR 110- это новое исполнение из линейки TR, прибор обеспечивает высокую точность измерений, данный профилометр легко эксплуатировать, он имеет малые габариты и сравнительно легкий вес. Измеритель шероховатости TR 110 имеет современный эргономический дизайн, а корпус прибора выполнен из прочного материала. Профилометр показывает два параметра шероховатости Ra и Rz в пределах широкого измерительного диапазона, параметр шероховатости Ra вычисляется в соответствии с ISO, а параметр Rz вычисляется в соответствии с DIN.

Измеритель шероховатости TR 200 — новая модель профилометра из серии TR от компании Time Group, его основное отличие, это простое информационное меню и большой жидкокристаллический дисплей с подсветкой. Данный прибор предназначен для работы в условиях производства, лабораториях, цехах.

TR 210 — упрощенная модель профилометра TR 200 для измерения шероховатости по 4 параметрам. Отличается простотой и повышенной комфортностью в эксплуатации и обслуживании. В комплект поставки, с измерителем TR 210, дополнительно включен датчик, применяемый для тестирования пазов/каналов и отверстий. Измеритель шероховатости TR 210 полностью соответствует международному стандарту ISO.

Измеритель шероховатости TR 220 – новый профиломер, разработанный компанией Time Group. Измеритель шероховатости ТR 220 предназначен для работы в условиях производства и может быть использован для измерения шероховатости поверхности различных машиностроительных деталей, научных лабораториях и отделах технического контроля.

Штатив для профилометров TR-200/210/220 предназначен для использования с измерителями шероховатости (профилометрами) TR-200/210/220 для более точного позиционирования прибора относительно измеряемой детали, и тем самым увеличения точности измерения профиля поверхности.

Шероховатость представляет собой совокупность неровностей, размешенных на поверхности с очень малым шагом относительно базовой длины изделия. Измеряется она контактным способом с помощью специальных приборов — профилометров, и выражается в микрометрах.

В нашем ассортименте представлены следующие измерители шероховатости:

• Elcometer 7061. Портативный прибор весом 400 грамм с ЖК-дисплеем и кнопочным пультом управления на передней панели. Функцию рабочего элемента выполняет выдвижной стилус с алмазной иглой (диаметр — 2 мкм). Применяется в металлообрабатывающих цехах для контроля шероховатости поверхностей производимых деталей;
• TR 100. Относится к измерителям нового поколения, разработанным компанией TIME Group Inc. Сканирование поверхности производится алмазной иглой диаметром 5 мкм. Диапазон измерений — от 0,05 до 50 мкм с погрешностью не более ±15 %. Прибор весит всего 200 г и легко помещается в карман пиджака;
• TR 200. Он производит замеры шероховатости по 13 различным параметрам. Результат выводится на большой ЖК-дисплей. Язык интерфейса (шесть возможных вариантов) выбирается пользователем и переключается в программном меню. Предусмотрен вывод результатов замеров через порт RS-232 на компьютер или принтер для распечатки. Данная модель имеет размеры 141x56x48 мм, весит 480 г и легко помещается в кейс инженера;
• TR 220 и др.

На все реализуемые нами измерители шероховатости предоставляется гарантия качества от производителя.

Механизм возникновения шероховатости

Все причины возникновения шероховатости можно разбить на 3 группы:

1. Расположение режущих кромок инструмента, относительно обрабатываемой поверхности;
2. Упругая и пластическая деформация обрабатываемого металла;
3. Вибрации в технологической станочной системе.

Образование неровностей на обработанной поверхности можно представить как след от движения режущих кромок инструмента. Назовём такой профиль регулярным.

На образование регулярного профиля влияет геометрия резца, в частности – углы в плане, а так же величина подачи S. Их влияние описывается формулой

В реальном процессе резания впереди резца и под обработанной поверхностью образуется зона пластической деформации, которая вносит некоторую погрешность в регулярный профиль. Пластически деформированный металл в отдельных местах как бы наволакивается на микронеровности, а в где-то вырываются отдельные куски металла. Потому реальное значение Rz может быть записано как:

где — приращение высоты микронеровностей, вызванное пластической деформацией металла. Следовательно, чем меньше пластическая деформация, тем меньше высота микронеровностей. Величина пластической деформации зависит, в большей степени, от твёрдости обрабатываемого материала и, в меньшей — от глубины резания — t.

Общие сведения

Зачастую механическую обработку поверхности проводят для получения максимальной чистоты. Однако требуемый уровень шероховатости или текстура заготовки зависит от ее предполагаемого использования. Другими словами, нецелесообразно добиваться избыточной чистоты. И здесь открывается возможность для экономии. Конфокальная микроскопия является идеальным методом проверки качества указанных текстур поверхности, поскольку она позволяет быстро получать трехмерное изображение профиля поверхности, в связи с чем, можно регистрировать не только общие параметры шероховатости, но и ее возможную зависимость от направления. Кроме того, благодаря широкому диапазону разрешения система регистрирует такие параметры, как волнистость и форму.

Таким образом, применение таких конфокальных микроскопов, как SRA обеспечивает широкий спектр возможностей для точного контроля шероховатости поверхности, структуры и форм рабочих поверхностей. А измерения в режиме реального времени позволяют применять эти приборы для оценки шероховатости поверхности в системах контроля качества на производстве.

Еще одно преимущество конфокальной микроскопии заключается в бесконтактном характере данного метода измерений, что позволяет исключить повреждения образцов.

Данные настоящего отчета получены в ходе простого процесса полирования, выполненного для демонстрации того, каким образом полученные с помощью SRA показатели шероховатости можно соотнести с технологическими параметрами (в данном примере – с зернистостью бумаги).

Обозначения отклонения неровности поверхностей

На чертеже шероховатость указывается согласно приведённой ниже схеме.

Как видно, внешнее обозначение напоминает математический квадратный корень с соответствующими надписями в определенных местах. Каждая такая надпись характеризует определенный параметр шероховатости. Разберем их более подробно.

В левом верхнем углу указывается значение шероховатости по Ra и Rz. При чем стоит отметить, что если показано просто число, то автоматически это имеется ввиду Ra. Для обозначения Rz, необходимо дополнительно дописать буквенное примечание.

Существует три разновидности формы этого математического корня:

Треугольник без верхнего основания указывает, что способ получения шероховатости не задан конструктором

Есть требования к качеству поверхности, а каким способом оно будет достигнуто (шабрение, полировка и прочее) неважно.
С кругом в вершине. Поверхность не нуждается в дополнительном улучшении.
С верхним подчеркиванием

Этот знак говорит, что шероховатость должна достигаться обязательным снятием слоя металла.

В зоне над полкой прописывается тип механической обработки с помощью которой нужно довести поверхность до заданного значения Ra и Rz. Обычно сюда прописываются такие термины как «полировать», «шабрить» и прочее виды механической обработки.

В левом нижнем углу под полкой прописывается направление линий неровностей шероховатости. Разберем этот параметр на примере. Допусти Вам нужно прошлифовать поверхность стола абразивным кругом. В зависимости от того как Вы будете направлять инструмент пойдут линии шероховатости. Если будете его водить кругами, то Вы увидите волны от следов круга. Если движения будут пересекать друг друга, то плоскость стола будет в крестах. Это и регулирует данный параметр

В некоторых случаях это не важно, а некоторых имеет решающее значение

Справа от направлений линий неровностей становиться значение базовой длины, на которой измеряется шероховатость. Ее значение стандартизировано и необходимы для того, чтобы минимизировать воздействие на точность измерения плоскостью прогиба самой поверхности.

Рейтинг: /5 —
голосов

Какие виды поверхностей существуют

Для обеспечения взаимозаменяемости и унификации производства, параметры шероховатости объединяют в классы. Всего существует 14 их разновидностей. Каждому классу присвоено определенное значение Ra и Rz. Самый точный класс – четырнадцатый, самый грубый – первый. По этой причине поверхности также подверглись классификации. В производстве встречаются следующие их виды:

• Установочные поверхности, неподвижные относительно друг друга, к которым не предъявляются требования по герметичности. Для них значение Ra составляет 2,5-20 мкм.
• Рабочие поверхности, которые перемещаются друг относительно друга. Сюда входят соединения типа поршень-цилиндр, которые часто можно встретить в устройствах разнообразных двигателей и насосов. Ra для них равняется 0,16-2,5 мкм.
• Ограничительные и соединительные поверхности. Под этим подразумеваются элементы, необходимые для крепления и сборки. Это всевозможные корпуса, фиксаторы и прочие механизмы. Ra для них колеблется в пределах 2,5-20 мкм.
• Специальные поверхности. Здесь, главным образом, имеются ввиду органы управления. Обработка таких поверхностей крайне высока с их значением Ra 0,63-0,08 мкм.

Шероховатость поверхности

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 оценивается по неровностям профиля, 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 наиболее часто используют три основных параметра:

1. Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.

2. 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).

3. Rmax — наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины.

Предпочтительным является параметр Ra, поскольку определяется по большему количеству точек профиля. В связи с этим параметром Ra нормируется шероховатость образцов сравнения, используемых для оценки шероховатости в промышленности.

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.

Обозначение шероховатости поверхности

Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости поверхности включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5…5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.

Условные обозначения направлений неровностей поверхности

Параллельное направление неровностей (параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность).

Перпендикулярное направление неровностей (перпендикулярно к линии, изображающей на чертеже поверхность).

Перекрещивающееся направление неровностей (перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность).

Произвольное направление неровностей (различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность).

Кругообразное направление неровностей (приблизительно кругообразно по отношению к центру поверхности).

Радиальное направление неровностей (приблизительно радиально по отношению к центру поверхности).

Хаотичное направление неровностей.

Высота знака условного обозначения направления неровностей должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел.

Роль и значение

Шероховатость играет важную роль в определении того, как реальный объект будет взаимодействовать с окружающей средой. В трибологии шероховатые поверхности обычно изнашиваются быстрее и имеют более высокие коэффициенты трения, чем гладкие. Шероховатость часто является хорошим предиктором характеристик механического компонента, поскольку неровности на поверхности могут образовывать места зарождения для трещин или коррозии. С другой стороны, шероховатость может способствовать адгезии. Вообще говоря, вместо масштабных дескрипторов, кросс-масштабные дескрипторы, такие как поверхностная фрактальность, обеспечивают более значимые предсказания механических взаимодействий на поверхностях, включая жесткость контакта и статическое трение. Шероховатость поверхности — это довольно сложный параметр, подробности о котором можно узнать ниже.

Контроль — шероховатость — поверхность

Контроль шероховатости поверхностей осуществляют сравнением обрабатываемых поверхностей с образцами шероховатости поверхностей, контактным методом с помощью щуповых приборов ( профилометров и профилогра-фов) и бесконтактным методом с помощью оптических приборов.
 

Контроль шероховатости поверхности производится с помощью специальных приборов.
 

Контроль шероховатости поверхности производится по эталону и в необходимых случаях прибором.
 

Контроль шероховатости поверхностей сравнением с образцами дает надежные результаты для деталей до 6-го класса чистоты включительно, гарантируя выполнение деталей в пределах назначенного класса.
 

Контроль шероховатости поверхности с помощью образцов осуществляют путем визуального сравнения или на ощупь. Стандарт распространяется на образцы шероховатости, полученные методом механической обработки, снятием позитивных отпечатков гальванопластикой или нанесением покрытий на пластмассовые отпечатки. Стандарт не распространяется на образцовые детали шероховатости поверхности.
 

Возможен контроль шероховатости поверхностей на основе специальных эталонов, утвержденных в установленном порядке.
 

Для контроля шероховатости поверхности после хонингования рекомендуется применять контактные щуповые приборы — профи-лометры. С помощью этих приборов можно контролировать шероховатости поверхности деталей из стали, чугуна, цветных металлов и сплавов. Действие такого прибора основано на преобразовании колебаний алмазной иглы при ее движении вдоль образующей измеряемой поверхности в изменение напряжения индуктивного датчика. Московский завод Калибр выпускает профилометры с унифицированной электронной системой мод. Прибор измеряет параметр шероховатости Ra от 10 до 0 02 мкм при наименьшем диаметре измеряемых отверстий 6 мм с глубиной измерения до 20 мм и диаметре 16 мм с глубиной измерения до 130 мм. Этот прибор портативный и может быть использован в цеховых условиях.
 

Метод контроля шероховатости поверхности с помощью рабочих образцов обычно применяется для относительно грубых поверхностей — примерно до 7-го класса чистоты.
 

Для контроля шероховатости поверхности в цехе могут быть применены образцы шероховатости и образцовые детали. Чтобы повысить надежность контроля шероховатости по образцам, применяют микроскопы сравнения.
 

Схема микропрофиля режущей кромки.

Для контроля шероховатости поверхности режущего инструмента используют приборы и методы, применяемые в общем машиностроении.
 

Для контроля шероховатости поверхностей режущего инструмента могут использоваться различные методы, применяемые в общем машиностроении. Однако малые размеры шлифованных и доведенных поверхностей на инструменте, их сложная геометрическая форма и неудобное расположение контролируемых поверхностей ( например, на спиральном сверле) затрудняют контроль шероховатости на обычных приборах.
 

Зависимость коэффициента отражения R от шероховатости при нормальном падении упругой волны из жидкости на поверхность образцов из алюминиевого сплава ( частота 2 5 МГц.

В приборах для контроля шероховатости поверхностей могут быть использованы все приведенные зависимости. Наиболее точным является способ, основанный на определении отношения амплитуд отраженных импульсов, несущие частоты которых различаются в 2 раза. В определенном интервале частот это отношение в значительной степени зависит от шероховатости поверхности.
 

Весьма важным вопросом контроля шероховатости поверхности является достижение единства измерений на производстве при использовании щуповых приборов различных конструкций. В пре-дыдущих главах были рассмотрены теоретические зависимости, на основе которых можно подсчитать ожидаемое расхождение в показаниях щуповых приборов.
 

Результаты

Для оценки процесса полирования и определения необходимых технологических этапов производится сравнение шероховатости поверхности на основе среднего арифметического высот по длине и по площади (Ra, Sa), а также среднеквадратичного значения высоты (Rq, Sq) поверхности у разных образцов. У взятого в качестве модели производственного процесса расчетное заданное значение Ra составляет 0,09 мкм. На рис. 1 приведены примеры трехмерного представления измеренной топологии образца с наибольшей шероховатостью (образец 1) и второй по величине шероховатостью (образец 2). О различиях можно судить уже даже по разной насыщенности цветов на цифровых моделях.

Рис. 1: Цифровые модели поверхностей образцов 1 и 2

Для определения линейной шероховатости Ra и Rq программное обеспечение ITOM берет на измеряемой поверхности 5 точек и вычисляет шероховатость вдоль указанных профилей. На рисунках 2 и 3 показаны выбранные точки измерений и соответствующие профили шероховатости у образца 1.

Основные правила, используемые для обозначения неровности поверхности на чертежах

Основные правила, которые необходимо использовать при выполнении чертежа:

1. На чертеже указываются все шероховатости поверхности для используемого материала без учета используемых методов.
2. Нанесение значений шероховатостей осуществляется на разрезах, которые имеют размер.
3. Знаки наносятся на всех видах линий используемых в чертеже.
4. При наличии у знака полки его местоположение определяется по отношении к основной надписи.
5. Если изделие имеет разрыв на чертеже, то производится маркировка только одной части изображения.
6. Если поверхностный слой требует использования обработки участков детали различного класса, то производится разделение с помощью сплошной линии.
7. В случае сокращения места необходимого для нанесения обозначений на чертеже возможно допустимое упрощение знаков.
8. При одинаковом значении шероховатости поверхности контура, значение наносится один раз.
9. При идентичности различных поверхностей с одинаковыми значениями шероховатости, допускается нанесение значений один раз.
10. Знаки, обозначающие неровности должны иметь толщину в 1.5 раза больше, чем нанесенные на изображение.
11. Условия, обозначающие направление поверхностей должны соответствовать стандартам.
12. Обозначение шероховатости поверхности производится с использованием общих правил.

Обозначения направления шероховатости поверхности на чертежах

Учитывая структуру материала, конструктор имеет возможность указать необходимые параметры, предъявляемые к качеству поверхностей. Причем характеристики могут указываться по нескольким параметрам с установкой максимально и минимального значения с возможными допусками.

https://youtube.com/watch?v=-DwXLJ22N0E

Какие параметры шероховатости существуют

Существует свыше 8 параметров, которые характеризуют значение высоты неровностей поверхности. В статье мы разберем лишь самые востребованные, незнание которых будет значительным пробелом для любого технического специалиста. Это Ra и Rz.Значение Rz показывает среднеарифметическое значение высоты, взятое по 10 точкам поверхности. Это означает, что в измерении участвовали только 5 подъемов и 5 впадин. Весь остальной «горный массив» в расчет не принимался. В системе СИ Rz измеряется в микрометрах.

Ra является также среднеарифметическим показателем высоты шероховатости. От Rz его отличает то, что в расчет берется не 10 точек, а все. По этой причине параметр Ra более точно отображает неровность поверхностей и считается более предпочтительным.

Помимо Ra и Rz стоит упомянуть о еще одном параметре, близкий по смыслу вышеупомянутым. Это Rmax. Он отображает высоту неровностей поверхности только по ее максимальным точкам. По наибольшей высоте и наименьшей впадине. В нынешнее время Rmax не используется в силу своей грубой точности.

Измерение

Шероховатость меряют двумя способами: качественным и количественным. Качественный метод оценки неровностей поверхности больше подходит непосредственно для производственников. В тех ситуациях, когда глубокий анализ не целесообразен или на него нет банально времени. Данный способ носит более грубый характер и заключается в сравнении гладкости исследуемой поверхности с неким эталоном на ощупь.

Эталон представляет собой небольшую металлическую плитку с габаритными размерами 30х30 мм и толщиной 5 мм. Он имеет определенное значение Ra и Rz, является образцом по которому сравнивают качество поверхности. Такие плиты собирают в наборы с указанием напротив каждой позиции значение шероховатости.

Количественный метод более точен и требует для своего осуществления специального оборудования. Это могут быть профилометры, профилографы и двойные микроскопы. По исследуемой поверхности проводят подключенным к приборам стержень с алмазным наконечником, высокочувствительным к перемещениям. Этот стержень полностью повторяет форму поверхностей и передает ее размеры на экран или ленту профилограммы. Дальше, по полученным данным лаборант делает точное заключение о значение шероховатости и передает ее службе качества.

Что такое базовая длина и для чего она используется?

Базовая длина l –длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующая шероховатость поверхности. Базовая линия проводится относительно профиля неровностей определённым образом и имеет заданную геометрическую форму.

Что значит Ra?

Ra — символ химического элемента радия. Ra — обозначение шероховатости поверхности (среднее арифметическое отклонение профиля в мкм)

Что такое RZ на чертеже?

Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам. Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Что такое RZ 20?

Сумма средних арифметических абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов и пяти наибольших максимумов профиля в пределах базовой длины. Расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.

Типы направлений неровностей поверхности

7. Типы направлений неровностей поверхности выбирают из табл.1.

Таблица 1

Типы направлений неровностей	Схематическое изображение	Пояснение
Параллельное		Параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Перпендикулярное		Перпендикулярно линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Перекрещивающееся		Перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Произвольное		Различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность, к шероховатости которой устанавливаются требования
Кругообразное		Приблизительно кругообразно по отношению к центру поверхности, к шероховатости которой устанавливаются требования
Радиальное		Приблизительно радиально по отношению к центру поверхности, к шероховатости которой устанавливаются требования

Классификация поверхностей

При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:

1. Рабочие поверхности, имеющие сопряжение с изменением местоположения в ходе осуществляемого процесса, по отношению друг к другу (механизмы двигателей, насосов и т. д.). Детали, используемые в механизмах обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать  величинам  Ra=2,5-0,16 мкм, Rz=10-0,8 мкм.
2. Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20-2,5 мкм, Rz=80-10 мкм.
3. Ограничительные и соединительные поверхности – элементы служащие ограничением для работающих механизмов (корпуса приборов, станков и т. д.). Данные поверхности в зависимости от требований могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20-2,5 мкм, Rz=80-10 мкм.
4. Поверхности, требующие специальной обработки (детали внешних корпусов механизмов, агрегатов). Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5,0-1,25 мкм, Rz=20-6,3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов, приборов у которых показатели должны, находится на уровне Ra=0,63-0,08 мкм, Rz=3,2-0,4 мкм.

5. Используя данные качества поверхности, получаемые при различных методах обработки можно выстраивать технологическую цепочку, обеспечивающую наибольшую эффективность и сокращение времени обработки деталей.

Нормативные данные также содержатся в ГОСТ 2.309-73 согласно,  которому наносятся обозначения на чертежи и   содержат характеристики  поверхностей по установленным правилам  и обязательны  для всех промышленных предприятий. Необходимо также учитывать, что знаки и их форма, наносимые на чертежи должны иметь установленный размер с указанием числового значения неровности  поверхности. Регламентируется высота знаков, указывается вид обработки.

ГОСТ 2.309-73 Обозначение шероховатости поверхностей

1 файл   973.51 KB

Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:

• первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление,  фрезерование и т.д.);
• второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем  ковки, литья, прокатки;
• третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать  Ra или Rz.

В случае отсутствия знака на чертеже,  поверхностный слой  не подвергается специальной обработке.

На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:

• с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
• без удаления верхнего слоя детали.

При удалении верхнего слоя материала в основном используется специальный инструмент, предназначенный для выполнения определенных действий – сверления, фрезерования, шлифования, точения, и т. д. В ходе обработки происходит нарушение верхнего слоя материала с образованием остаточных следов от используемого инструмента.

Когда применяется обработка без удаления верхнего слоя материала – штамповка, прокат,  литье,  происходит смещение структурных слоев их деформация с принудительным созданием  «гладко-волокнистой»  структуры.

При конструировании и изготовлении деталей параметры неровностей  задает конструктор, основываясь на техническом задании определяющим характеристики изделия в зависимости от требований, предъявляемых к изготовляемому механизму, технологии используемой при производстве   и степени обработки.

Механика

Структура поверхности играет ключевую роль в управлении механикой контакта, то есть механическое поведение, проявляющееся на границе раздела между двумя твердыми объектами, когда они приближаются друг к другу и переходят из условий бесконтактности в полный контакт. В частности, нормальная контактная жесткость определяется преимущественно структурами шероховатости (наклон поверхности и фрактальность) и свойствами материала.

С точки зрения инженерных поверхностей, шероховатость считается вредной для характеристик детали. Как следствие, большинство производственных отпечатков устанавливают верхний предел шероховатости, но не нижний. Исключение составляют отверстия цилиндра, в которых масло сохраняется в профиле поверхности и требуется минимальная шероховатость поверхности (Rz).