Шероховатость поверхности

Основоположником учения о качестве поверхности был русский ученый проф. В. Л. Чебышев.

При различных процессах механической обработки на обрабатываемых поверхностях образуются неровно­сти - шероховатость, представляющая собой чередую­щиеся выступы (гребенки) и впадины. Кроме того, по­верхность обработки приобретает волнистость и особые измененные физико-механические свойства.

Шероховатость поверхности в значительной степени определяет качество и срок службы деталей машин, агре­гатов, приборов. В частности, износ трущихся поверхно­стей зависит от их шероховатости. Большая шерохова­тость поверхностей сопрягаемых деталей ведет при работе к быстрому изменению посадок. Поэтому для длительного сохранения посадок необходимо вводить процессы чистовой обработки, уменьшающие шерохова­тость.

Однако весьма малая шероховатость может вызвать выдавливание смазывающего вещества, а вследствие это­го появление полусухого или сухого трения, характери­зующегося интенсивным износом. Коэффициент трения также зависит от шероховатости поверхности. Шерохова­тость поверхности оказывает влияние на антикоррозион­ную стойкость. При большой шероховатости корроди­рующие вещества, сосредотачиваясь на дне впадин неровностей поверхности, вызывают интенсивный про­цесс коррозии.

Разрушение деталей при знакопеременной нагрузке начинается с появления микроскопических трещин, ко­торые, увеличиваясь, приводят к их поломке. Поверх­ностные неровности можно рассматривать как первона­чальные трещины, в которых концентрируется напряже­ние усталости. По данным проф. С. В. Серенсена, поверхности с малой шероховатостью имеют повы­шенный предел усталости материала.

К настоящему времени еще не установлен общий кри­терий оценки качества поверхности, охватывающий как

геометрическое ее очертание, так и физико-механические свойства поверхностного слоя материала. Действующий в СССР ГОСТ 2789 - 73 (соответствующий рекомендации СЭВ по стандартизации РС6 — 71) оценивает качество обработанной поверхности лишь по ее шероховатости, т. е. по микрогеометрии.

Параметрами шероховатости (одним или нескольки­ми) являются:

Ra — среднее арифметическое отклонение профиля (микрогеометрии);

Rz — высота неровностей профиля по 10 точкам;

Rmax — наибольшая высота неровностей профиля;

Sm — средний шаг неровностей;

S — средний шаг неровностей по вершинам. Стандартом установлены возможные направления не­ровностей: параллельное, перпендикулярное, перекрещи­вающееся, произвольное, кругообразное и радиальное. Неровности, характеризующие шероховатость, и количе­ственная оценка параметров шероховатости ограничи­ваются базовой длиной l, величина которой увеличивает­ся с повышением шероховатости.

Обозначение шероховатости на чертежах выполняется по ГОСТ 2.309 — 73. Структура обозначения шероховато­сти показана на рис. 17.3.

Методы оценки шероховатости (микрогеометрии) по­верхности можно отнести к двум группам: 1) методы сравнительной оценки, при которых не выявляется абсо­лютная величина неровностей поверхности, а лишь дает­ся оценка общего ее состояния в сравнении с эталоном шероховатости (или образцовой деталью); при этом ис­пользуют лупу или сравнительный микроскоп; 2) про­фильные методы, с применением которых определяется истинная высота микронеровностей в абсолютных единицах. К ним относятся измерения на профилографах и профилометрах разных конструкций, двойном микро­скопе Линника и других приборах.