НОРМИРОВАНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ И ВОЛНИСТОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Реальная поверхность, ограничивающая деталь, в отличие от номинальной — геометрически правильной и гладкой — имеет сложный профиль, характеризующийся микро- и макрогеометрией. К макрогеометрии реальной поверхности относят шероховатость и волнистость.

Под шероховатостью поверхности понимается совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выде­ленная с помощью базовой длины. Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью (рис. 3.31). ГОСТ 2789—73 уста­навливает характеристики и параметры шероховатости поверхно­стей и распространяется на поверхности изделий независимо от их материала и способа изготовления (исключение составляют ворси­стые, пористые и аналогичные поверхности). При определении па-

I

раметров шероховатости из рассмотрения исключаются местные дефекты поверхности (раковины, трещины, вмятины, царапины и т.д.)

Стандарт устанавливает для количественной оценки шерохо­ватости шесть параметров: три высотных (Ra, Rz, Rmax), два шаго­вых (Sm, S) и параметр относительной опорной длины профиля (t_p).

Оценки параметров ведутся с использованием единой базы, за которую принята средняя линия профиля т. Средней линией профиля т называется базовая линия, имеющая форму номиналь­ного профиля поверхности и делящая действительный профиль так, что в пределах базовой длины сумма квадратов расстояний yi...y>i точек профиля до этой линии минимальна. На профилограм-ме в пределах длины / площади, расположенные по обеим сторонам от линии m до контура профиля, должны быть равны между собой.

Наибольшая высота неровностей профиля ffimax) определя­ется расстоянием между линией выступов профиля и линией его впадин в пределах базовой длины:

ДтаХ= у Ртах + У Vmax,

где уртах — высота наибольшего выступа профиля; yvmax — глубина наибольшей впадины профиля,

Линия выступов профиля — линия, эквидистантная его средней линии, проходящая через высшую точку профиля в преде­лах базовой длины. Линия впадин профиля строится аналогично, но проходит через низшую точку профиля.

Среднее арифметическое отклонение профиля (Ra) определя­ется как среднее арифметическое из абсолютных значений откло­нений профиля в пределах базовой длины:

Ra=-¹

If" n^i

где I — базовая длина, на которой оценивается значение парамет­ров шероховатости; п — число выбранных точек профиля на базо­вой длине.

Числовые значения Ra приведены в табл. 3.5. Числовые зна­чения базовой длины / выбираются из ряда 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25.

Таблица 3.5 Значения Ra по ГОСТ 2789-73, мкм

Окончание табл. 3.5

Высота неровностей профиля по десяти точкам (Rz) опреде­ляется как сумма средних абсолютных значений высот пяти наи­больших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля (от средней линии) в пределах базовой длины.

5 - , 5

Rz =

где Ур_т. — высота z'-ro наибольшего выступа профиля;

глубина г'-й наибольшей впадины профиля.

Средний шаг неровностей профиля (Sm) определяется как среднее значение шагов неровностей профиля (по средней линии) в пределах базовой длины:

1 ^ге Sm = — "^Smi ,

ⁿi=\

где Smt — i-й шаг неровностей — отрезок средней линии профиля; п — число шагов неровностей профиля.

Средний шаг местных выступов профиля (по вершинам), на­ходящихся в пределах базовой длины:

1 ^п

n ⁿi=l

где Si — г-й шаг местных выступов профиля — отрезок средней ли­нии между проекциями на нее наивысших точек соседних местных выступов профиля; п — число шагов местных выступов.

Относительная опорная длина профиля (tp) представляет со­бой отношение опорной длины профиля к базовой длине:

tp = bpll,

где Ър — опорная длина профиля — сумма длин отрезков 6,, отсе­каемых на заданном уровне р в материале профиля линией, экви­дистантной средней линии т в пределах базовой длины I:

Р — уровень сечения профиля, т.е. расстояние между линией вы­ступов и линией, пересекающей профиль эквидистантно линии вы­ступов (или средней линии) профиля.

Уровень сечения профиля р выражается в процентах от Rmax и выбирается из ряда 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90. От­носительная опорная длина профиля t_p (%) выбирается из ряда 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90.

В дополнение к количественным параметрам шероховатости стандарт допускает нормирование качественной характеристики — направления неровностей. Типы направления неровностей пред­ставлены в табл. 3.6.

Таблица 3.6

193 Окончание табл. 3.7

Выбор параметров для нормирования шероховатости должен производиться с учетом назначения и требуемых эксплуатационных свойств поверхности (табл. 3.7). Основным в большинстве случаев является нормирование высотных параметров. Из высотных пара­метров шероховатости наиболее информативен параметр Ra, кото­рый и определен стандартом как предпочтительный.

Таблица 3.7