Что такое шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности

что такое шероховатость поверхности

Шерохотоватость поверхности – это показатели, которые  обозначают определенное количество данных характеризующих состояние неровностей поверхности измеряемых сверхмалыми отрезками при базовой величине длины.

Совокупность показателей, обозначающих  возможную ориентацию направлений неровностей поверхностей с определенными значениями  и их характеристикой,  задается в нормативных  документах  ГОСТ 2789-73, ГОСТ 25142-82, ГОСТ 2.309-73.

Совокупность требований указанных в нормативных документах распространяется на изделия, изготовленные с использованием различных материалов,  технологий и методов обработки, за исключением имеющихся дефектов.

Шероховатость поверхности

Высокое качество обработки деталей позволяет значительно снизить износ поверхностей, возникновение очагов коррозии, тем самым повышая точность сборки механизмов   их надежность при длительной эксплуатации.

Основные обозначения

Шероховатость исследуемой поверхности измеряются на допустимо небольших площадях, в связи с чем базовые линии выбирают,  учитывая параметр  снижения влияния волнообразного состояния поверхности на изменение высотных параметров.

Неровности на большинстве поверхностей возникают по причине  образующихся деформаций верхнего слоя материала при осуществляемой обработке с использованием различных технологий.

Очертания профиля получают при проведении обследования с помощью алмазной иглы, а отпечаток  фиксируется на профилограмме.

Основные параметры, характеризующие шероховатость поверхности  имеют определенное буквенное обозначение, используемое в документации, чертежах и получаемые при проведении измерений деталей(Rz, Ra, Rmax, Sm, Si, Tp).

Для измерения  неровности  поверхности используют несколько определяющих параметров:

  • Ra- обозначает значение исследуемого профиля с возможным отклонением (среднеарифметическим)  и измеряется в мкм;
  • Rz – обозначает высоту измеряемых неровностей определяемую по  10  основным точкам в мкм;
  • Rmax –максимальное допустимое значение параметра по высоте.Обозначение шероховатости поверхности

Также используются  шаговые параметры  Sm  и Si и опорная длина исследуемого  профиля tp. Данные параметры указываются при необходимости учитывать условия эксплуатации деталей.

В большинстве случаев для измерений используется универсальный показатель  Ra, который дает наиболее полную характеристику с учетом всех точек профиля. Значение средней высоты Rz применяется при возникновении затруднений связанных с определением  Ra с использованием приборов.

Подобные характеристики  оказывают влияние на сопротивление и виброустойчивость, а также электропроводимость материалов.

Значения определений  Ra и Rz указаны в специальных таблицах и при необходимости  могут использоваться при проведении необходимых расчетов. Обычно определитель Ra обозначается без числового символа, другие показатели имеют необходимый символ. Согласно действующим нормативным актам (ГОСТ) существует шкала, в которой даны значения  шероховатостей поверхности различных  деталей,  имеющих  подробную  разбивку на 14 специальных классов.

Существует прямая зависимость, определяющая  характеристики обрабатываемой поверхности, чем выше показатель  класса, тем меньшее значение имеет высота измеряемой поверхности и лучше качество обработки.

Методы осуществления контроля

Для осуществления контроля шероховатости поверхности используются два метода:

  • качественный;
  • количественный.

При проведении качественного контроля проводится сравнительный анализ поверхности рабочего исследуемого  и стандартного образцов путем визуального осмотра и на ощупь.

Для проведения исследования выпускаются специальные наборы образцов поверхностей имеющих регламентную обработку согласно ГОСТ 9378-75. Каждый образец имеет маркировку с указанием показателя Ra и метода  воздействия на поверхностный слой материала (шлифовка, точение, фрезерование т.д.).

Используя визуальный осмотр можно достаточно точно дать характеристику поверхностного  слоя при характеристиках  Ra=0.6-0.8 мкм и выше.

Образцы шероховатости поверхности

Количественный контроль  поверхности проводится с использованием  приборов работающих с  применением  разных технологий:

  • профилометра;
  • профилографа;
  • двойного микроскопа.

При определении характеристики поверхностного слоя материала необходимо провести классификацию:

  1. Рабочие поверхности, имеющие сопряжение с изменением местоположения в ходе осуществляемого процесса, по отношению друг к другу (механизмы двигателей, насосов и т.д.). Детали, используемые в механизмах обязательно должны обрабатываться с высокой точностью, а показатели соответствовать  величинам  Ra=2.5-0.16 мкм, Rz=10-0.8 мкм.
  2. Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
  3. Ограничительные и соединительные поверхности – элементы служащие ограничением для работающих механизмов (корпуса приборов, станков и т.д.). Данные поверхности в зависимости от требований могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20-2.5 мкм, Rz=80-10 мкм.
  4. Поверхности, требующие специальной обработки (детали внешних корпусов механизмов, агрегатов). Параметры шероховатости должны соответствовать Ra=5.0-1.25 мкм, Rz=20-6.3 мкм. Особо стоит отметить требования, предъявляемые к органам управления механизмов, приборов у которых показатели должны, находится на уровне Ra=0.63-0.08 мкм, Rz=3.2-0.4 мкм.
  5. Используя данные качества поверхности, получаемые при различных методах обработки можно выстраивать технологическую цепочку, обеспечивающую наибольшую эффективность и сокращение времени обработки деталей.

    Классы шероховатости поверхности

Нормативные данные также содержатся в ГОСТ 2.309-73 согласно,  которому наносятся обозначения на чертежи и   содержат характеристики  поверхностей по установленным правилам  и обязательны  для всех промышленных предприятий. Необходимо также учитывать, что знаки и их форма, наносимые на чертежи должны иметь установленный размер с указанием числового значения неровности  поверхности. Регламентируется высота знаков, указывается вид обработки.

Знак имеет специальный код, который расшифровывается следующим образом:

  • первый знак – характеризует тип обработки исследуемого материала (точение, сверление,  фрезерование и т.д.);
  • второй знак — обозначает, что поверхностный слой материала не подвергался обработке, а образован путем  ковки, литья, прокатки;
  • третий знак – показывает, что вид возможной обработки не регламентируется, но должен соответствовать  Ra или Rz.

В случае отсутствия знака на чертеже,  поверхностный слой  не подвергается специальной обработке.

На производстве используют два вида воздействия на верхний слой:

  • с помощью частичного удаления верхнего слоя обрабатываемой детали;
  • без удаления верхнего слоя детали.

При удалении верхнего слоя материала в основном используется специальный инструмент, предназначенный для выполнения определенных действий – сверления, фрезерования, шлифования, точения,  и т.д. В ходе обработки происходит нарушение верхнего слоя материала с образованием остаточных следов от используемого инструмента.

Когда применяется обработка без удаления верхнего слоя материала – штамповка, прокат,  литье,  происходит смещение структурных слоев их деформация с принудительным созданием  «гладко-волокнистой»  структуры.

При конструировании и изготовлении деталей параметры неровностей  задает конструктор, основываясь на техническом задании определяющим характеристики изделия в зависимости от требований, предъявляемых к изготовляемому механизму, технологии используемой при производстве   и степени обработки.

Маркировка структуры поверхности

При нанесении обозначений  в рабочей документации,  чертежах применяются специальные знаки для характеристики материала, которые регламентируются стандартом ГОСТ 2.309-73.

Правила нанесения знаков на чертежах

Основные правила, используемые для обозначения неровности поверхности на чертежах

Основные правила, которые необходимо использовать при выполнении чертежа:

  1. На чертеже указываются все шероховатости поверхности для используемого материала без учета используемых методов.
  2. Нанесение значений шероховатостей осуществляется на разрезах, которые имеют размер.
  3. Знаки наносятся на всех видах линий используемых в чертеже.
  4. При наличии у знака полки его местоположение определяется по отношении к основной надписи.
  5. Если изделие имеет разрыв на чертеже, то производится маркировка только одной части изображения.
  6. Если поверхностный слой требует использования обработки участков детали различного класса, то производится разделение с помощью сплошной линии.
  7. В случае сокращения места необходимого для нанесения обозначений на чертеже возможно допустимое упрощение знаков.
  8. При одинаковом значении шероховатости поверхности контура, значение наносится один раз.
  9. При идентичности различных поверхностей с одинаковыми значениями шероховатости, допускается нанесение значений один раз.
  10. Знаки, обозначающие неровности должны иметь толщину в 1.5 раза больше, чем  нанесенные на изображение.
  11. Условия, обозначающие направление поверхностей должны соответствовать стандартам.
  12. Обозначение шероховатости поверхности производится с использованием общих правил.

    Обозначения направления шероховатости поверхности на чертежах

Учитывая структуру материала, конструктор имеет возможность указать необходимые параметры, предъявляемые к качеству поверхностей. Причем характеристики могут указываться по нескольким параметрам с установкой максимально и минимального значения с возможными допусками.

При массовом производстве определенных деталей  иногда нарушается заданная форма или их сопряженность. Подобные нарушения увеличивают допустимый износ деталей, и ограничиваются специальными допусками, которые указаны в ГОСТ 2.308.

 Каждый вид используемого допуска имеет 16  определяющих  степеней точности, которые оговариваются для деталей разной конфигурации  с учетом используемого материала.

Необходимо также учитывать, что используемые допуски размера и конфигурации  для деталей имеющих цилиндрическую форму берутся с учетом диаметра деталей, а плоские детали с учетом толщины, а максимальная погрешность не должна превышать показатель допуска.

Правильное использование методики определения показателей шероховатости поверхностей позволяет достичь более высокой точности обработки  и размера деталей при соблюдении параметров  указанных в нормативных документах,  которые   дают возможность   значительно повысить качество готового продукта.

Источник: https://stankiexpert.ru/tehnologii/sherokhovatost-poverkhnosti.html

Как определить и обозначить шероховатость поверхности

что такое шероховатость поверхности

Классы шероховатостиПараметры шероховатости Ra, мкмПараметры шероховатости Rz, мкмОбозначение шероховатости ранее действующееСовременное обозначение шероховатости
1 80 320 Rz 320 50
2 40 160 Rz 160 25
3 20 80 Rz 80 12,5
4 10 40 Rz 40 6,3
5 5 20 2,5 1,6
6 2,5 10 1,25 0,8
7 1,25 6,3 0,63 0,4
8 0,63 3,2 0,32 0,1
9 0,32 1,6 0,16 0,05
10 0,16 0,8 0,08 0,025
11 0,08 0,4 0,04 0,0125
12 0,04 0,2 0,02 0,006
13 0,02 0,1 0,01 0,0032
14 0,01 0,05 0,005 0,0016

Шероховатость на чертеже обозначается значком, ориентированным к обрабатываемой поверхности. Вид значка зависит от способа обработки заложенной конструктором
Высота h должна быть приблизительно равна применяемой на чертеже высоте цифр размерных чисел. Высота Н равна (1,55) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной линии, применяемой на чертеже

Обозначение шероховатости поверхности без указания способа обработки

При обработке происходит  удаление слоя материала

Образование поверхности осуществляется без удаления слоя материала (прессование, дорнование и т.д.)

Знак обозначение шероховатости поверхности должен быть ориентирован к основной надписи чертежа следующим образом

Значения параметра шероховатости Ra в зависимости от способа обработки

Способ обработки Ra, мкм
Шлифование 0,050; 0,100; 0,200; 0,400; 0,800; 1,600; 3,200
Точение и расточка 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5
Фрезерование 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5
Строгание 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25,0
Электроэрозионная обработка 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5
Дробеструйная и пескоструйная обработка 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5; 25,0
Полирование 0,006; 0,0125; 0,025; 0,050; 0,100; 0,200

Примеры обозначения шероховатости

Обозначение шероховатости симметрично расположенных элементов симметричных изделий наносят один раз
Если шероховатость одной и той же поверхности различна на отдельных участках, то эти участки разграничивают сплошной тонкой линией с нанесением соответствующих размеров и обозначения шероховатости.  Через заштрихованную зону линию границы между участками не проводят.

Обозначения шероховатости поверхности зубьев

Обозначение шероховатости поверхности профиля резьбы

Пример обозначения шероховатости наружной резьбы

Пример обозначения шероховатости внутренней резьбы

Пример обозначения шероховатости внутренней конической резьбы

Пример обозначения шероховатости внутренней резьбы

Смотри также:

Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=2941

Шероховатость поверхности. На примере шлифовки валов

что такое шероховатость поверхности

Наше предприятие вот уже почти четверть века предоставляет в Санкт-Петербурге разнообразные услуги по металлообработке, в том числе шлифовку валов и других деталей, изготавливая их по чертежам Заказчика или образцам. С нашими возможностями в шлифовании валов и иных деталей Вы можете ознакомиться здесь.  Просто, пришлите нам чертежи по электронной почте или факсу!

Основные параметры шероховатости

Под шероховатостью поверхности детали понимают числовое отображение величины микронеровностей поверхности в микронах, показывающее отклонение от идеальной поверхности.

В основном используются 2 параметра шероховатости поверхности:

  • Ra. Среднеарифметическое отклонение профиля.
  • Rz. Высота неровностей профиля по 10 экстремальным точкам.

Приблизительное соотношение этих параметров Вы можете увидеть в этой таблице:

В этой же таблице Вы можете увидеть приблизительное соотношение используемых сейчас параметров шероховатости с использовавшимися ранее показателями класса шероховатости и группы чистоты («треугольники»).

На практике, как правило, грубую обработку обозначают параметром Rz320-20, более тонкую – Ra2,5-0,025 (еще более тонкую тоже принято обозначать параметром Rz0,1-0,025).

Значения шероховатостей для обозначения на чертежах выбирают из стандартизованного ряда:

Выбор значения шероховатости довольно тесно связан с точностью изготавливаемого изделия — его квалитетом, а так же с особенностями посадки с сопряженной деталью.

Обозначение шероховатости при шлифовке валов etc

Обозначение шероховатости при шлифовании валов и иных деталей многократно изменялось:

С 2012 года указание «Ra» под знаком шероховатости обязательно. Ранее, если, например, при шлифовке вала, мы видели над знаком шероховатости только число 0,32, по умолчанию предполагалось, что это обозначение разумеет под собой Ra0,32.

Знаком а обозначают шероховатость, метод получения которой конструктор не определяет. Знаком б обозначают поверхности, которые необходимо обработать со снятием слоя металла (фрезерованием, шлифовкой и т.п.). Поверхности, обозначаемые знаком в, получаются без снятия слоя металла (ковкой, литьем и т.д.).

Таким знаком обозначают шероховатость одинаково обрабатываемых поверхностей, составляющих замкнутый контур (например, все грани параллелепипеда).

Поверхности с необозначенной шероховатостью должны быть выполнены с шероховатостью, обозначаемой в правом верхнем углу чертежа.

Достижимые параметры шероховатости при шлифовании валов

При предварительной шлифовке валов и иных деталей, обычно, достигают параметров шероховатости Ra2,5-1,25.

При чистовом шлифовании валов достигаются параметры Ra0,63-0,16.

Шлифовка валов у нас

Вы можете осуществить на нашем предприятии не только шлифовку валов и шлифование других деталей, но и воспользоваться широким спектром услуг по металлообработке на заказ по чертежам Заказчика или образцам. Вам надо, просто, позвонить или прислать свои чертежи по факсу или мейлу!

  • допуски;
  • посадки;
  • допуски на форму и расположение.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Галтовка что это такое

Источник: http://kvadromash.ru/sherohovatost-poverhnosti-na-primere-shlifovki-valov/

Шероховатость обработанной поверхности

При совершенно любом способе обработки металлов путем резания на обработанной поверхности обязательно остаются различные мелкие неровности, то есть — шероховатость. Во время грубой обработки, к примеру, при черновом строгании или фрезеровании такие неровности (следы от зубьев фрезы или от резца) достаточно хорошо просматриваются даже невооруженным глазом.

Если высоту этих неровностей измерить, то окажется, что она весьма велика и достигает до 100 мкм и более. Во время чистовой обработки высота неровностей уменьшается, то есть: после обработки торцовой фрезой «чистовой» она может быть равной в 5-10 мкм (что соответствует: 0,005-0.010 мм), а во время тонкого фрезерования и обработки фрезами с зачистным зубом в 1,5-5 мкм (что соответствует: 0,0015-0,006 мм).

Виды неровностей и как их определить

Неровности на обработанной поверхности иногда бывают настолько малы, что их практически невозможно различить простым глазом, например, глядя на прекрасно отполированную поверхность, очень трудно сказать, что она имеет шероховатость. Даже если рассматривать данную поверхность через лупу (увеличительное стекло), то невозможно заметить следы обработки.

Однако если использовать специальный оптический прибор, то следы обработки можно обнаружить достаточно легко.

Нужно понимать, что какими бы микроскопическими были неровности на уже обработанной поверхности, они оказывают весьма и весьма большое влияние непосредственно на качество самой работы и, конечно же, на долговечность деталей, то есть на все эксплуатационные свойства машины – в целом.

Влияние шероховатости на износ деталей

От шероховатости поверхности зависит и трение, и износ различных деталей машин. Абсолютно каждая пара взаимно сопряженных деталей обязательно соприкасается друг с другом личными поверхностями, на которых, как правило, имеются неровности в виде впадин и выступов.

Такие неровности существенно затрудняют взаимное перемещение деталей, потому как между ними значительно увеличивается трение. При работе машин значительная часть энергии расходуется именно на преодоление сил трения.

К примеру, при работе фрезерного станка приблизительно 5 часть затрачиваемой энергии расходуется непосредственно на преодоление сил трения, при этом только 4/5-и на полезное функционирование (т. е. работу резания).

Для того чтобы снизить силы трения, нужно уменьшить шероховатость обработанных поверхностей всех сопрягаемых деталей. В тех же случаях, когда нагрузка на эти детали достаточно велика, лучше всего применять более шероховатые поверхности.

К примеру, работающий в подшипниках скольжения тяжелый вал, при остановке из зазора выжмет масло и соответственно опустится на поверхность подшипника.

При этом если поверхности подшипника и вала чрезвычайно гладкие, то масло, как правило, выжимается полностью, что непосредственно может спровоцировать молекулярное схватывание деталей.

В момент, когда вал начинает вращаться, в этот период происходит трение без смазки (т. е. всухую), при котором вал и подшипник достаточно быстро изнашиваются, и на них образуются так называемые «задиры».

Именно поэтому небольшие неровности на уже обработанной поверхности служат некими резервуарами для масла, которое в свою очередь позволяет смазывать вал в тот момент, когда он трогается с места.

Поэтому при дальнейшем вращении непосредственно именно вал увлекает в зазоры новые порции масла, таким образом, масляная пленка постепенно восстанавливается.

Само собой разумеется, что даже в данном рассмотренном случае все неровности должны быть достаточно небольшими примерно в (3-6 мкм). Такую шероховатость поверхности на валах можно получить путем шлифования, а на плоских поверхностях даже путем тонкого фрезерования.

В быстроходных и точных машинах, где очень маленькие зазоры между сопрягаемыми деталями, для уменьшения сил трения, а также увеличения износостойкости зачастую приходится добиваться самой минимальной шероховатости поверхности деталей.

Многочисленными исследованиями установлено, что для различных условий износа существуют соответствующие данным условиям оптимальные значения шероховатости, то есть, при которых непосредственно износ сопрягаемых деталей является наименьшим. Конструкторы на чертежах обычно задают именно такую шероховатость.

Шероховатости в конструкциях с прессовым соединением

При прессовых соединениях прочность объединения деталей достигается путем создания натяга определенной величины, которая получена точным расчетом. При этом сам натяг напрямую зависит исключительно от фактических размеров сплачиваемых деталей. Во время обработки деталей их размеры тщательно проверяются измерительным инструментом, который устанавливается на неровности обработанной поверхности.

Во время запрессовки данные неровности частично сминаются. Вал в результате становится меньше, а то отверстие, куда непосредственно он запрессовывается становиться больше измеренного, поэтому действительный натяг, как правило, получается меньше расчетного, из-за этого прочность соединения существенно снижается.

Посему для деталей, собираемых запрессовкой, задается низкая шероховатость обработанной поверхности.

Прочность деталей

Стоит учесть, что именно от шероховатости поверхности напрямую зависит и прочность деталей. Разрушение деталей машин при переменных нагрузках, как правило, начинается с образования незначительных трещин на поверхности детали.

Но нужно учесть, что для наиболее ответственных деталей даже самые мелкие царапины на поверхности, полученные обработкой при резании, могут выступать в роли основной причины разрушения.

Однако это может обернуться и наоборот, то есть тщательнейшая отделка поверхностей деталей вполне способна существенно повысить усталостную прочность материала.

Снижение шероховатости поверхности

Снижение шероховатости поверхности, как правило, увеличивает антикоррозионную стойкость деталей (т. е. неровные поверхности намного быстрее поддаются коррозии).

Низкая шероховатость поверхности потребна и в таких соединениях, когда необходимо обеспечить плотное прилегание одной детали к другой (к примеру, плоскости разъема корпусов редукторов, где большая вероятность протечки масла) и герметичность соединения.

Также низкая шероховатость поверхностей нужна для удобства работы на станке (например, у его рукояток), для содержания деталей в идеальной чистоте, для придания деталям презентабельного внешнего вида в соответствии со всеми требованиями технической эстетики производства.

Во всех случаях обработки различных заготовок стремление получить более гладкую поверхность – практически нецелесообразно и соответственно невыгодно экономически, именно поэтому конструкторы при проектировании современных машин стремятся до минимума снизить размеры и число чисто обрабатываемых поверхностей, естественно не в ущерб эксплуатационных качеств машины.

Конструктор, как правило, должен обозначить на чертежах, какие именно поверхности необходимо обработать, а также указать, какую именно шероховатость должны иметь те или иные поверхности. С одной стороны, даже самое незначительное изменение шероховатости поверхности способно привести к значительному ухудшению или же наоборот улучшению качества работы машины.

Если смотреть с другой стороны, то необоснованное повышение запросов к шероховатости автоматически увеличивает стоимость изготовления детали.

К примеру, себестоимость чистовой обработки непосредственно, при которой достигается необходимая величина неровностей на поверхности, например, в 1-2 мкм, будет в 3-5 раз выше стоимости чистовой обработки, которая обеспечивает высоту неровностей, например, в 10-15 мкм.

Поэтому для установления требований к шероховатости поверхности, конструктор в обязательном порядке пользуется условными обозначениями, которые в свою очередь предусмотрены стандартом и ГОСТом к конкретной детали.

Источник: https://interlaser.ru/frezernye-stanki/281-sherokhovatost-obrabotannoj-poverkhnosti

Шероховатость поверхности

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:

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

  2. 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).

  3. 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 (1.55) h. Толщина линий знаков должна быть приблизительно равна половине толщины сплошной основной линии, применяемой на чертеже.

Условные обозначения направлений неровностей поверхности

Графическое изображение шероховатостиПояснение
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.

Источник: http://tekhnar.ru/dopuski-posadki/sherokhovatost.html

Что такое шероховатость поверхности

Совокупность микроскопических неровностей, образующих рельеф поверхности, рассматриваемые в пределах участка, длина которого равна базовой длине — называют шероховатостью поверхности. Далее рассмотрим в чём измеряется шероховатость поверхности.

Как обозначается шероховатость поверхности

На рисунке ниже показаны основные способы схематического обозначения, а так же обозначения шероховатости на чертежах

Описание того, как правильно располагать на чертежах обозначения, подробно описано в ГОСТ стандартах и специальной технической литературе, поэтому не будем останавливаться на этом. Рассмотрим основные параметры, по которым оценивается шероховатость поверхности.

В чем измеряется шероховатость поверхности

Шероховатость поверхности измеряется в микрометрах (1 мкм = 0,001 мм) и оценивается обычно по двум параметрам Rz и Ra.

Rz — это высота неровностей профиля по 10 точкам в то время как Ra — это среднее арифметическое отклонение профиля.

Примерное соответствие этих параметров друг другу с привязкой к классу чистоты шероховатости поверхности смотрите в таблице приведенной ниже:

Класс чистоты поверхности Среднеарифметическое отклонения профиля Ra, мкм Высота неровностей Rz, мкм Базовая длина l, мм
не более
1 80 320 8
2 40 160 8
3 20 80 8
4 10 40 2,5
5 5 20 2,5
6 2,5 10 0,8
7 1,25 6,3 0,8
8 0,63 3,2 0,8
9 0,32 1,6 0,25
10 0,16 0,8 0,25
11 0,08 0,4 0,25
12 0,04 0,2 0,25
13 0,02 0,1 0,08
14 0,01 0,05 0,08

Средства измерения шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности можно измерить двумя способами:

  • Визуальный метод сравнения поверхности с эталоном (сравнение на ощупь)
  • Прибором для измерения шероховатости

Для экспресс оценки в машиностроительной, ремонтной и приборостроительной отраслях промышленности, где допускаются отклонения от проектной величины, как правило, используют визуальный метод сравнения. В качестве эталонов используют образцы шероховатости, полученные различными способами обработки и имеющие заранее известное значение шероховатости.

Для более точного измерения шероховатости поверхности, в местах где требуется строгое соответствие проектным величинам, применяют специальные приборы: профилометры или профилографы.

С помощью профилографа получают так называемую профилограмму, которая требует дополнительной расшифровки, в то время как профилометр сразу показывает точное значение неровности по заданным параметрам.

Существуют как портативные профилометры применяемые в «полевых» условиях, так и стационарные приборы, которые используются в метрологических лабораториях для непосредственной калибровки эталонов шероховатости, а так же в учебных целях.

Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что контроль поверхности важно проводить в тех случаях, когда необходимо износостойкость, антикоррозийную стойкость и исключить возможность появления поверхностных трещин от усталости металла. Иногда низкий уровень шероховатости нужно получить не только для технических характеристик детали, но и для ее эстетического вида.

Источник: https://tehnovik.info/clauses/sherokhovatost-poverkhnosti/

Как измеряют шероховатость поверхности. Виды, параметры и методы

Поверхность детали, обработанной даже самым тщательным образом, не может быть идеально ровной: от номинальной – заданной чертежом – она будет отличаться в любом случае. Различают два вида возможных отклонений: макро- и микрогеометрические, и если первые характеризуют волнистость детали и степень её  несоответствия форме, то вторые определяют не что иное, как шероховатость поверхности.

Понятию «шероховатость» можно дать следующее определение: она представляет собой совокупность микронеровностей на поверхности детали или изделия. Ещё одно немаловажное уточнение – шаг неровности относительно базовой длины очень и очень мал.

Виды и параметры шероховатости

Выделяют несколько видов шероховатости.

  • Исходная шероховатость – следствие технологической обработки изделия абразивными материалами.
  • Эксплуатационная шероховатость – шероховатость, которую приобрела поверхность вследствие изнашивания и трения.
  • Равновесная шероховатость – эксплуатационная шероховатость, которая воспроизводится при стационарных условиях трения.

Согласно ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения» номенклатура параметров шероховатости выглядит следующим образом.

  • Ra – среднее арифметическое значение отклонения профиля.
  • Rz – высота неровностей профиля, снятая в 10 точках.
  • S – средний шаг местных выступов профиля;
  • Sm – среднее арифметическое значение шага неровности;
  • Rmax – максимальная высота профиля;
  • tp – относительная длина профиля (опорная), р – уровень сечения профиля.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как обозначается дюймовая резьба

Предпочтительным при задании шероховатости является параметр Ra.

Шероховатость во многом определяет эксплуатационные характеристики деталей и узлов, поэтому её точное измерение является одной из важных задач метрологии. Оценка может проводиться поэлементно (сравнение отдельных параметров) либо комплексно – путём сравнения исследуемой поверхности с эталоном.

В современных технологических исследованиях предпочтительным является первый способ. Методы, которые он включает, рассмотрены ниже.

Щуповой метод

Щуповой метод измерения шероховатости поверхности относится к контактным и реализуется с помощью профилометра. Прибор представляет собой датчик, оснащённый тонкой остро заточенной алмазной иглой с ощупывающей головкой.

Игла перемещается по нормали к исследуемой поверхности. Естественно, в местах микронеровностей (впадин и выступов) возникают механические колебания относительно головки. Эти колебания передаются на датчик, который преобразует механическую энергию в электрическую. Сигнал, генерируемый преобразователем, усиливается и измеряется: его параметры точно характеризуют неровности поверхности детали или изделия.

В зависимости от типа преобразователя полезных сигналов профилометры подразделяются на индуктивные, электронные, индукционные и пьезоэлектрические, причём наибольшее распространение получили устройства первого вида. Кроме этого, существует ещё одна разновидность приборов – профилографы, позволяющие не только измерить но и записать параметры профиля в заранее подобранном горизонтальном и вертикальном масштабах.

Исследование неровности проводится в несколько этапов: профиль «ощупывается» определённое количество раз, и лишь на основе серии измерений вычисляется окончательное – усредненное – значение параметра: количественная характеристика неровности относительно длины участка.

Оптические методы

Группа оптических – бесконтактных – способов измерения шероховатости поверхности достаточно обширна. Самыми распространёнными входящими в неё методами являются следующие:

  • светового и теневого свечения;
  • микроинтерференционный;
  • растровый.

Рассмотрим каждый метод детальнее.

Растровый метод

Суть данного метода достаточно проста: на исследуемую поверхность накладывается изготовленная из стекла пластинка, на которую нанесена растровая сетка (система равноудалённых параллельных линий) с достаточно малым шагом.

При наклонном падении световых лучей в местах микронеровностей штрихи отраженной сетки накладываются на штрихи реальной – возникают муаровые полосы, свидетельствующие о наличии впадин и выступов на изучаемой поверхности. Точное измерение параметров неровности осуществляется  по изложенной в ГОСТ методике с помощью растрового микроскопа.

Стоит отметить, что данный метод используется при исследовании лишь тех поверхностей, следы обработки на которых имеют преимущественное направление.

Методы светового и теневого свечения

Метод светового свечения при измерении параметров неровности применяется наиболее часто и заключается в следующем. Исходящий от источника света световой поток преобразуется в тонкий пучок, проходя через узкую щель.

Далее он с помощью объектива под определённым углом направляется на исследуемую поверхность. Отраженный луч снова проходит через объектив и формирует изображение щели в окуляре.

Абсолютно ровная поверхность соответствует идеально прямой светящейся линии, шероховатая поверхность – искривлённой.

Теневой метод является «продолжением» светового: на небольшом расстоянии от изучаемой поверхности устанавливается линейка, ребро которой скошено. Пучок света проходит тот же путь, однако, словно ножом срезается ребром. На контролируемой поверхности появляется тень, верхняя часть которой точно повторяет изучаемый профиль. Рассматривая это изображение в микроскоп, делают выводы о характере и параметрах шероховатости.

Микроинтерференционный метод

Для реализации микроинтерференционного метода используют измерительный прибор, в состав которого входит интерферометр и измерительный микроскоп. С помощью первого устройства формируется интерференционная картина исследуемой поверхности с искривлениями полос в местах неровностей. Увеличивающий в разы полученную картину микроскоп позволяет измерить параметры шероховатости.

Метод слепков

Описанный ниже метод используют для оценки шероховатостей труднодоступных поверхностей и поверхностей, имеющих сложную конфигурацию.

Метод слепков заключается в снятии негативных копий (материалом для их изготовления, как правило, служит парафин, гипс или воск) поверхности и их дальнейшем исследовании оптическими или щуповым методами. Иными словами, метод слепков не является самостоятельным методом и используется лишь в сочетании с вышеописанными способами измерения шероховатости поверхности.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник: http://www.DeviceSearch.ru.com/article/8487

Шероховатость

МТC Velcom
+375-29-760-21-83 +375-29-934-16-38
Резюме Гостевая

          Качество поверхностного слоя определяется совокупностью характеристик: физико-механическим сосотоянием, микроструктурой металла поверхностного слоя , шероховатостью поверхности. Сосотояние поверхностного слоя влияет на эксплуатационные свойства деталей машин: износостойксть, виброустойчивость, контактную жесткость, прочность соединений и т.д. Параметры и характеристики шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789-73.

Существуют 6 параметров оценки шероховатости поверхности:

Высотные: Ra — среднеарифметическое отклонение профиля
Rz — высота неровностей профиля по 10 точкам
Rmax — наибольшая высота профиля
Шаговые: S — средний шаг местных выступов профиля
Sm — редний шаг неровностей профиля по средней линии
Высотно-шаговый: tp — относительная опорная длина профиля

          Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых нормируются, служит средняя линия профиля — базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратичное отклонение профиля до этой линии минимально.
          Через низшую и высшую точки профиля в пределах базовой длины L проводят линии выступов и впадин профиля параллельно средней линии. Расстояние между этими линиями и определяет наибольшую высоту неровностей профиля Rmax.

           Среднее арифметическое отклонение профиля Ra определяется как среднее арифметическое абсолютных значенией отклонений профиля в пределах базовой длины:

или приближенно:

          Высота неровностй профиля по десяти точкам Rz равна средней арифметической суммы абсолютных отклонений точек пяти наибольших максимумов Hi max и пяти наибольших минимумов Hi min профиля в пределах базовой длины:

           Вместо средней линии определяют расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов hi max и низших точек пяти наименьших минимуов hi min до линии, параллельной средней и непересекающей профиль.

Средний шаг неровностей Sm вычисляют как среднеарифметическое значение шага неровностей Si m в пределах базовой длины:

Средний шаг неровностей профиля по вершинам S  — среднее арифметическое значение шага  неровностей профиля по вершинам Si в пределах базовой длины:

Под опорной длиной профиля η p понимают сумму длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в матереале выступов профиля линией эквидистантной средней линии. Относительная опорная длина профиля  tp определяется как отношение  опорной длины профиля η p к базовой длине:

В дополнение к количественным параметрам для более полной характеристики шероховатости указывают направление неровностей:

Шероховатость поверхности
достижимая при различных видах обработки

Строгание чистовое тонкое 10 78
Фрезерование торцовое чистовое тонкое 10 78
Фрезерование цилиндрическое чистовое тонкое 9 78
Точение чистовое тонкое 10 78
Растачивание чистовое тонкое 9 78
Зенкерование 78
Подрезка торцев чистовое тонкое 9 78
Нарезание резьбы наружной резцом, плашкой, леркой гребенокой, фрезерованием накатываниемшлифованием 8g 6g 4h4h
Нарезание резьбы внутренней метчиком, резцом фрезерованиемшлифованием 6H 6H4H
Обработка  зубьев колес строгание, фрезерование фрезерование червячной фрезой шевингование шлифованиепритирка и обкатывание 89 78 67 5645
Анодно-механическая обработка чистовое тонкое 8 5..6
Электрохимическая размерная обработка чистовое тонкое 9 78
Электроискровая обработка чистовое тонкое 7 56
Ультразвуковая обработка(отверстий, углублений) чистовое 67
Шабрение чистовое тонкое 7 56
Развертывание чистовое тонкое 7 56
Протягивание чистовое тонкое 7 56
Шлифование плоское чистовое тонкое 7 56
Шлифование цилиндрическое Наружное: чистовое тонкоеВнутреннее чистовоетонкое 6 45 645
Притирка чистовое тонкое 5 34
Полирование чистовое тонкое 5 34
Хнингование чистовое тонкое 6 45
Суперфиниширование чистовое тонкое 4 23

Примечание: В таблице дана экономически выгодная точность обработки для серийного и массового производства. Например — 6 квалитет при обработке наружных поверхностей вращения можно получить и при токарной обработке. Но тогда возрастет стоймость обработки: увеличется основное время, резец надо чаще затачивать и т.д.

Минимальные требования к шероховатости поверхности
в зависимости от допускоф размера и формы

Допуск размера по квалитетам Допуск формы, % от допуска размера Номинальные размеры,мм
До 18 Св. 18 до 50 Св. 50 до 120 Св. 120 до 500
IT5 100 6040 0.4 0.20.1 0.8 0.40.2 1.6 0.80.4 1.6 0.80.4
IT6 100 6040 0.8 0.40.2 1.6 0.80.4 1.6 0.80.4 3.2 1.60.8
IT7 100 6040 1.6 0.80.4 3.2 1.60.8 3.2 1.60.8 3.2 3.21.6
IT8 100 6040 1.6 0.80.4 3.2 1.60.8 3.2 3.21.6 3.2 3.21.6
IT9 100 6040 3.2 1.60.8 3.2 3.21.6 6.3 3.21.6 6.3 6.33.2
IT10 100 6040 3.2 1.60.8 6.3 3.21.6 6.3 3.21.6 6.3 6.33.2
IT11 100 6040 6.3 3.21.6 6.3 3.21.6 12.5 6.33.2 12.5 6.33.2
IT12; IT13 100 6040 12.5 12.56.3 12.5 12.56.3 25 2512.5 25 2512.5
IT14; IT15 100 6040 12.5 12.512.5 25 2512.5 50 5025 50 5025

В случаях, когда это необходимо по функциональным требованиям, допускается устанавливать значение шероховатости Ra менее указанных в таблице.

Параметры шероховатости (по классам, применялась до 1975г. ), мкм
(«жирным» выделена шероховатость по первому ряду)

Класс шероховатости Ra Rz
1 50 80; 63; 40 320; 250; 200; 160
2 25 40; 32; 20 160; 125; 100; 80
3 12,5 20; 16; 10 80; 63; 50; 40
4 6,3 10; 8; 5 40; 32; 25; 20
5 3,2 5; 4; 2,5 20; 16; 12,5; 10
6 1,6 2,5; 2,0; 1,25 10,0; 8,0; 6,3
7 0,80 1,25; 1,00; 0,63 6,3; 5,0; 4,0; 3,2
8 0,40 0,63; 0,50; 0,32 3,2; 2,5; 2,0; 1,60
9 0,20 0,32; 0,25; 0,16 1,60; 1,25; 1,00; 0,80
10 0,10 0,160; 0,125; 0,080 0,80; 0,63; 0,50; 0,40
11 0,050 0,080; 0,063; 0,040 0,40; 0,32; 0,25; 0,20
12 0,025 0,040; 0,032; 0,020 0,20; 0,16; 0,125; 0,100
13 0,012 0,020; 0,016; 0,010 0,100; 0,080; 0,063; 0,050
14 0,010; 0,008 0,050; 0,040; 0,032

Источник: http://base-techmash.narod.ru/Roughness.htm

Шероховатость поверхности ra и rz: параметры, таблица

Не тот параметр шероховатость, о котором стоит забывать при проектировании изделий. Прочность, электропроводность, точность сопряжения – это неполный список как шероховатость Ra и Rz может повлиять на эксплуатационные свойства деталей. Ее значение сильно зависит от способа обработки, а измерение связано с острым чувством осязания. И это не тот параметр, о котором стоит забывать при проектировании изделий.

Что такое шероховатость

Любые типы поверхностей, какие бы они не были ровными на первый взгляд, имеют в своей структуре череду подъемов и впадин. На вид это близко к форме горных массивов. Высоту этих «гор» и характеризует шероховатость. 

Шероховатость представляет собой совокупность неровностей поверхности.

Параметры, средства измерения и обозначение шероховатости в конструкторской документации полностью стандартизированы. Они описываются тремя государственными стандартами: ГОСТ 2789-73, ГОСТ 25142-82 и ГОСТ 2.309-73.

Какие параметры шероховатости существуют

Существует свыше 8 параметров, которые характеризуют значение высоты неровностей поверхности. В статье мы разберем лишь самые востребованные, незнание которых будет значительным пробелом для любого технического специалиста. Это Ra и Rz.

Значение Rz показывает среднеарифметическое значение высоты, взятое по 10 точкам поверхности. Это означает, что в измерении участвовали только 5 подъемов и 5 впадин. Весь остальной «горный массив» в расчет не принимался.

В системе СИ Rz измеряется в микрометрах.

Ra является также среднеарифметическим показателем высоты шероховатости. От Rz его отличает то, что в расчет берется не 10 точек, а все. По этой причине параметр Ra более точно отображает неровность поверхностей и считается более предпочтительным.

Помимо Ra и Rz стоит упомянуть о еще одном параметре, близкий по смыслу вышеупомянутым. Это Rmax. Он отображает высоту неровностей поверхности только по ее максимальным точкам. По наибольшей высоте и наименьшей впадине. В нынешнее время Rmax не используется в силу своей грубой точности.

Измерение 

Шероховатость меряют двумя способами: качественным и количественным. Качественный метод оценки неровностей поверхности больше подходит непосредственно для производственников. В тех ситуациях, когда глубокий анализ не целесообразен или на него нет банально времени. Данный способ носит более грубый характер и заключается в сравнении гладкости исследуемой поверхности с неким эталоном на ощупь.

Эталон представляет собой небольшую металлическую плитку с габаритными размерами 30х30 мм и толщиной 5 мм. Он имеет определенное значение Ra и Rz, является образцом по которому сравнивают качество поверхности. Такие плиты собирают в наборы с указанием напротив каждой позиции значение шероховатости.

Количественный метод более точен и требует для своего осуществления специального оборудования. Это могут быть профилометры, профилографы и двойные микроскопы.

По исследуемой поверхности проводят подключенным к приборам стержень с алмазным наконечником, высокочувствительным к перемещениям. Этот стержень полностью повторяет форму поверхностей и передает ее размеры на экран или ленту профилограммы.

Дальше, по полученным данным лаборант делает точное заключение о значение шероховатости и передает ее службе качества.

Какие виды поверхностей существуют

Для обеспечения взаимозаменяемости и унификации производства, параметры шероховатости объединяют в классы. Всего существует 14 их разновидностей. Каждому классу присвоено определенное значение Ra и Rz. Самый точный класс – четырнадцатый, самый грубый – первый. По этой причине поверхности также подверглись классификации. В производстве встречаются следующие их виды:

  • Установочные поверхности, неподвижные относительно друг друга, к которым не предъявляются требования по герметичности. Для них значение Ra составляет 2,5-20 мкм.
  • Рабочие поверхности, которые перемещаются друг относительно друга. Сюда входят соединения типа поршень-цилиндр, которые часто можно встретить в устройствах разнообразных двигателей и насосов. Ra для них равняется 0,16-2,5 мкм.
  • Ограничительные и соединительные поверхности. Под этим подразумеваются элементы, необходимые для крепления и сборки. Это всевозможные корпуса, фиксаторы и прочие механизмы. Ra для них колеблется в пределах 2,5-20 мкм.
  • Специальные поверхности. Здесь, главным образом, имеются ввиду органы управления. Обработка таких поверхностей крайне высока с их значением Ra 0,63-0,08 мкм.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что делают из металла

Обозначения отклонения неровности поверхностей

На чертеже шероховатость указывается согласно приведённой ниже схеме.

Как видно, внешнее обозначение напоминает математический квадратный корень с соответствующими надписями в определенных местах. Каждая такая надпись характеризует определенный параметр шероховатости. Разберем их более подробно.

В левом верхнем углу указывается значение шероховатости по Ra и Rz. При чем стоит отметить, что если показано просто число, то автоматически это имеется ввиду Ra. Для обозначения Rz, необходимо дополнительно дописать буквенное примечание.

Существует три разновидности формы этого математического корня:

  • Треугольник без верхнего основания указывает, что способ получения шероховатости не задан конструктором. Есть требования к качеству поверхности, а каким способом оно будет достигнуто (шабрение, полировка и прочее) неважно.
  • С кругом в вершине. Поверхность не нуждается в дополнительном улучшении.
  • С верхним подчеркиванием. Этот знак говорит, что шероховатость должна достигаться обязательным снятием слоя металла.

В зоне над полкой прописывается тип механической обработки с помощью которой нужно довести поверхность до заданного значения Ra и Rz. Обычно сюда прописываются такие термины как «полировать», «шабрить» и прочее виды механической обработки.

В левом нижнем углу под полкой прописывается направление линий неровностей шероховатости. Разберем этот параметр на примере. Допусти Вам нужно прошлифовать поверхность стола абразивным кругом.

В зависимости от того как Вы будете направлять инструмент пойдут линии шероховатости. Если будете его водить кругами, то Вы увидите волны от следов круга. Если движения будут пересекать друг друга, то плоскость стола будет в крестах. Это и регулирует данный параметр.

В некоторых случаях это не важно, а некоторых имеет решающее значение.

Справа от направлений линий неровностей становиться значение базовой длины, на которой измеряется шероховатость. Ее значение стандартизировано и необходимы для того, чтобы минимизировать воздействие на точность измерения плоскостью прогиба самой поверхности.

Источник: https://prompriem.ru/stati/sherohovatost-poverhnosti.html

Шероховатости поверхности: ra, rz, параметры, обозначение, виды — Токарь

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:

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

  2. 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).

  3. 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.

Условные обозначения направлений неровностей поверхности

Графическое изображение шероховатостиПояснение
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.

Источник: https://nzmetallspb.ru/tehnologii/sherohovatosti-poverhnosti-ra-rz-parametry-oboznachenie-vidy.html

Шероховатость поверхности — это что за показатель? Свойство шероховатости, способы измерения, параметры

Шероховатость поверхности — это особый параметр материала. Это название часто сокращается до просто шероховатости и является компонентом текстуры поверхности. Ее количественно определяют по отклонениям направления вектора реальной поверхности от ее идеальной формы.

Если эти отклонения велики, поверхность шероховатая; если они маленькие — поверхность гладкая. В метрологии поверхности шероховатость обычно считается высокочастотной коротковолновой составляющей измеряемой поверхности.

Однако на практике часто необходимо знать как амплитуду, так и частоту, чтобы гарантировать, что поверхность подходит для определенной цели. Шероховатость поверхности — это очень важный параметр в дизайне.

Роль и значение

Шероховатость играет важную роль в определении того, как реальный объект будет взаимодействовать с окружающей средой. В трибологии шероховатые поверхности обычно изнашиваются быстрее и имеют более высокие коэффициенты трения, чем гладкие.

Шероховатость часто является хорошим предиктором характеристик механического компонента, поскольку неровности на поверхности могут образовывать места зарождения для трещин или коррозии. С другой стороны, шероховатость может способствовать адгезии.

Вообще говоря, вместо масштабных дескрипторов, кросс-масштабные дескрипторы, такие как поверхностная фрактальность, обеспечивают более значимые предсказания механических взаимодействий на поверхностях, включая жесткость контакта и статическое трение. Шероховатость поверхности — это довольно сложный параметр, подробности о котором можно узнать ниже.

Хотя высокое значение шероховатости часто нежелательно, его может быть сложно и дорого контролировать при изготовлении. Например, трудно и дорого контролировать шероховатость поверхности деталей, полученных методом моделирования наплавки (FDM). Уменьшение этих показателей обычно увеличивает стоимость изготовления. Это часто приводит к компромиссу между стоимостью производства компонента и его эффективностью в применении.

Способы измерения

Показатель может быть измерен путем ручного сравнения с «компаратором шероховатости» (образец известной шероховатости поверхности), но в более общем случае измерение профиля поверхности выполняется с помощью профилометров. Они могут быть контактного типа (как правило, алмазный стилус) или оптическими (например, интерферометр белого света или лазерный сканирующий конфокальный микроскоп).

Однако контролируемая шероховатость часто может быть желательной. Например, глянцевая поверхность может быть слишком блестящей для глаз и слишком скользкой для пальца (хороший пример — тачпад), поэтому требуются контролируемые показатели. Шероховатость поверхности — это тот случай, когда амплитуда и частота очень важны.

Ее значение может быть рассчитано либо по профилю (линия), либо по поверхности (площадь). Параметр шероховатости профиля (Ra, Rq, ) встречается чаще. Параметры шероховатости площади (Sa, Sq, ) дают более значимые определения.

Параметры

Каждый из параметров шероховатости рассчитывается по формуле описания поверхности. Стандартными ссылками, которые подробно описывают каждую из них, являются поверхности и их измерения. Шероховатость поверхности — это характеристика.

Параметры шероховатости профиля включены в британский (и общемировой) стандарт BS EN ISO 4287: 2000, идентичный стандарту ISO 4287: 1997. Стандарт основан на системе ″M″ (средняя линия).

Существует много различных параметров шероховатости, но вышеупомянутые являются наиболее распространенными, хотя стандартизация часто происходит по историческим причинам, а не по определенным достоинствам. Шероховатость поверхности — это совокупность неровностей.

Некоторые параметры используются только в определенных отраслях или в определенных странах. Например, параметры MOTIF используются главным образом во французской автомобильной промышленности.

Метод MOTIF обеспечивает графическую оценку профиля поверхности без фильтрации волнистости от шероховатости. MOTIF состоит из части профиля между двумя пиками, и окончательные комбинации устраняют «незначительные» пики и сохраняют «значительные».

Шероховатость поверхности на чертеже — это наличие выпуклостей, запечатленных и тщательно измеренных на нем.

Поскольку эти параметры сводят всю информацию в профиле к одному номеру, необходимо соблюдать осторожность при их применении и интерпретации. Небольшие изменения в том, как фильтруются необработанные данные профиля, как рассчитывается средняя линия и физика измерения, могут сильно повлиять на вычисляемый параметр. На современном цифровом оборудовании сканирование можно оценить, чтобы убедиться в отсутствии явных сбоев, которые искажают значения.

Особенности параметров и измерения

Поскольку для многих пользователей может быть неочевидным, что на самом деле означает каждое из измерений, инструмент моделирования позволяет пользователю настраивать ключевые параметры, визуализируя поверхности, которые явно отличаются от человеческого глаза, различаются измерениями. Например, некоторые параметры не могут различить две поверхности, где одна состоит из пиков, а другая – из впадин с одинаковой амплитудой.

По соглашению каждый параметр 2D-шероховатости представляет собой заглавную букву R, за которой следуют дополнительные символы в нижнем индексе. Нижний индекс определяет формулу, которая использовалась, а R означает, что формула была применена к 2D-профилю шероховатости.

Различные заглавные буквы означают, что формула была применена к другому профилю. Например, Ra — среднее арифметическое для профиля шероховатости, Pa — среднее арифметическое для нефильтрованного необработанного профиля, а Sa — среднее арифметическое для трехмерной шероховатости.

Параметры амплитуды

Параметры амплитуды характеризуют поверхность на основе вертикальных отклонений профиля шероховатости от средней линии. Например, среднее арифметическое значение отфильтрованного профиля шероховатости, определенное из отклонений относительно центральной линии в пределах длины оценки, может быть связано с диапазоном собранных точек данной шероховатости. Это значение часто используется как обозначение шероховатости поверхности.

Средняя арифметическая шероховатость является наиболее широко используемым одномерным параметром.

Исследования и наблюдения

Математик Бенуа Мандельброт указал на связь между шероховатостью поверхности и фрактальной размерностью. Описание, представленное фракталом на уровне микрошероховатости, может позволить контролировать свойства материала и тип образования чипа. Но фракталы не могут обеспечить полномасштабное представление типичной обработанной поверхности, на которую влияют метки подачи инструмента, они игнорируют геометрию режущей кромки.

Еще немного об измерении

Параметры шероховатости поверхности определены в серии ISO 25178. Результирующие значения: Sa, Sq, Sz Многие оптические измерительные приборы способны измерять шероховатость поверхности по площади. Измерения площади также возможны с помощью контактных систем.

Многократные, близко расположенные 2D-сканирования взяты из целевой области. Затем они сшиваются в цифровом виде с использованием соответствующего программного обеспечения, в результате получается трехмерное изображение и соответствующие параметры шероховатости.

Шероховатость поверхности почвы (SSR) относится к вертикальным изменениям, присутствующим в микро- и макрорельефе поверхности грунта, а также к их стохастическому распределению. Существует четыре различных класса SSR, каждый из которых представляет характерную вертикальную шкалу длины:

  • первый класс включает изменения микрорельефа от отдельных зерен почвы до агрегатов порядка 0,053–2,0 мм;
  • второй класс состоит из вариаций почвенных комков от 2 до 100 мм;
  • третий класс шероховатости поверхности почвы — это систематические перепады высот из-за обработки почвы, называемые ориентированной шероховатостью (ОШ), в диапазоне от 100 до 300 мм;
  • четвертый класс включает в себя планарную кривизну или макромасштабные топографические особенности.

Два первых класса объясняют так называемую микрошероховатость, которая, как было показано, в значительной степени влияет на событие и сезонную шкалу в зависимости от количества осадков и обработки почвы соответственно.

Микрошероховатость чаще всего определяется количественно с помощью случайной шероховатости, которая, по сути, является стандартным отклонением данных о возвышении поверхности слоя вокруг среднего значения высоты после коррекции на уклон с использованием плоскости наилучшего соответствия и устранения эффектов обработки почвы в отдельных показаниях высоты.

Воздействие осадков может привести к ухудшению или увеличению микрошероховатости, в зависимости от начальных условий и свойств почвы.

На шероховатых поверхностях грунта действие отрыва дождевых брызг имеет тенденцию сглаживать края шероховатости поверхности почвы, что приводит к общему снижению RR. Однако недавнее исследование, в котором изучалась реакция гладких поверхностей почвы на количество осадков, показало, что RR может значительно увеличиться при малых начальных масштабах микрошероховатости порядка 0-5 мм. Также было показано, что увеличение или уменьшение согласовано между различными показателями SSR.

Механика

Структура поверхности играет ключевую роль в управлении механикой контакта, то есть механическое поведение, проявляющееся на границе раздела между двумя твердыми объектами, когда они приближаются друг к другу и переходят из условий бесконтактности в полный контакт. В частности, нормальная контактная жесткость определяется преимущественно структурами шероховатости (наклон поверхности и фрактальность) и свойствами материала.

С точки зрения инженерных поверхностей, шероховатость считается вредной для характеристик детали. Как следствие, большинство производственных отпечатков устанавливают верхний предел шероховатости, но не нижний. Исключение составляют отверстия цилиндра, в которых масло сохраняется в профиле поверхности и требуется минимальная шероховатость поверхности (Rz).

Структура и фрактальность

Структура поверхности часто тесно связана с ее фрикционными и износостойкими свойствами. Поверхность с более высокой фрактальной размерностью, большим или положительным значением обычно будет иметь несколько более высокое трение и быстро изнашивается. Пики в профиле шероховатости не всегда являются точками контакта. Форма и волнистость (то есть как амплитуда, так и частота) также должны учитываться, особенно при обработке шероховатости поверхности.

Источник: https://FB.ru/article/452041/sherohovatost-poverhnosti---eto-chto-za-pokazatel-svoystvo-sherohovatosti-sposobyi-izmereniya-parametryi

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электропривод
Как располагаются виды на чертеже

Закрыть