Мраморнова-Е.А.ШЕРОХОВАТОСТЬ

государственное бюджетное учреждение
Калининградской области
Профессиональная образовательная организация
«Прибалтийский судостроительный техникум»
Е.А. Мраморнова
Допуски и технические измерения
ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
Методическое пособие для проведения теоретических и
практических занятий
Для профессии:
150709.02 Сварщик (электросварочные и газосварочные работы)
Калининград
2015
Автор: Мраморнова Е.А.
Мраморнова Е.А. Допуски и технические измерения. Шероховатость
поверхности: Методическое пособие для проведения практических и
теоретических занятий. – Калининград: ГБУ КО ПОО ПСТ, 2015. – 10 с.
Рассмотрено
и
согласовано
на
заседании
ПМО
математических
и
естественно-научных дисциплин, протокол № 7 от 24 февраля 2015г.
Методическая разработка предназначена для студентов профессии 150709.02
Сварщик (электросварочные и газосварочные работы). Методическое
руководство включает теоретический и практический материалы по разделу
«Шероховатость поверхности».
ГБУ КО ПОО ПСТ
2015 г
1.1 Основные термины и определения
Поверхности деталей после обработки не являются идеально гладкими,
так как режущие кромки инструментов и зерна шлифовальных кругов
оставляют на поверхности мелкие выступы и впадины, или как их называют
иначе, микронеровности.
Совокупность микронеровностей на поверхности детали называют
шероховатостью поверхности.
Шероховатость поверхностей ухудшает качественные показатели
работы деталей. В подвижных посадках шероховатость приводит к
преждевременному износу поверхностей, так как при работе деталей
выступы стираются, смешиваются с маслом и ускоряют процесс износа
поверхностей. В неподвижных посадках шероховатость ослабляет прочность
соединения, так как при измерении размер у вала получается завышенный, а
отверстия заниженный и при смятии выступов натяги в соединении станут
меньше. Шероховатость поверхностей ухудшает герметичность соединений.
Государственный
стандарт
на
шероховатость
поверхности
устанавливает единый подход к определению величины шероховатости –
основой для этого является профиль шероховатости и его параметры.
Параметры профиля шероховатости:
1. Базовая длина (l) – длина базовой линии, которая используется для
выделения неровностей, характеризующих шероховатость поверхности.
Стандартом установлены следующие значения базовой длины: 0,01;
0,03; 0,08; 0,25; 0,8; 2,5; 8 и 25 мм.
2. Средняя линия профиля (линия m)- базовая линия, имеющая форму
номинального профиля поверхности и делящая действительный профиль так,
что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение профиля
от этой линии минимально.
3. Шаг неровностей профиля по вершинам (Si) – длина отрезка средней
линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних выступов.
4. Шаг неровностей профиля (Smi) – длина отрезка средней линии,
пересекающего профиль в трех соседних точках.
Рисунок 1 – Профилограмма поверхности
yi – расстояние между любой точкой профиля и средней линией; yвi –
высота i-ого наибольшего выступа профиля; yвпi – глубина i-ой впадины
профиля
Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля,
получаемого путем сечения реальной поверхности плоскостью.
Количественную оценку шероховатости проводят по следующим
основным параметрам:
Ra – среднее арифметическое отклонение профиля. Характеризует
среднюю высоту всех неровностей;
Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам. Характеризует
среднюю высоту наибольших неровностей;
Rmax – наибольшая высота неровности профиля. Характеризует
наибольшую высоту профиля;
Sm – средний шаг неровностей;
S – средний шаг неровностей по вершинам;
tp – относительная опорная длина профиля.
Шаговые параметры Sm, S, tp введены для учета формы и расположения
характерных точек неровностей. Параметр Ra является предпочтительным.
Среднее арифметическое отклонение профиля Ra – это среднее
арифметическое абсолютных значений отклонения в пределах базовой длины
l:
где l – базовая длина;
n – число выбранных точек профиля на базовой длине
Рисунок 2 – Профилограмма поверхности детали
Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz – сумма средних
абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и пяти
наибольших впадин профиля в пределах базовой длины:
где увi - высота i-го наибольшего выступа профиля;
увпi – глубина i-ой наибольшей впадины профиля.
Рисунок 3 – Профилограмма неровностей профиля по десяти точкам
Наибольшая высота неровностей профиля Rmax – это расстояние между
линией выступов профиля и линией впадин в пределах базовой длины:
Rmax = Rp + Rv
где Rp – высота наибольшего выступа профиля;
Rv – глубина наибольшей впадины профиля.
Рисунок 4 – Профилограмамма для определения наибольшей высоты
неровностей профиля
Средний шаг неровностей профиля Sm – это среднее значение шага
неровностей профиля в пределах базовой длины:
где Smi – i-ый шаг неровностей – отрезок средней линии профиля,
содержащий неровности профиля;
n – число шагов неровностей профиля по средней линии.
Рисунок 5 – Профилограмамма для определения среднего шага
неровностей
Средний шаг неровностей по вершинам S – среднее значение
расстояний между вершинами характерных неровностей в пределах базовой
длины:
где n – число шагов неровностей по вершинам в пределах базовой
длины;
Si – шаг неровностей профиля по вершинам, равный длине отрезка
средней линии между проекциями на нее двух наивысших точек соседних
выступов профиля.
Рисунок 6 – Профилограмма для определения среднего шага местных
выступов
Относительная опорная длина профиля tp – отношение опорной длины
профиля к базовой длине, определяемое в %:
Tp =
Данный параметр характеризует фактическую опорную площадь, от
которой в значительной степени зависит износостойкость подвижных
соединений, прочность посадок с натягом и пластическая деформация
поверхностей при их контакте.
2.1 Обозначение шероховатости поверхности на чертежах
На чертежах шероховатость поверхности обозначают в соответствии с
ГОСТом 2.309-73. Структура условного обозначения шероховатости
поверхности приведена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Структура обозначения шероховатости поверхности на
чертежах
В обозначении шероховатости поверхности, вид обработки
которой конструктором не устанавливается, применяют знак
В обозначении шероховатости поверхности, образуемой
путем удаления слоя материала, например точением,
шлифованием, фрезерованием, сверлением и т.д. применяют
знак
В обозначении шероховатости поверхности, образуемой без
удаления слоя материала применяют знак
В некоторых случаях устанавливаются требования к направлению
неровностей и виду обработки (если она является единственным или
предпочтительным для обеспечения требуемого качества поверхности).
Условные обозначения направления неровностей указывают на
чертежах, используя один из знаков, приведенных в таблице 1.
Таблица 1 – Обозначение направления неровностей
В обозначениях числовое значение параметра шероховатости
указывают следующим образом: Ra – без символа, в остальных после
соответствующего символа, например Rz, например: Rz 3,2. Это означает,
что неровности поверхности по критерию Ra должны быть не более 3,2 мкм.
А во втором случае по критерию Rz – не более 3,2 мкм.
Вид обработки указывается только в тех случаях, когда он является
единственным для получения поверхности требуемого качества.
Преобладающее значение шероховатости поверхности указывают в
правом верхнем углу чертежа, а если есть поверхности с другой
обозначенной на них шероховатостью, то ставят еще знак шероховатости в
скобках.
Рисунок 8 – Примеры обозначения шероховатости поверхности на
чертежах
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1. Что означает понятие «шероховатость поверхности»?
__________________________________________________________________
2. Какое влияние оказывает шероховатость поверхности на соединение
подвижных деталей?
__________________________________________________________________
3. Напишите, что означают размерные параметры, характеризующие
шероховатость:
Ra - _______________________________________________________________
Rz - _______________________________________________________________
Rmax - _____________________________________________________________
Sm - _______________________________________________________________
S - ________________________________________________________________
tp - _______________________________________________________________
4. Напишите формулы для определения параметров шероховатости
поверхности Ra и Rz.
5. В каких случаях используют условные знаки:
а)
б)
в)
6. В каких случаях под условным знаком шероховатости ставят обозначение
направления неровностей по отношению к линии, изображающей на чертеже
поверхность?
__________________________________________________________________
7. Нарисуйте условные обозначения направлений нервностей:
параллельное - _____________________________________________________
перпендикулярное - ________________________________________________
перекрещивающееся - _______________________________________________
произвольное - _____________________________________________________
кругообразное - ____________________________________________________
радиальное - _______________________________________________________
8. Поясните условные обозначения:
9. Расшифруйте обозначение шероховатости поверхности на приведенных
чертежах:
а)
г)
б)
д)
в)
е)
10. Укажите шероховатость поверхности в зависимости от вида обработки и
обозначьте на чертежах требования к шероховатости условными
обозначениями с учетом приведенных условий (таблица 7).