2.3. Шорсткість поверхні

Шорсткістю поверхні згідно ДСТ 25142 - 82 називають сукупність нерівностей поверхні з відносно малими кроками, виділену за допомогою базової довжини.

Базова довжина l - довжина базової лінії, використовуваної для виділення нерівностей, що характеризують шорсткість поверхні.

Базова лінія (поверхня) - лінія (поверхня) заданої геометричної форми, певним чином проведена щодо профілю (поверхні) і, що служить для оцінки геометричних параметрів поверхні.

Шорсткість поверхні впливає на експлуатаційні властивості поверхневого шару, отже, деталі в цілому. До показників, що характеризують експлуатаційні властивості поверхневого шаруючи, відносяться: дійсна напруга на поверхні двох взаємодіючих тіл і, як наслідок, контактний твердість; міцність деталей через концентрацію напруг в окремих ризиках на поверхні; характер процесу тертя між поверхнями, що сполучаються, у парі тертя; зміна посадки в процесі зборки (з натягом) чи при експлуатації (із зазором); антикорозійна стійкість повехностей; щільність і герметичність з'єднань; адгезионная здатність до гальванічним і лакофарбової покриттям; декоративні властивості; зручність змісту поверхонь у чистоті і т.п. .

Числові значення шорсткості поверхні визначають від єдиної бази, за якої прийнята середня лінія профілю т,т. е. базова лінія, що має форму номінального профілю і проведена так, що в межах базової довжини середнє квадратическое відхилення профілю до цієї лінії мінімально. Систему відліку шорсткості від середньої лінії профілю називаютьсистемою середньої лінії.

Якщо для визначення шорсткості обрана ділянка поверхні довжиною l, інші нерівності (наприклад, волнистость), що мають крок більшеl, не враховують.

Довжина оцінки L - довжина, на якій оцінюють шорсткість. Вона може містити одну чи кілька базових довжинl. Числові значення базової довжини вибирають з ряду: 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

Параметри шорсткості.Згідно ДСТ 2789 - 73* шорсткість поверхні виробів незалежно від матеріалу і способу виготовлення можна оцінювати наступними параметрами (мал. 2.11):

Рис. 2.11. Профилограмма поверхні

1. Середнє арифметичне відхилення профілю Ra - середнє арифметичне з абсолютних значень відхилень профілю в межах базової довжини:

,

де l— базова довжина; n — число обраних крапок профілю на базовій довжині; у —відстань між будь-якою крапкою профілю і середньою лінією (відхилення профілю).

2. Висота нерівностей профілю по десятьох крапках Rz - сума середніх абсолютних значень висот п'яти найбільших виступів профілю і глибин п'яти найбільших западин профілю в межах базової довжини:

чи ,

де визначаються щодо середньої лінії, а h_{i max}, h_{i min}– щодо довільної прямої, рівнобіжної середньої лінії і не перетинає профіль.

3. Найбільша висота нерівностей профілю Rmax — відстань між лінією виступів профілю і лінією западин профілю в межах базової довжини.

4. Середній крок нерівностей профілю Sm —середнє арифметичне значення кроку нерівностей профілю в межах базової довжини:

,

де Sm_i — крок нерівностей профілю, дорівнює довжині відрізка середньої лінії, укладеного між крапками перетинання суміжних виступів і западин

профілю із середньою лінією.

5. Середній крок нерівностей профілю по вершинах S - середнє арифметичне значення кроку нерівностей профілю по вершинах у межах базової довжини:

,

S_i— крок нерівностей профілю, дорівнює довжині відрізка середньої лінії, заклю-ченного між проекціями на неї найвищих крапок двох сусідніх місцевих виступів профілю.

6. Відносна опорна довжина профілю tр —відношення опорної довжини профілю до базової довжини:

,

де _р- опорна довжина профілю —сума довжин відрізків b_i, відтинаються на заданому рівні р у матеріалі профілю лінією, эквидистантной середньої лінії т у межах базової довжини (див. мал. 2.11):

.

Опорну довжину профілю визначають на рівні перетину профілю р, тобто на заданій відстані між лінією виступів профілю і лінією,

р, %

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 t_p, %

Рис. 2.12. Крива относи-тельной опорної довжини профілю

лінії, що перетинає профіль эквидистантно, виступів профілю, і будують криву измене-ния опорної довжини профілю (мал. 2.12). Значення рівня перетину профілю р від-зчитують по лінії виступів і вибирають з ряду: 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70,; 80; 90 % від Rmax.

Числові значення параметрів шеро-ховатостиRa, Rz, Rmax, Sm, Sіtp приведені в ДСТ 2789 - 73*.

Позначення шорсткості на кресленнях. ДСТ 2.309 - 73* установлює позначення шорсткості поверхонь і правила нане-

сения їхній на кресленнях виробів.

На мал. 2.13 приведена структура позначення шорсткості.При позначенні шорсткості тільки по параметрі застосовують знак без полиці.

Приклади позначення шорсткості на кресленнях приведені на мал. 2.14.

У позначенні числового значення параметра Ra символ не вказується (див. мал. 2.14).

а) б) в)

Рис. 2.14. Приклади позначення шорсткості на кресленнях

Якщо параметри Rа, Rz, Rmax визначені на базовій довжині відповідно до ДСТ 2789 - 73*, те ці базові довжини не вказуються у вимогах до шорсткості (мал. 2.14, б).

При необхідності додатково до параметрів шорсткості поверхні установлюються вимоги по напрямку нерівностей поверхні (табл. 2.5), а також по чи способі послідовності способів одержання (обробки) поверхні. При цьому спосіб обробки вказують тільки у випадках, коли він є єдино прийнятним для одержання необхідної якості поверхні.

Таблица 2.5

Напрямку нерівностей поверхні за ДСТ 2789 - 73*

Типи напрямку нерівностей	Схематичне зображення	Условное обозначение
Рівнобіжне
Перпендикулярне
Перехресне
M Довільне
C Колоподібне
R Радіальне

При вказівці двох і більш параметрів шорсткості поверхні значення параметрів записують зверху вниз у наступному порядку: висота нерівностей профілю, крок нерівностей профілю, відносна опорна довжина профілю (мал. 2.14, а).

Допускається застосовувати спрощене позначення шорсткості по-верхностей з роз'ясненням його в технічних вимогах креслення (мал. 2.14, в).

Значення, що допускаються, Rа і Rz у залежності від допуску розміру і форми встановлені по чотирьох рівнях відносної геометричної точності, обумовлених співвідношенням допусків геометрії і розміру відповідно:A=60 %, B=40 %, С=25 % і D  25% (табл. 2.6).

Таблица 2.6

Параметри шорсткості в залежності від

допусків розміру ІT і форми T_ф

При допуску форми Tф у відсотках від допуску розміру IT	Параметр Ra	Параметр Rz
А = 60%	Ra 0,05IT	Rz = 0,2IT
В = 40%	Ra 0,025IT	Rz = 0,1IT
С = 25%	Ra 0,012IT	Rz = 0,05IT
D 25%	Ra = 0,15Tф	Rz = 0,6Tф