Шероховатость поверхности. Размеры и примеры нанесения знаков шероховатости на чертеже

Различают следующие отклонения от теоретической поверхности:

● макрогеометрические отклонения - единичные, не повторяющие-

ся регулярно отклонения от теоретической формы пове-

рхности, характеризующиеся большим отношением про-

тяженности поверхности L к величине отклонения h, ко-

торое больше 1000.

На износоустойчивость поверхности влияют сопротивляемость поверхностного слоя разрушению и макрогеометрические отклонения, т. е. отклонения от геометрической формы, которые приводят к неравномерному износу отдельных участков.

Макрогеометрические отклонения характеризуют

- овальность,

- конусообразность,

- и другие отклонения от правильной геометрической формы.

● микрогеометрические отклонения, или микронеровности, образу-

ются при обработке заготовок в результате воздействия

режущей кромки инструмента на обрабатываемую пове-

рхность, а также вследствие пластической деформации

обрабатываемого материала в процессе резания.

Микронеровности определяют шероховатость (негладкость) обработанной поверхности.

Шероховатостью поверхности называют совокупность неровностей профилей поверхности в пределах небольшого участка поверхности детали (с относительно малыми шагами, рассматриваемых в пределах участка, длина которого равна базовой длине).

ГОСТ 25142-82 Шероховатость поверхностей. Параметры и характеристики.

ГОСТ 2.309-73 Обозначения шероховатости поверхностей.

Шероховатость поверхности оказывает большое влияние как на надёжность и долговечность машин, так и на стоимость изготовления деталей. Рациональные значения шероховатости зависят от многих факторов: допуска, посадки и номинального размера соединения, метода сборки, допускаемого износа, условий эксплуатации подвижных и неподвижных соединений, стабильности технологических процессов.

Шероховатость поверхности появляется в результате обработки независимо от метода и представляет собой сочетание наложенных друг на друга неровностей с различными шагами.

На эксплуатационные свойства деталей машин существенно влияет шероховатость обработанной поверхности, но не во всех случаях чисто обработанная поверхность является наиболее износоустойчивой, так как удержание смазки на поверхности деталей при различных условиях трения (в зависимости от нагрузки, скорости, материала сопрягаемых деталей и др.) зависит от микронеровностей поверхностей. Поэтому в зависимости от конкретных условий трения устанавливают оптимальную шероховатость поверхности.

Волнистость поверхности – совокупность периодических неровностей с

относительно большим шагом, которые рассматриваются

на участке, длина которого превышает нормальную базо-

вую длину, что установлена для измерения шероховато-

сти поверхностей.

Отклонения формы поверхностей – совокупность периодических неровностей с очень большим шагом, что рассматриваются на поверхности или на нормальной длине, которая установлена для данной поверхности.

Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью.

Волнистость приводит к увеличению удельного давления, так как трущиеся поверхности соприкасаются с выступами волн; то же происходит и при микронеровностях поверхностей, причем выступы микронеровностей могут деформироваться - сминаться или даже срезаться при движении одной трущейся поверхности относительно другой. Вершины микронеровностей могут вызывать разрывы масляной пленки, вследствие чего в местах разрывов создается сухое трение.

Условно между разными порядками отклонений поверхностей можно установить за отношением шага к высоте неровностей :

Рис.20. Графическое изображение шероховатости

с условными знаками.

▬ при - шероховатость;

▬ при - волнистость;

▬ при - отклонение формы.

Пример. Если выполняется условие: отношение шага к высоте неровности, то отклонение относится к шероховатости

Во многих случаях прочность деталей машин зависит также от чистоты обработки. Установлено, что наличие рисок, глубоких и острых царапин создает очаги концентрации внутренних напряжений, которые в дальнейшем

приводят к разрушению детали. Такими очагами могут являться также впадины между гребешками микронеровностей. Это не относится к деталям, изготовляемым из чугунов и цветных сплавов, в которых концентрация напряжений возможна в меньшей степени.

Прочность прессовых соединений также зависит от шероховатости и особенно от высоты микронеровностей; при запрессовке одной детали в другую фактическая величина натяга зависит от шероховатости поверхности и отличается от величины натяга при запрессовке деталей с гладкими поверхностями для тех же диаметров.

От шероховатости поверхности зависит также устойчивость поверхности против коррозии. Чем выше класс чистоты поверхности, тем меньше площадь соприкосновения с коррелирующей средой, тем меньше влияние среды. Чем глубже впадины микронеровностей и чем резче они очерчены, тем больше разрушающее действие коррозии, направленное в глубь металла.

Параметры шероховатости регламентированы ГОСТ 2789-73. К ним относятся (рис.21):

Рис.21. Профиль шероховатости поверхности.

● базовая длина l – длина базовой линии, используемая для выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности;

ГОСТом установлены следующие значения базовых длин: 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8 и 25 мм, а также 14 классов чистоты поверхности.

● средняя линия профиля m – базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально;

● средний шаг неровностей профиля - среднее значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины;

● средний шаг местных выступов профиля - среднее значение шага местных выступов профиля в пределах базовой длины;

● высота неровностей профиля по десяти точкам - сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины;

● наибольшая высота профиля - расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины;

● отклонение профиля - расстояние между любой точкой профиля и средней линией;

● среднее арифметическое отклонение профиля - среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины;

● опорная длина профиля - сумма длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале профиля линией, эквидистантной средней линии;

● относительная опорная длина профиля - отношение опорной длины профиля к базовой длине;

● уровень сечения профиля - расстояние между линией выступов профиля и линией, отсекающей профиль эквидистантно линии выступов профиля.

Обозначение шероховатости поверхности показано на рис.22.

Рис.22. Обозначение шероховатости поверхности.

Размеры знаков, проставленные на чертеже, должны быть приблизительно равны высоте размерных чисел Н =(1,5….3)· h.

Рис.23. Примеры нанесения знаков шероховатости.

Если на отдельных участках детали шероховатость одной и той же поверхности должна быть различной, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующего размера и обозначений шероховатости (рис.23 е).

Отделку (шпаклёвка, специальная окраска, серебрение, никелирование) и термическую обработку (цементация, местная закалка) следует указывать соответствующей надписью на поле чертежа. Обозначение шероховатости следует ставить на тех видах и разрезах, на которых поставлены размеры, относящиеся к соответствующим частям детали. Примеры нанесения знаков показаны на рис.23 ж. Знак для обозначения шероховатости должен касаться вершиной контура поверхности изделия или выносной линии (рис.23 д).

В зависимости от вида обработки, значений параметров, шероховатости, ве-

личины базовой длины применяются специальные знаки обозначения шероховатости поверхности.

Таблица 3