Шероховатость поверхности
Содержание статьи
При механической обработке металла на его поверхности всегда остаются следы. Они появляются и от чистового инструмента, после которого не требуется выполнять шлифовальные операции. Эти неровности называют шероховатостью и обозначают латинской буквой R. Величина отражает, на сколько гладь поверхности отличается от заданной по чертежу.
ГОСТ по шероховатости
Определение степени неровностей на металлических поверхностях регламентируется нормативными документами, отраженными в стандарте. Был принят единый ГОСТ 2789-73, согласно которому для определения качества обрабатываемых поверхностей используется 6 параметров, но на практике используют только два:
- Ra – средняя величина отклонения от заданной геометрии между несколькими выбранными точками.
- Rz – наибольшая высота, полученная в результате проведения измерений по 10 точкам, рассчитывается как сумма средних пяти высот и пяти глубин в пределах контролируемого фрагмента поверхности.
Кроме этих двух, также существуют параметры: Rmax, Sm, S и tp. Эти параметры отражают полную высоту профиля, шаг неровностей, шаг выступов и опорную длину, соответственно.
Значение Ra обычно не выходит за пределы диапазона от 0,4 до 50 мкм.
Таблица шероховатости по ГОСТ 2789-71
Для определения степени неровностей этот показатель разделили на 14 классов. Они представлены в таблице. Самый последний класс показывает наименьшую шероховатость и более высокую точность геометрии обрабатываемой детали.
Класс шероховатости | Ra | Rz |
---|---|---|
1 | 50 | 80; 63; 40 |
2 | 25 | 40; 32; 20 |
3 | 12,5 | 20; 16; 10 |
4 | 6,3 | 10; 8; 5 |
5 | 3,2 | 5; 4; 2,5 |
6 | 1,6 | 1,5; 2,0; 1,25 |
7 | 0,8 | 1,25; 1,0; 0,63 |
8 | 0,4 | 0,63; 0,5; 0,32 |
9 | 0,2 | 0,32; 0,25; 0,16 |
10 | 0,1 | 0,16; 0,125; 0,08 |
11 | 0,05 | 0,08; 0,063; 0,04 |
12 | 0,025 | 0,04; 0,032; 0,020 |
13 | 0,012 | 0,02; 0,016; 0,010 |
14 | 0,010; 0,008 |
Классы шероховатости и виды шероховатостей
Каждый класс описывает степень неровностей и величину отклонений геометрии от заданного значения. По характеру неровностей выделяют несколько видов, принадлежащих к каждому из классов:
- 0 – деталь не обрабатывалась, без следов воздействия абразива с крупными неровностями, видимыми невооруженным глазом;
- 1 кл. – просматриваются контуры детали после более точной отливки;
- 2 кл. – детали пригодны для сварки и не нуждаются в обработке, качество, получаемое при штамповке;
- 3 кл. – поверхности не нуждаются в обработке, но и не сопрягаются при сборке, например, торци валов;
- 4 кл. – детали стыкуются в этом месте, но плотно не вставляются друг в друга;
- 5 кл. – поверхности, к которым не предъявляются повышенные требования, например, шлицевые валы или посадки под втулки;
- 6 кл. – ему соответствует шероховатость зубьев на шестернях;
- 7 кл. – детали при работе подвергаются трению, но не нагружены;
- 8 кл. – поверхности для герметичного соединения деталей;
- 9 кл. – изделия подвергаются сильному трению, но при этом остаются герметичными;
- 10 кл. – трущаяся пара, сохраняющая точность геометрии механизма;
- 11 кл. – проточки на валах в скоростных механизмах;
- 12 кл. – поверхности с зеркальным эффектом.
Коэффициент шероховатости
Так называют величину, которая отражает степень сопротивления потоку, создаваемому руслом реки. Значение можно получить по формуле:
Кш=1/Бср, где величина Бср – среднее значение неровностей в мкм.
Определить этот параметр можно по формуле Бср=Бni/ni, где Б – значение шероховатости, выраженное в мкм и равно Ra.
Как отражает свет шероховатая поверхность
Матовые и шероховатые поверхности имеют свойство отражать свет, благодаря чему они видны глазу человека. Отражения происходит за счет диффузии, то есть, частичного проникновения света в неровности и хаотичного его преломления. Чем больше неровностей, тем четче виден объект.
Образцы шероховатости
Шероховатость по виду делят на 6 типов:
- параллельные полосы;
- перпендикулярные полоски;
- сетка, перекрывающиеся борозды;
- хаотичные или произвольные;
- в виде кругов;
- радиальные с распространением лучей в разны стороны как после шлифовальной машинки.
Прибор для измерения шероховатости
Для контроля степени шероховатости на металлических изделиях используют прибор под названием профилометр. Устройства бывают контактными и бесконтактными. В устройствах контактного типа измерительной головкой выступает сверхтвердая игла из алмаза. При движении прибора по поверхности, она рисует кривую, которая фиксируется на экране в виде цифровых значений.
Значения шероховатости на стальной продукции
Листовой прокат выпускают с глянцевой и матовой поверхностями. Каждая обладает своими параметрами шероховатости, которая определяется степенью и качеством обработки проката.
Листы стальные
Поверхность стальных листов по ГОСТ 19904-90 бывает:
- глянцевой – не более 0,6 мкм;
- матовой – до 1,6 мкм;
- шероховатой – выше 1,6 мкм.
Листы нержавеющие
Листовая сталь из нержавеющего проката марки AISI304 имеет шероховатость до 0,1 мкм. Существует стандартизированная степень чистоты: 180, 240, 320.
Показатель зависит от вида стали. Например, для 2B и 2D допускаются неровности в диапазоне от 0,4 до 1 мкм.
Листы оцинкованные
Оцинкованный листовой прокат производят с защитным покрытием, имеющим одинаковую шероховатость за счет идентичности применяемых составов. Показатель Ra стальных листов равен значениям для глянцевого проката.
Обозначение шероховатости на чертеже
Шероховатость на чертежах обозначают в соответствии с ГОСТ 2.309-73. Применяется фигура в виде знака корня квадратного. Над полкой указывают метод обработки деталей, под полкой – направление неровностей и базовую длину по ГОСТ 2789-73. Размеры знака шероховатости на чертеже соответствует величине выбранного шрифта.
Вопрос-ответ
Как отражает свет шероховатая поверхность?
Свет представляет собой поток фотонов, которые отражаются от поверхностей по закону отражения под углом, равным углу падению. Но так как поверхность имеет неровности, то лучи направляются в разные стороны, благодаря чему человек отчетливо видит контуры детали.
В чем измеряется?
Шероховатость измеряют в микрометрах.
Как определить шероховатость поверхности детали?
Прочитать на чертеже или воспользоваться специальным приспособлением – профилометром контактного или бесконтактного типа.
На что влияет шероховатость поверхности?
Этот показатель влияет на дальнейшую точность сборки и качество работы механизма. Чем меньше неровности, тем дольше срок службы изделия.
Как определяется зернистость наждачной бумаги и шероховатость?
На обратной стороне производитель проставляет маркировку в цифрах P40 или P1000. Число указывает на размер абразивных частиц.
Какой класс шероховатости достигается шлифованием?
Шлифование позволяет получить поверхности 7-9 класса шероховатости.
Чем шероховатость ra отличается от rz?
Ra – среднее значение неровностей в результате измерений в нескольких точках. Rz – максимальное значение отклонения по результатам измерений в 10 точках.
Как определить шероховатость поверхности визуально?
Визуально можно определить степень неровностей на поверхности только по отражению света. Если предмет выглядит матовым, то присутствует шероховатость до 0,1 мм.
Для чего нужна шероховатость поверхности?
Это неизбежное физическое состояние любого материала. Ее можно уменьшить дополнительными обработками, шлифовкой и полировкой. В некоторых случаях она нужна для более качественного удержания защитных покрытий, в других для декора.
Шероховатость в автокаде как поставить?
Для указания шероховатости на чертежах в AutoCAD есть блок атрибутов, а там значки этого параметра четырех видов.
Как в компасе указать шероховатость?
Необходимо воспользоваться командой «Шероховатость». Затем, в фантоме знака указать параметры, деталь и точку, где она должна быть проставлена.