Шероховатость поверхности

При анализе точности геометрических параметров деталей различают поверхности: номинальные (идеальные), форма которых задана чертежом, и реальные (действительные), которые ограничивают деталь, отделяя её от окружающей среды. В результате механической обработки деталей невозможно получить идеальную ровную поверхность. В результате вибраций, трения, неровностей профиля режущего инструмента, неоднородности обрабатываемого материала действий других факторов на обрабатываемой поверхности остаются неровности, которые подразделяются на шероховатость и волнистость (рис. 1 а).

	А (увеличино)
а)	б)

Рис.1. Неровности реальной поверхности

Шероховатость поверхности – это совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами на базовой длине.

Базовая длина – длина базовой линии, используемой для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.

Базовая линия (поверхность) – это линия (поверхность) заданной геометрической формы, определенным образом проведенная относительно профиля (поверхности) и служащая для оценки геометрических параметров поверхности.

Числовые значения параметров шероховатости поверхности определяются от единой измерительной базы, за которую принята средняя линия профиля

База – поверхность, линия, точка детали (или их сочетание), определяющие одну из плоскостей или осей системы координат.

Средняя линия профиля – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведённая так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально

где –i-я ордината отклонения профиля на базовой длине .

Отклонение профиля –расстояние между любой точкой профиля и средней линией.

Систему отчета шероховатости от средней линии профиля называют системой средней линии.

Согласно ГОСТ 2789 – 73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики» шероховатость поверхности изделий независимо от материала и способа изготовления (получения поверхности) можно оценивать количественно одним или несколькими из шести параметров:

1. Среднее арифметическое отклонение профиля – .

2. Высота неровностей профиля по десяти точкам – .

3. Наибольшая высота неровностей профиля – .

4. Средний шаг неровностей – .

5. Средний шаг местных выступов профиля – .

6. Относительная опорная длина профиля – (– значение уровня сечения профиля).

При этом параметр является предпочтительным.

Параметры, связанные с высотными свойствами неровностей.

Высотные свойства неровностей характеризуют параметры – ,и.

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

или приближенно

где – базовая длина; – число выбранных точек на базовой длине.

Таким образом, параметр характеризует среднюю высоту всех неровностей профиля.

Высота неровностей профиля по десяти точкам – сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших впадин профиля пределах базовой длины

где – высота i-го наибольшего выступа профиля; – глубинаi-й наибольшей впадины профиля;

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

Линия выступов профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины.

Линия впадин профиля – линия, эквидистантная средней линии, проходящая через нижнюю точку профиля в пределах базовой длины.

Параметры, связанные со свойствами неровностей в направлении длины профиля.

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

где – число шагов в пределах базовой длины ; – шаг неровностей профиля, равный длине отрезка средней линии, пресекающей профиль в трех соседних точках и ограниченной двумя крайними точками.

Средний шаг местных выступов профиля – среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины

где – число шагов в пределах базовой длины ; – шаг неровностей профиля по вершинам, равный длине отрезка средней линии между проекциями на неё двух наивысших точек соседних выступов профиля.

Параметры, связанные с формой неровностей.

Опорная длина профиля – сумма длин отрезков , отсекаемых на заданном уровнев материале профиля линией, эквидистантой средней линиив пределах базовой длины (см. рис. 1 б)

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

Опорную длину профиля определяют на уровне сечения профиля, т.е. на заданном расстоянии между линией выступов профиля и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля.

Обозначение шероховатости на чертеже.

Требования к обозначению шероховатости на чертеже установлены ГОСТ 2.309 – 73 «ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхностей». Согласно данному стандарту шероховатость на чертеже обозначают для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость, которых не обусловлена требованиями конструкции.

Размеры знака используемого для обозначения шероховатости приведена на рис. 2 а. Высота должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота равна .

а)	б)	в)	г)

Рис. 2. Обозначение шероховатости поверхности на чертеже

В обозначении шероховатости поверхности, способ обработки которой конструктором не устанавливается, применяется знак на рис. 2 б.

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована только удалением слоя материала (точением, фрезерованием, сверлением, шлифованием и т.п.), применяют знак на рис. 2 в.

В обозначении шероховатости поверхности, которая должна быть образована без удаления слоя материала (литьем, ковкой, объемной штамповкой, прокатом и т.п.), применяют знак на рис. 2 г.

В случае, если вид обработки поверхности является единственным, применимым для получения требуемого качества, то его можно указывать в обозначении шероховатости.

Рис.3. Обозначение способа обработки

Значение шероховатости указывают в обозначении шероховатости после соответствующего символа, например и т.д.

При указании наибольшего значения параметра шероховатости в обозначении приводят параметр без предельных отклонений: .