Квалитеты точности и параметры шероховатости

Шероховатость поверхности – совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами.

Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной.

Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью.

Числовые значения параметров шероховатости поверхности определяют от единой базы, за которую принята средняя линия профиля, т.е. базовая линия.

Для количественной оценки шероховатости наиболее часто используют три основных параметра:

Ra – среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.

Rz – высота неровностей по десяти точкам (сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины).

Rmax – наибольшая высота неровностей профиля в пределах базовой длины.

Предпочтительным является параметр Ra, поскольку определяется по большему количеству точек профиля. В связи с этим параметром Ra нормируется шероховатость образцов сравнения, используемых для оценки шероховатости в промышленности.

Параметры Rmax и Rz используют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровности профиля, а также когда прямой контроль Ra с помощью профилометров или образцов сравнения не представляется возможным (поверхности, имеющие малые размеры или сложную конфигурацию, например режущий инструмент).

Требования к шероховатости поверхности устанавливают исходя из функционального назначения поверхности для обеспечения заданного качества изделий. Если в этом нет необходимости, то требования к шероховатости не устанавливают и шероховатость поверхности не контролируют.

Обозначение шероховатости поверхности

Шероховатость поверхностей обозначают на чертеже для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей изделия, независимо от методов их образования, кроме поверхностей, шероховатость которых не обусловлена требованиями конструкции.

Структура обозначения шероховатости поверхности включает знак шероховатости, полку знака и другие дополнительные указания. При применении знака без указания параметра и способа обработки его изображают без полки.

Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота H равна (1.5. 5) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.

Знаки для обозначения шероховатости поверхности в зависимости от вида ее обработки

Основной знак, соответствующий обычному условию нормирования шероховатости, когда метод образования поверхности чертежом не регламентируется.

Знак, соответствующий, конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована удалением слоя материала, например, точением, шлифованием, полированием, травлением и т. п. (конкретный вид обработки может и не указываться).

Знак, соответствующий конструкторскому требованию, чтобы поверхность была образована без удаления поверхностного слоя материала, например, литьем, штамповкой, прессованием (конкретный вид образования поверхности может и не указываться).

Примеры обозначения шероховатости поверхности

Графическое изображение шероховатости	Пояснение
	Указано числовое значение параметра, соответствующие наиболее грубой допускаемой шероховатости, т.е. наибольшему предельному значению для параметра Ra, Rz и Rmax. Значения параметров Ra, Rz и Rmax указывают в мкм.
	Указано наименьшее значение параметра шероховатости. Способ применяется в отдельных случаях, когда для правильного функционирования недопустима слишком гладкая поверхность.
	Указаны числовые значения, соответствующие наибольшему и наименьшему предельным значениям нормируемого параметра. Значение, указываемое сверху, соответствует наиболее грубой допускаемой шероховатости.
	Указано номинальное значение параметра с предельными отклонениями от него в % от номинального значения. Способ применяют в основном для образцов сравнения шероховатости поверхности или для образцовых деталей, служащих тем же целям.
	Указана шероховатость поверхностей образующих контур.
	Указан вид обработки поверхности. Указывается только в тех случаях, когда данный вид обработки является единственным, обеспечивающим требуемое качество поверхности.

Допускается применять упрощенное обозначение шероховатости поверхности с разъяснением его в технических требованиях чертежа. В упрощенном обозначении используют строчные буквы русского алфавита в алфавитном порядке, без повторений.

Условные обозначения направлений неровностей поверхности

Графическое изображение шероховатости	Пояснение
	Параллельное направление неровностей (параллельно линии, изображающей на чертеже поверхность).
	Перпендикулярное направление неровностей (перпендикулярно к линии, изображающей на чертеже поверхность).
	Перекрещивающееся направление неровностей (перекрещивание в двух направлениях наклонно к линии, изображающей на чертеже поверхность).
	Произвольное направление неровностей (различные направления по отношению к линии, изображающей на чертеже поверхность).
	Кругообразное направление неровностей (приблизительно кругообразно по отношению к центру поверхности).
	Радиальное направление неровностей (приблизительно радиально по отношению к центру поверхности).
	Хаотичное направление неровностей.

Высота знака условного обозначения направления неровностей должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел.

Отверстия под резьбу

Таблица сверл для отверстий под нарезание трубной цилиндрической резьбы.

Размеры гаек под ключ

Основные размеры под ключ для шестигранных головок болтов и шестигранных гаек.

G и M коды

Примеры, описание и расшифровка Ж и М кодов для создания управляющих программ на фрезерных и токарных станках с ЧПУ.

Типы резьб

Типы и характеристики метрической, трубной, упорной, трапецеидальной и круглой резьбы.

Масштабы чертежей

Стандартные масштабы изображений деталей на машиностроительных и строительных чертежах.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при точении.

Отверстия под резьбу

Таблица сверл и отверстий для нарезания метрической резьбы c крупным (основным) шагом.

Станки с ЧПУ

Классификация станков с ЧПУ, станки с ЧПУ по металлу для точения, фрезерования, сверления, расточки, нарезания резьбы, развёртывания, зенкерования.

Режимы резания

Онлайн калькулятор для расчета режимов резания при фрезеровании.

Форматы чертежей

Таблица размеров сторон основных и дополнительных форматов листов чертежей.

CAD/CAM/CAE системы

Системы автоматизированного проектирования САПР, 3D программы для проектирования, моделирования и создания 3d моделей.

Чтение чертежей

Техническое черчение, правила выполнения чертежей деталей и сборочных чертежей.

различных способах и видах обработки деталей резанием[6]

Способ и вид обработки	Значения параметра Rа, мкм	Квалитеты нормальной точности
Автоматическая газовая резка	12,5 – 100	15 – 17
Отрезка	приводной пилой	25 * – 50 (12,5)	15 – 17
резцом	25 * – 100	14 – 17
фрезой	25 * – 50	14 – 17
абразивом	3,2 – 6,3 *	12 – 15
Подрезка торцов	3,2 * – 12,5(0,8)	11 – 13
Строгание	черновое	12,5 * – 25	12 – 14
чистовое	3,2 * – 6,3	11 – 13(10) **
тонкое	(0,8) – 1,6	8 – 10
Долбление	черновое	25 – 50	14; 15
чистовое	3,2 * – 12,5	12; 13
Фрезерование цилиндрической фрезой	черновое	25 – 50	12 – 14(11) **
чистовое	3,2 * – 6,3	11(10) *
тонкое	1,6	8; 9
Фрезерование торцовой фрезой	черновое	6,3 – 12,5	12 – 14(11) **
чистовое	3,2 * – 6,3(1,6)
тонкое	(0,8) – 1,6	8; 9
Фрезерование скоростное	черновое	3,2	12 – 14
чистовое	0,8 – 1,6 *	11 – 13
Обтачивание продольной подачей	обдирочное	25 – 100	15 – 17
получистовое	6,3 – 12,5	12 – 14
чистовое	1,6 * – 3,2 (0,8)	7 – 9
тонкое (алмазное)	0,4 * – 0,8 (0,2)
Обтачивание поперечной подачей	обдирочное	25 – 100	16; 17
получистовое	6,3 – 12,5	14; 15
чистовое	3,2 *	11 – 13
тонкое	(0,8) – 1,6	8 – 11
Обтачивание скоростное	(0,4) – 1,6
Сверление	до 15 мм	6,3 – 12,5 *	12 – 14 ***
св. 15 мм	12,5 – 25 *	12 – 14 ***
Рассверливание	12,5 – 25 * (6,3)	12 – 14

Способ и вид обработки	Значения параметра Rа, мкм	Квалитеты нормальной точности
Зенкерование	черновое (по корке)	12,5 – 25	12 – 15
чистовое	3,2 * – 6,3	10; 11
Растачивание	черновое	50 – 100	15 – 17
получистовое	12,5 – 25	12 – 14
чистовое	1,6 * – 3,2 (0,8)	8; 9
тонкое (алмазное)	0,4 * – 0,8 (0,2)
Скоростное растачивание	0,4 – 1,6
Развертывание	получистовое	6,3 – 12,5	9; 10
чистовое	1,6 * – 3,2	7; 8 (8) **
тонкое	(0,4) – 0,8
Протягивание	получистовое	6,3	8; 9
чистовое	0,8 * – 3,2	7; 8
отделочное	0,2 – 0,4
Шабрение	грубое	1,6 – 6,3
тонкое	0,1 – 0,8	8; 9
Слесарная опиловка	(1,6) – 25	8 – 11
Шлифование круглое	получистовое	3,2 – 6,3	8 – 11
чистовое	0,8 * – 1,6	6-8
тонкое	0,2 * – 0,4 (0,1)
Шлифование плоское	получистовое	3,2	8 – 11
чистовое	0,8 * – 1,6	6 – 8
тонкое	0,2 * – 0,4 (0,1)	6; 7
Прошивание	чистовое	0,4 – 1,6	7 – 9
тонкое	0,05 – 1,6	6; 7
Калибрование отверстий шариком или оправкой	после сверления	0,4 – 1,6	8; 9
после растачивания	0,4 – 1,6
после развертывания	0,05 – 1,6

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Вид обработки	Значения параметра Ra, мкм	Экономическая точность (квалитеты)	Достижимая точность (квалитеты)
Отрезка: резцом фрезой абразивом	25…100	14…17	–
25…50	14…17	–
3,2…6,3	12…15	–
Строгание: черновое чистовое тонкое	12,5…25	12…14	–
3,2…6,8	10…13	–
0,8…1,6	8…10
Фрезерование цилиндрической фрезой: черновое чистовое тонкое	25…50	11…14	–
3,2…6,3	10…11	–
1,6	8…9	6…7
Обтачивание: обдирочное получистовое чистовое	25…100	15…17	–
6,3…12,5	12…14	–
0,8…3,2	7…9
Сверление: до 15 мм св.15 мм.	6,3…12,5	12…14	10…11
12,5…25	12…14	10…11
Растачивание: черновое получистовое чистовое тонкое (алмазное)	50…100	15…17	–
12,5…25	12…14	–
0,8…3,2	8…9
0,2…08
Шлифование круглое: получистовое чистовое тонкое	3,2…6,3	8…11	–
0,8…1,6	6…8
0,1…0,4	выше 5
Полирование: обычное тонкое	0,2…1,6	–
0,05…0,1	–

При выборе параметров шероховатости поверхности для их нормирования необходимо исходить из функционального назначения и конструктивных особенностей каждой поверхности и детали в целом, условий эксплуатации рассматриваемой поверхности. Этот выбор должен быть обоснованным и оптимальным.

На чертежах шероховатость поверхно­сти обозначают по ГОСТ 2.309—73 ”ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхностей” с соответствующими изменениями для всех выполняемых по данному чертежу поверхностей детали, независимо от метода их образования.

Структура условного обозначения шероховатости поверхности приведена на рис. 2.27, а. В обозначении шероховатости поверхности без указания параметра и способа обработки применяют знак, показанный на рис. 2.27, б, причем этот знак является предпочтительным. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой путем удаления слоя материала (например, точением, шлифованием, хонингованием, фрезерованием, сверлением и т.п.), но без указания параметра, применяют знак, показанный на рис. 2.27, в. В обозначении шероховатости поверхности, образуемой без снятия слоя материала (например, литьем, ковкой, штамповкой) или когда шероховатость поверхности сохраняется в состоянии поставки, применяют знак, показанный на рис.2.27, г.

Значения параметров шероховатости указывают под знаком с буквенным обозна­чением и числовым значением (рис. 2.28, а). При указании нескольких параметров вверху ста­вят обозначение высоты неровностей профиля, ниже – параметр шага и еще ниже – относительной опорной длины профиля.

Вид обработки указывают над полкой знака шеро­ховатости (рис. 2.28,б).

В некоторых обоснованных случаях устанавливаются требования к направлению неровностей и виду обработки (если он является единственным или предпочтительным для обеспечения качества поверхности). Эти параметры обозначаются в соответствующем поле условного обозначения (рис. 2.27, а), вид обработки – надписью, направление неровностей – условным знаком.

Условные обозначения направления неровностей указывают на чертежах, используя один из следующих знаков, приведенных в табл.2.5.

Если необходимо ограничить не только максималь­ное, но и минимальное значение параметра, предель­ные значения располагают один над другим: выше — максимальное, ниже — минимальное, например,

Кроме номинального значения параметра, могут быть указаны предельные отклонения в процентах, например, Ra 1± 30 %; t 70±10% и т. п. Допускается упрощенное обозначение шерохова­тости поверхности при помощи строчных букв русского алфавита с разъяснением его в технических условиях (рис. 2.28, в).

Шероховатость поверхностей зубьев колес, эвольвентных шлицев указывают на делительной окруж­ности, если на чертежах не приводится их профиль.

Как уже отмечалось выше, волнистость и шероховатость поверхностей оказывают значительное влияние на долговечность подвиж­ных и надежность неподвижных соединений.

В подвижных соединениях в начальный период работы из-за наличия волнистости и ше­роховатости фактическая площадь контакта сопрягаемых поверхностей может уменьшаться до 3 — 5 раз относительно номинальной. В результате происходит упругая и пластическая деформации сжатия и сдвига вершин неровностей, приводящие к интенсивному изнашиванию контактируемых поверхностей в период приработки, и в некоторых случаях к схватыванию трущихся поверхностей, т.е. к катастрофическому износу. Эти процессы сопро­вождаются значительным повышением температуры, что в соединениях типа “подшипник скольжения” приводит к выплавлению антифрикционного слоя и разрушению подшипника. Если же такого аварийного разрушения сопрягаемых поверхностей не происходит, то все равно наблюдаются ускоренный износ поверхностей и значительное увеличение зазора в сопряжении. Этот процесс продолжается до тех пор, пока высота, форма и направление неровностей не достигнут опреде­ленного значения. Такую шероховатость называют оптимальной для данных условий эксплуатации(давления, скорости, условий смазки и т.п.).

Важно отметить, что если неровности поверхности после обработки будут меньше оптимальной величины, то через определенный промежуток времени высота и форма микронеровностей опять приблизятся к оптимальным значениям. Чем больше пер­воначальная шероховатость будет отличаться от оптималь­ной, тем больший износ будет иметь поверхность в период приработки, и на большее значение сократится ресурс соединения.

В неподвижных соединениях шероховатость по­верхностей деталей значительно влияет на их надеж­ность. При напрессовке деталей соединений с натягом происходит частичное сглажи­вание неровностей, при этом изменяется натяг, и в собранном соединении он будет меньше расчетного. Это приводит к уменьшению прочности соединения. С уменьшением высоты неровностей это влияние будет меньшим.

Шероховатость поверхности влияет также на усталостную прочность деталей, так как неровности яв­ляются концентраторами напряжений. Поэтому дета­ли, работающие в циклических условиях, а тем более в условиях знакопеременных нагрузок, не должны иметь грубо обработанных поверх­ностей с большими микроне­ровностями. Кроме этого впадины неровнос­тей являются резервуарами, в которых скапли­ваются вода и другие агрессивные жидкости, поэтому по­верхности с большими неровностями более подвержены коррозии.

В местах уплотнений, где требуется герметичность, большая высота неровностей также вредна.

Как правило, чем меньше допуск на размер, тем жестче устанавливаются параметры шероховатости поверхности. В тоже время прямой зависимости между значением допуска и параметрами шероховатости нет.

При назначении параметра шероховатости Ra можно ориентироваться на наибольшие допускаемые значе­ния этого параметра в зависимости от допуска на размер (T) и допуска формы (Ts), определяемых для следующих условий:

На практике иногда при большом допуске на размер назна­чают шероховатость с минимальной высотой неровно­стей для придания декоративного вида поверхности или с целью лучшей защиты ее от коррозии. В других случаях при незначительных допусках на размер добиваются шероховатости со сравнительно большими неровностями, что позволяет лучше удерживать смаз­ку (например, поверхности поршней, направляющих станков, различных салазок).