Шероховатость поверхности

После любого вида механической обработки (обработки со снятием с поверхности части материала  стружки) на поверхности остаются следы от режущих кромок инструмента в виде периодических или хаотически расположенных неровностей. Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей поверхности относительно малой протяженности, выделенных на базовой длине. Шероховатость поверхности оценивается на базовой длине от средней линии профиля  базовой линии, совпадающей с номи­нальной поверхностью детали. Профиль шероховатой поверхности состоит из выступов и впадин. Выступ профиля  часть профиля, соединяющая две соседние точки пересечения его со средней линией профиля и направленная из тела изделия. Впадина профиля  часть профиля, соединяющая две со­седние точки пересечения его со средней линией профиля и направленная в тело изделия.

В технической документации назначаются требования по нескольким параметрам шероховатости (высота неровностей, шаг неровностей профиля, опорная длина профиля и др.), основными из которых являются высота неровностей профиля по 10-ти точкам - Rz и среднее арифметическое отклонений профиля - Ra.

Высота неровностей профиля Rz равна среднему от суммы высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины (формула а).

Среднее арифметическое отклонений профиля Ra равно среднему арифметическому абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины (формула б).

(а) (б)

Таблица П1.13 Минимальные требования к шероховатости поверхности (параметр Ra, мкм) в зависимости от допусков размера и формы

Допуск размера по квалитетам	Допуск формы в % от допуска размера	Номинальные размеры, мм				Допуск размера по квалитетам	Допуск формы в % от допуска размера	Номинальные размеры, мм
		До 18	Св.18 до 50	Св. 50 до 120	Св. 120 до 500			До 18		Св.18 до 50		Св. 50 до 120		Св. 120 до 500
IT5	100 60 40	0,4 0,2 0,1	0,8 0,4 0,2	1,6 0,8 0,4	1,6 0,8 0,4	IT10	100, 60 40 25	3,2 1,6 0,8	6,3 3,2 1,6		6,3 3,2 1,6		6,3 6,3 3,2
IT6	100 60 40	0,8 0,4 0,2	1,6 0,8 0,4	1,6 0,8 0,4	3,2 1,6 0,8	IT11	100, 60 40 25	6,3 3,2 1,6	6,3 3,2 1,6		12,5 6,3 3,2		12,5 6,3 3,2
IT7	100 60 40	1,6 0,8 0,4	3,2 1,6 0,8	3,2 1,6 0,8	3,2 3,2 1,6	IT12 IT13	100, 60 40	12,5 6,3	12,5 6,3		25 12,5		25,0 12,5
IT8	100 60 40	1,6 0,8 0,4	3,2 1,6 0,8	3,2 3,2 1,6	3,2 3,2 1,6	IT14 IT15	100, 60 40	12,5 12,5	25,0 12,5		50 25		50 25
IT9	100, 60 40 25	3,2 1,6 0,8	3,2 3,2 1,6	6,3 3,2 1,6	6,3 6,3 3,2	IT16 IT17	100, 60 40	25 25	50 25		100 50		100 50

В документации предпочтительно использовать среднее арифметическое отклонение профиля Ra. Для заданного значения базовой длины нормативные параметры Ra и Rz связаны соотношением: Rz  4Ra.

Шероховатость поверхностей связана с точностью изготовления изделия (детали). Чем выше точность обработки какого-либо размера детали (меньше номер квалитета - уже поле допуска), тем меньшую шероховатость должны иметь поверхности, ограничивающие этот размер. Минимальные требования к качеству обработки поверхностей в зависимости от допусков размера, ограниченного этими поверхностями представлены в табл. П1.13.

Подшипники качения работают в сложных условиях, обусловленных большими нагрузками, высокими частотами вращения колец, относительно малой поверхностью контакта с посадочной поверхностью. Поэтому к каче­ству поверхностей под посадку подшипников предъявляются более высокие требования по сравнению с другими поверхностями. Посадочные поверхности под подшипники и торцовые поверхности заплечиков высококачественно обрабатывают (алмазное точение, тонкая шлифовка) во избежание смятия и среза местных выступов в процессе запрессовки и эксплуатации подшипников. Рекомендуемые показатели чистоты обработки посадочных поверхностей под установку подшипников представлены в табл. П1.14.

Таблица П1.14 Рекомендуемые параметры шероховатости поверхностей под установку подшипников качения.

Подшипник качения		Посадочные поверхности
Класс точности	Номинальный диаметр, мм	валов	отверстий корпуса	опорных торцов заплечика
		Параметр шероховатости Ra, мк
0	До 80 80-500	1,25 2,5	1,25 2,5	2,5 2,5
6 и 5	До 80 80-500	0,63 1,25	0,63 1,25	1,25 2,5
4	До 80 80-500	0,32 0,63	0,63 1,25	1,25 2,5
2	До 80 80-500	0,16 0,32	0,32 0,63	0,63 0,63

Таблица П1.15 Шероховатость Ra поверхности элементов шпоночных соединений (не более, мкм)

Квалитет размера	Номинальные размеры поверхности, мм
	До 18	Св. 18 до 50	Св. 50 до 120	Св. 120 до 500
IT9	3,2	3,2	6,3	6,3
IT10	3,2	6,3	6,3	6,3
IT11	6,3	6,3	12,5	12,5
IT12, IT13	12,5	12,5	25	25
IT14, IT15	12,5	25	50	50

Шпоночные пазы на валах обычно выполняются методом фрезерования. Получить высокое качество рабочих поверхностей пазов при таком способе изготовления весьма затруднительно, поэтому требования к шероховатости поверхностей пазов несколько ниже по сравнению с другими поверхностями деталей. Рекомендации по выбору качества поверхностей шпоночных соединений представлены в табл. П1.15.

Рис. П1.7 Обозначение шероховатости на чертежах: а) вид механической обработки не устанавливается (предпочтительно); б) механическая обработка со снятием слоя материала; в) без механической обработки; г) поля для простановки параметров шероховатости и способа обработки поверхности; д) простановка размеров профиля.

В чертежах обозначение шероховатости (рис. П1.7) ставится либо на линии обозначающей номинальное положение обрабатываемой поверхности, либо на линии-выноске, проведенной от этой поверхности таким образом, что угол значка шероховатости всегда смотрит в сторону обрабатываемой поверхности. На зубчатых венцах колес, червяков и других элементах, изображаемых условно, знак шероховатости, относящийся к рабочей поверхности зубьев, ставится на линии обозначающей делительный цилиндр, делительный конус, на резьбовых элементах детали знак шероховатости ставится на номинальный диаметр (допускается простановка знака на размерную линию) и т.п.

