Чистота обработки поверхности валов

Параметры шероховатости типовых поверхностей деталей

Для назначение параметров шероховатости в зависимости от назначения обрабатываемой поверхности детали можно использовать приведенную ниже таблицу.

Параметры шероховатости мкм	Типовые поверхности деталей
Rz = 400 и Rz =200

Отверстия на проход крепежных деталей

Отверстия масленых каналов на силовых валах

Внутренний диаметр шлицевых соединений (не шлифованных)

Торцевые поверхности под подшипники качения

Шаровые поверхности ниппельных соединений

Канавки под уплотнительные резиновые кольца подвижных и неподвижных торцевых соединений

Радиусы скругления на силовых валах

Поверхности осей для эксцентриков

Поверхности разъема герметичных соединений без прокладок или со шлифованными металлическими прокладками

Наружные диаметры шлицевых соединений

Отверстия пригоняемых и регулируемых соединений (вкладыши подшипников и др.) с допуском зазора -натяга 25-40 мкм

Цилиндры, работающие с резиновыми манжетами

Отверстия подшипников скольжения

Притираемые поверхности в герметичных соединениях

Поверхности зеркала цилиндров работающих с резиновыми манжетами

Торцевые поверхности поршневых колец при диаметре менее 240 мм

Валы в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга 7-25 мкм

Трущиеся поверхности нагруженных деталей.

Посадочные поверхности 2-го класса точности с длительным сохранением заданной посадки: оси эксцентриков, точные червяки, зубчатые колеса

Сопряженные поверхности бронзовых зубчатых колес

Рабочие шейки распределительных валов

Шейки валов:
1-го класса точности диаметром свыше 1 до 30 мм,
2-го класса — свыше 1 до 10 мм

Валы с пригоняемыми и регулируемыми соединениями (шейки шпинделей, золотники) с допусками зазора-натяга 4-7 мкм

Трущиеся поверхности сильно нагруженных деталей

Валы в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга 2,5-6,5 мкм

Отверстия в пригоняемых и регулируемых соединениях с допуском зазора-натяга до 2,5 мкм

Шероховатость поверхностей деталей

Качество поверхностного слоя определяется совокупностью характеристик: физико-механическим состоянием, микроструктурой металла поверхностного слоя, шероховатостью поверхности. Состояние поверхностного слоя влияет на эксплуатационные свойства деталей машин: износостойкость, виброустойчивость, контактную жесткость, прочность соединений, прочность конструкций при циклических нагрузках и т. д.

Параметры и характеристики шероховатости поверхности установлены ГОСТ 2789–73, требования к другим характеристикам поверхностного слоя назначают по руководящим материалам предприятия.

Для оценки шероховатости поверхности ГОСТ 2789 – 73 предусматривает шесть параметров:

высотные : Ra — среднее арифметическое отклонение профиля; Rz — высота неровностей профиля по десяти точкам; R_max — наибольшая высота профиля;

шаговые : S — средний шаг неровностей профиля по вершинам; S_m — средний шаг неровностей профиля по средней линии;

высотно-шаговый t_p — относительная опорная длина профиля.

Базой для отсчета высот выступов и впадин неровностей, свойства которых нормируются, служит средняя линия профиля (рис. 279) — базовая линия, имеющая форму номинального профиля и проведенная так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля до этой линии минимально.

Через высшую и низшую точки профиля в пределах базовой длины l проводят линии выступов и впадин профиля, эквидистантно средней линии. Расстояние между этими линиями определяет наибольшую высоту неровностей профиля R_max.

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

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz равна средней арифметической суммы абсолютных отклонений точек пяти наибольших минимумов Н_{i min} и пяти наибольших максимумов H_{i max} профиля в пределах базовой длины:

Вместо средней линии, имеющей форму отрезка прямой, определяют расстояние от высших точек пяти наибольших максимумов h_{i max} и низших точек пяти наибольших минимумов h_{i min} до линии, параллельной средней и не пересекающей профиль.

Средний шаг неровностей S вычисляют как среднее арифметическое значение шага неровностей Smi в пределах базовой длины:

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

Под опорной длиной профиля η_р понимают сумму длин отрезков в пределах базовой длины, отсекаемых на заданном уровне в материале выступов профиля линией, эквидистантной средней линии.

Относительная опорная длина профиля t_p определяется как отношение опорной длины профиля η_р к базовой длине:

Требования к шероховатости поверхности по ГОСТ 2789-73 устанавливают указанием числовых значений параметров. В дополнение к количественным параметрам для более полной характеристики шероховатости указывают направление неровностей (условное обозначение — см. рис. 280), вид обработки поверхности или последовательность видов обработки (рис. 281 — 283).

В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки которой конструктором не устанавливается, применяют знак, приведенный на рис. 282, а; если поверхность образована с удалением слоя материала — знак, приведенный на рис. 282, б; и для поверхности, образованной без удаления слоя материала, — знак, приведенный на рис. 282, в.

Значение параметра Ra указывают без символа, например, 0,5. Для остальных указывают символы, например, R_mах 6,3.

ГОСТ 2789-71 установлено 14 классов шероховатости поверхности. Причем классы 1—5, 13 и 14 определены через параметр Rz, классы 6—12 через параметр Ra. Каждый класс определен только по одному параметру и базовой длине. Числовые значения параметров заданы в виде диапазонов, верхние пределы которых полностью соответствуют ранее действовавшим.

Требования к шероховатости поверхности устанавливают путем задания значения параметра (параметров) и базовой длины. Причем целесообразно пользоваться предпочтительными значениями параметра Ra (графа 2, табл. 29). Эти значения находятся вблизи середины диапазона, определяющего данный класс шероховатости. В других случаях могут назначать величины параметров по графам 3 или 4.

Требования к шероховатости поверхности определяются условиями работы поверхности в машине. В общем случае, чем выше требования по точности, тем выше требования и по шероховатости поверхности.

Для грубых квалитетов с расширенным полем допусков класс шероховатости можно снижать, что уменьшает стоимость изготовления.

Минимальный класс шероховатости поверхности обработки, необходимый для получения различных квалитетов, можно выбрать по табл. 30.

Классы шероховатости поверхностей, соответствующие различным видам обработки, приведены и табл. 31.

При выборе класса шероховатости должны быть учтены свойства материала и твердость поверхности детали. Высокие показатели для сталей можно получить при твердости не ниже HRC 30—35. Стальные изделия, подлежащие чистой обработке, должны быть по меньшей мере подвергнуты улучшению или нормализации. Термически необработанные низкоуглеродистые стали тонкой обработке поддаются плохо.

По условиям обработки получить чистую отделку и точные размеры в отверстиях труднее, чем на валах. Поэтому, как правило, требование к шероховатости поверхности в отверстиях назначают на 1—2 класса ниже, чем на валах.

В интересах уменьшения стоимости изготовления рекомендуется применять менее высокие требования к шероховатости, совместимые с условием надежной работы деталей.

В некоторых случаях (соединения с натягом, подшипники скольжения) существуют оптимальные параметры поверхности, отклонения от которых в ту или другую сторону снижают работоспособность соединений.

Свободные поверхности (не входящие в соединения или расположенные с зазором по отношению к ближайшим поверхностям) следует в интересах экономичности обрабатывать по низким классам шероховатости. Исключение составляют напряженные циклически нагруженные детали. Для повышения сопротивления усталости такие детали обрабатывают так, чтобы обеспечить высокий класс шероховатости поверхности, полируют и дополнительно упрочняют поверхностным пластическим деформированием.

Ниже приведены ориентировочные значения классов шероховатости поверхностей для типовых машиностроительных деталей, основанные на опыте общего машиностроения.

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

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).

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.

Шероховатость поверхности. На примере шлифовки валов

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.

1. Приблизительное соотношение этих параметров Вы можете увидеть в этой таблице:
2. 
3. В этой же таблице Вы можете увидеть приблизительное соотношение используемых сейчас параметров шероховатости с использовавшимися ранее показателями класса шероховатости и группы чистоты («треугольники»).
4. 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).
5. Значения шероховатостей для обозначения на чертежах выбирают из стандартизованного ряда:
6. 
7. 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

1. При предварительной шлифовке валов и иных деталей, обычно, достигают параметров шероховатости Ra2,5-1,25.
3. 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.

В7-1833 образцы шероховатости поверхности (сравнения); ГОСТ 9378-93; параметр Rz номиналы:

В7-1833 образцы шероховатости поверхности (сравнения); ГОСТ 9378-93; параметр Rz номиналы: Состояние в реестрах: Внесено в Государственный реестр СИ РФ

Образцы шероховатости поверхности (сравнения) модификации В7-1833 являются средством измерений, зарегистрированным в Государственном реестре СИ России под № 76029-19, межповерочный интервал 2 (два) года.

Образцы шероховатости поверхности (сравнения) модификации В7-1833 (далее по тексту – образцы, ОШС) по ГОСТ 9378-93 предназначены для контроля шероховатости поверхности металлических деталей после (или в процессе) их обработки на металлорежущих станках методом визуального сравнения или осязания (на ощупь) станочниками при контроле обрабатываемых деталей на металлорежущих станках, при контроле шероховатости труднодоступных поверхностей, конструкторами и технологами при выборе и назначении шероховатости поверхности, а также для учебных целей. Образцы являются рабочими средствами измерений согласно ГОСТ 8.296-2015 и не предназначены для контроля приборов измерения шероховатости.

ОШС изготавливаются по ГОСТ 9378-93 и выпускаются в виде наборов определённого вида обработки: точение (условное обозначение способа обработки – Т); расточка (Р); строгание (С); шлифование периферией круга (плоское – ШП, наружное круглое – ШЦ, внутреннее – ШЦВ); точение торцовое (ТТ); фрезерование (цилиндрическое — ФЦ; торцовое — ФТ; торцовое перекрещивающееся — ФТП); шлифование торцовое (ШТ); шлифование чашеобразным кругом (ШЧ); полирование (плоское – ПП, цилиндрическое – ПЦ). Материал образцов – сталь, медь, алюминий, титан, латунь и др. металлы по заявке заказчика. По умолчанию ОШС изготавливаются из СТ45: сталь конструкционная углеродистая качественная. По запросу образцы могут быть изготовлены из материалов: чугун; латунь; алюминий; медь.

Образцы изготавливаются с различными номинальными значениями параметра шероховатости Rz, выбранными из ряда номинальных значений и приводятся как справочные по результатам измерений.

ПОРЯДОК РАБОТЫ. Контроль шероховатости поверхности детали по параметру шероховатости Ra или Rz производится путём сравнения с образцом визуально и на ощупь, проводя ногтем, выполняющем здесь роль “чувствительного элемента – датчика”, вдоль линии максимальной шероховатости поверхности.

Как правило, эта линия перпендикулярна следам обработки (а расстояние между соседними следами характеризует параметр Sm).

Для этого подбирается образец соответствующего вида обработки, номинальное числовое значение параметра шероховатости поверхности которого соответствует числовому значению параметра шероховатости поверхности контролируемой детали.

В результате сравнения делается заключение о том, что параметр шероховатости контролируемой детали не превышает номинальное значение подобранного образца сравнения. Наиболее достоверно оцениваются детали из аналогичного образцу материала и изготовленные тем же, что и образец, способом обработки.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. Методика поверки РТ-МП-5412-445-2019. Интервал между поверками 2 года.

ОБОЗНАЧЕНИЕ И ЗАКАЗ. Образцы поставляются наборами из 4 шт. с различными номинальными значениями Rz, возможна поставка отдельных образцов.

Пример обозначения образца с номинальным значением параметра шероховатости Rz = 10 мкм, полученного шлифованием плоским (ШП) из стали: “Образец шероховатости Rz 10 ШП; СТАЛЬ”, пример обозначения набора: “Набор ОШС-ШП Rz: 10; 20; 40; 60”.

Номинальное значение параметра шероховатости, условное обозначение способа обработки и материал нанесены со стороны рабочей поверхности образца. Заказ образцов шероховатости поверхности (сравнения) модификации В7-1833 производится согласно вкладке Тех.данные (правее текущей вкладки) с обозначением типа образцов, например:

Просим выставить счёт на следующие позиции:

Срок изготовления — 30 дней (при отсутствии на складе), все наборы поставляются со Свидетельством о поверке (номер в госреестре 76029-19). Срок поверки — 2 дня.

• Изготовлены по заказу «Восток-7» московским инструментальным заводом «Калибр», который их разработал и выпускает с 1932 г.
• Справочные материалы.
• Для осуществления контроля шероховатости поверхности используются два метода:

• КАЧЕСТВЕННЫЙ — метод сравнения с образцами ОШС (образцы чистоты поверхности) или ОЧП (устарев., образцы чистоты поверхности);
• КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ — с использованием приборов контактных и бесконтактных.

При проведении качественного контроля проводится сравнение шероховатости образца из набора и поверхности испытуемого изделия путём визуального осмотра и на ощупь. Используя визуальный осмотр можно достаточно точно дать характеристику поверхностного слоя при характеристиках Ra=0,6…0,8 мкм и выше.

Чистота поверхности (из утратившего силу ГОСТ 2789-59) предусматривает 14 классов чистоты поверхности, а классы чистоты поверхности 6-14 дополнительно разбиты на 3 разряда каждый (а, б, в):

Группа ∇ и класс чистоты поверхности	Разряды	Среднее арифметическое отклонение профиля (Ra), мкм	Высота неровностей(Rz), мкм	Базовая длина L, мм
∇1	—	80	320	8
∇2	40	160
∇3	20	80
∇∇4	10	40	2,5
∇∇5	5	20
∇∇6	а	2,5	10	0,8
б	2,0	8
в	1,6	—
∇∇∇7	а	1,25	6,3
б	1,0	5,0
в	0,8	4,0
∇∇∇8	а	0,63	3,2
б	0,5	2,5
в	0,4	2,0
∇∇∇9	а	0,32	1,6	0,25
б	0,25	1,25
в	0,2	1,0
∇∇∇∇10	а	0,16	0,8
б	0,125	0,63
в	0,10	0,5
∇∇∇∇11	а	0,08	0,4
б	0,063	0,32
в	0,05	0,25
∇∇∇∇12	а	0,04	0,2
б	0,032	0,16
в	0,025	0,125
∇∇∇∇13	а	0,02	0,1	0,08
б	0,016	0,08
в	0,012	0,063
∇∇∇∇14	а	0,01	0,05
б	0,008	0,04
в	0,006	0,032

Класс чистоты в технической документации обозначают равносторонним треугольником, рядом с которым арабскими цифрами указывается номер класса, а для 6—14-го классов, кроме того, одной из букв (а, б, в) обозначают и разряд, например ∇ 10 в.

Различные технологические процессы обеспечивают получение поверхностей разных классов чистоты, например, обычно литьё — ∇ 3, обработка точением — ∇ 5, шлифованием — ∇ 7, и т.д.

В то же время один и тот же класс чистоты может быть получен различными технологическими процессами, например класс чистоты ∇ 7 может быть получен тонким точением и шлифованием и др. процессами.

Не все свойства двух поверхностей, относящихся к одному классу чистоты, могут быть одинаковыми при совпадающих Ra и Rz, поэтому принадлежность поверхностей к одному классу чистоты не является достаточной для заключения об идентичности поведения деталей при эксплуатации.

Самый точный класс чистоты — это 14-й, самый грубый – это 1-й. По этой причине поверхности также подверглись классификации. В производстве встречаются следующие их виды:

• Ограничительные и соединительные поверхности – элементы, служащие ограничением для работающих механизмов: корпуса приборов, станков, различные фиксаторы и прочие механизмы. Данные поверхности, в зависимости от требований, могут подвергаться обработке, параметры соответствуют Ra=20…2,5 мкм, Rz=80…10 мкм.
• Установочные поверхности – детали находятся в соприкосновении, но по отношению друг к другу неподвижны, к которым не предъявляются требования по герметичности. Подлежат обработке и должны соответствовать показателям Ra=20…2,5 мкм, Rz=80…10 мкм.
• Рабочие поверхности, которые перемещаются друг относительно друга, соединения типа поршень-цилиндр в устройствах 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.
• Специальные поверхности — 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

СПИСОК ОРГАНИЗАЦИЙ В РФ, ОКАЗЫВАЮЩИХ УСЛУГИ ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ШЕРОХОВАТОСТИ

Вид обработки — ШЛИФОВАНИЕ ПЕРИФЕРИЕЙ КРУГА ПЛОСКОЕ (ОШС-ШП) ГОСТ 9378-93Маркировка набора Описание образцов, входящих в наборМатериал образцовсталь чугун латунь алюминий медь

ОШС-ШП Rz 1; 2; 4; 5; 8; 10	Форма образцов плоская Rz 1; 2; 4; 5; 8; 10 мкм	+	+	+	+	+
ОШС-ШП Rz 10; 20; 30; 40	Форма образцов плоская Rz 10; 20; 30; 40 мкм	+	+	+	+	+
ОШС-ШП Rz 10; 20; 40; 60	Форма образцов плоская Rz 10; 20; 40; 60 мкм	+	+	+	+	+
ОШС-ШП Rz 20; 40; 60; 80	Форма образцов плоская Rz 20; 40; 60; 80 мкм	+	+	+	+	+
ОШС-ШП Rz 10; 20; 40; 60; 80; 120	Форма образцов плоская Rz 10; 20; 40; 60; 80; 120 мкм	+	+	+	+	+

*По умолчанию образцы шероховатости поверхности (сравнения) изготавливаются из СТ45: сталь конструкционная углеродистая качественная.

Красным цветом выделены комплекты ОШС-ШП, доступные для заказа в текущем квартале.

Просим выставить счёт на следующие позиции:

• ОШС-ШП Rz 10; 20; 30; 40— 3 комплекта.
• ОШС-ШП Rz 20; 40; 60; 80 — 1 комплект.

Наименование	Обозначение	Количество
Образцы	модификации В7-1833	По заказу
Футляр	—	1 шт.
Паспорт	В7-1833.0.00.0.00ПС	1 шт.
Методика поверки	РТ-МП-5412-445-2019	1 экз.
Свидетельство о поверке	—	1 шт.

Параметры качества деталей – волнистость и шероховатость

Волнистостью называется отклонение от прямолинейности или любой заданной формы поверхности, имеющее характер периодических возвышений и впадин с относительно большими шагами.

Допуск на волнистость назначается на максимальную высоту волны на длине измерения не менее 10 мм.

Разграничение неровностей на волнистость и шероховатость носит условный характер. Критерием разграничения является отношение длины шага к высоте волны l/H. Для волнистости l/H = 51…1000, а для шероховатости l/H = 0…50.

При обработке деталей волны на поверхности могут образовываться в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В этой связи различают продольную и поперечную волнистость. Возникает волнистость в результате вибраций системы ДИСП, неравномерности подачи инструмента, неправильной заправки шлифовального круга и др.

Износостойкость сопрягаемых деталей в значительной степени зависит от волнистости. Это главным образом связано с тем, что наличие волны приводит к уменьшению опорной поверхности детали (рис. 1). Износ поверхностей начинается с вершин микронеровностей на участках А (рис. 1,б), что и определяет интенсивность изнашивания.

Рис. 1. Сопряжение идеальной поверхности 1 с поверхностью 2, имеющей: а – только микронеровности; б – волнистость, покрытую микронеровностями

Значительный износ изменяет расчетные значения зазоров и натягов. Это, в свою очередь, приводит к возникновению динамических нагрузок. Поэтому волнистость рабочих поверхностей предопределяет высокий уровень вибрации, например в подшипниковых узлах, и, как следствие, их малый ресурс.

Волнистость можно рассматривать как отклонение формы второго порядка, а шероховатость – как отклонение формы третьего порядка (рис. 2).

Рис. 2. Схема отклонений формы в продольном сечении детали: h2 – бочкообразность; H2 – волнистость; H3 – шероховатость

Шероховатость поверхности деталей

Одной из важных геометрических характеристик детали, определяющих безотказность работы, является шероховатость поверхности. Шероховатостью поверхности называется совокупность неровностей на рассматриваемой поверхности с относительно малыми шагами, образующая микрорельеф поверхности.

По профилю шероховатости на длине l базовой линии оценивают ее параметры. Отношение шага неровностей к их высоте для шероховатости не превышает 50. Шероховатость поверхности ухудшает качественные показатели работы деталей.

В подвижных соединениях она приводит к преждевременному износу поверхностей, так как при работе деталей металлические гребешки срезаются и стираются, продукты износа смешиваются с маслом и ускоряют процесс изнашивания поверхностей.

В неподвижных соединениях шероховатость ослабляет их статическую прочность. Кроме того, шероховатость ухудшает герметичность соединений и коррозионную стойкость изделий.

Для количественной оценки шероховатости в основном используют два высотных показателя: среднеарифметическое отклонение профиля Ra и средняя высота шероховатости Rz.

Для их определения через кривую, описывающую профиль шероховатости, проводят прямую (рис. 3), которая делит выступы и впадины так, что сумма площадей выступов Fвыст равна сумме площадей впадин Fвп.

Такая прямая называется средней линией. Условие средней линии записывается формулой

Сумма расстояний от средней линии до отдельных точек профиля yi, делённая на их количество, называется средним арифметическим отклонением профиля Ra:

Вторым высотным параметром шероховатости является средняя высота шероховатости Rz, определяемая как среднее расстояние между пятью точками выступов и пятью точками впадин:

Параметры Ra и Rz имеют размерность в микрометрах и назначаются из геометрического ряда со знаменателем 2. Высотные параметры Ra и Rz являются основными при оценке шероховатости. Параметр Rz рекомендуется применять для поверхностей с большой (Rz > 20 мкм) и малой (Rz https://extxe.com/1685/parametry-kachestva-detalej-volnistost-i-sherohovatost/

Шероховатость поверхности при механических методах обработки

Шероховатостью называют совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенную с помощью базовой длины.

Неровности с большими шагами относят к волнистости, а с очень большими — к отклонениям формы.

Шероховатость поверхности существенно влияет на зазоры и натяги в соединениях, на прочность деталей при переменных нагрузках, износостойкость, коррозионную стойкость, герметичность и другие эксплуатационные характеристики деталей.

Формула шероховатости Ra (среднее арифметическое отклонение профиля):

• где
• n — средняя линия профиля;
• l — базовая длина.
• i — отклонение профиля.

Формула шероховатости Rz (высота неровности профиля по десяти точкам):

1. где
2. ypi — высота i-го наибольшего выступа профиля;
3. yvi — глубина i-й наибольшей впадины профиля.

Параметр Ra, как интегральный показатель, более полно оценивает шероховатость и поэтому является предпочтительным (Rz

4 Ra). Значение параметра шероховатости Ra указывают без символа.

Обрабатываемые поверхности

Методы обработки

Параметры шероховатости

Rz

Ra

Rz

320

160

80

40

20

2,5

1,25

0,63

0,32

0,160

0,080

0,040

0,100

Наружные цилиндрические поверхности

Обтачивание

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

+

Тонкое

+

+

+

+

Шлифование

Предварительное

+

+

+

Чистовое

+

+

Тонкое

+

+

Притирка

Грубая

+

+

Средняя

+

+

Тонкая

+

+

+

+

Отделка абразивным полотном

+

+

+

+

Обкатывание роликом

+

+

+

Шлифование Суперфиниширование

+

+

+

+

Внутренние цилиндрические поверхности

Растачивание

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

Тонкое

+

+

+

Сверление

+

+

+

Зенкерование

Черновое (по корке)

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

Развертывание

Нормальное

+

+

Точное

+

+

Тонкое

+

+

Протягивание

+

+

+

+

Внутреннее шлифование

Предварительное

+

+

Чистовое

+

+

+

Калибрование шариком

+

+

+

Притирка

Грубая

+

+

Средняя

+

+

Тонкая

+

+

+

Шлифование Притирка Хонингование

Нормальное

+

+

+

Зеркальное

+

+

+

Плоскости, плоские поверхности

Строгание

Предварительное

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

+

Тонкое

+

+

Цилиндрическое фрезерование

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

Тонкое

+

+

+

Торцовое фрезерование

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

Тонкое

+

+

Торцовое точение

Предварительное

+

+

+

+

Чистовое

+

+

+

+

+

Тонкое

+

+

+

Плоское шлифование

Предварительное

+

+

Чистовое

+

+

Притирка

Грубая

+

+

Средняя

+

+

Тонкая

+

+

+

+

инженер поможет — Шероховатость поверхности Ra и Rz

Неравномерность обрабатываемой поверхности является результатом процесса обработки, включая выбор инструмента; подача и скорость инструмента; геометрия машины; и условий окружающей среды.

Эта нерегулярность состоит из высоких и низких пятен, обработанных на поверхности с помощью инструментального долота или шлифовального круга. Эти пики и долины можно измерить и использовать для определения условия, а иногда и характеристик поверхности.

Существует более 100 способов измерения поверхности и анализа результатов, но наиболее общим измерением метки, сделанной инструментом, или текстурой поверхности, является измерение шероховатости.

Для разных сторон, участвующих в производстве, нередко используются разные методы измерения шероховатости.

В этой колонке мы поговорим только о двух из многих методов измерения шероховатости, о том, как преобразовать эти два метода и как избежать проблем, вызванных неизбежным использованием более одного измерения шероховатости.

В Северной Америке наиболее распространенным параметром поверхности поверхности является средняя шероховатость (Ra). Ra рассчитывается по алгоритму, который измеряет среднюю длину между пиками и долинами и отклонение от средней линии на всей поверхности в пределах длины выборки.

Ra усредняет все пики и долины профиля шероховатости, а затем нейтрализует несколько отдаленных точек, так что крайние точки не оказывают существенного влияния на конечные результаты.

Это простой и эффективный метод контроля текстуры поверхности и обеспечения согласованности в измерении нескольких поверхностей.

В Европе более распространенным параметром для шероховатости является средняя глубина шероховатости (Rz). Rz рассчитывается путем измерения вертикального расстояния от самого высокого пика до самой низкой долины в пределах пяти выборок, а затем усреднения этих расстояний.

Rz усредняет только пять наивысших пиков и пять самых глубоких долин, поэтому крайности оказывают гораздо большее влияние на конечное значение. На протяжении многих лет метод вычисления Rz изменился, но символ Rz не изменился.

В результате все еще используются три разных Rz-расчета, и очень важно знать, какой расчет определяется перед проведением измерения. В современной мировой экономике обрабатываемые детали производятся и поставляются по всему миру.

В результате, инженеры по производству и контролю качества часто вынуждены решать, принимать или не принимать участие, когда требования к печати не согласуются с измерением на поверхностных измерителях в местном объекте.

Некоторые инженеры по контролю качества могут даже предположить, что если часть проверена и передана с использованием доступного параметра, эта часть также проведет другие проверки.

В этих случаях инженеры предполагают постоянную корреляцию или соотношение между различными параметрами.

Если бы не было иного выбора, кроме как принять некоторые предположения, есть эмпирические правила, которые могут помочь устранить путаницу и преобразовать Ra в Rz или Rz в Ra.

Если производитель указывает и принимает параметр Rz, но клиент использует параметр Ra, использование диапазона отношений для Rz-to-Ra = 4-to-1 to 7-to-1 является безопасным преобразованием. Однако, если Ra используется в качестве критериев принятия производителем, но клиент принимает Rz для оценки детали, тогда коэффициент конверсии будет намного выше, чем 7-к-1, возможно, до 20-к-1.

Имейте в виду, что фактическая форма профиля детали окажет значительное влияние на эти отношения. Общение в начале проекта может избежать большинства сюрпризов. Ориентировочные, а иногда и сомнительные сравнения можно избежать, развивая понимание того, что именно означает параметр для печати, и как различные стороны, участвующие в производственном плане, проверяют текстуру поверхности.

Лучший способ для тех, кто участвует в производстве, соглашаться с параметрами измерения, — это иметь оборудование для оценки производительности как на заводе-изготовителе, так и на клиенте, делая одну и ту же проверку с использованием того же метода. Если производитель или заказчик используют коэффициенты конверсии, то обе стороны должны знать об использовании коэффициента и быть комфортным с последствиями.

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.

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

📺 Видео