Выбор шероховатости поверхности

Выбор параметров для нормирования шероховатости должен производиться с учётом назначения и эксплуатационных свойств поверхности. Основным во всех случаях является нормирование высотных параметров. Предпочтительно, в том числе и для самых грубых поверхностей, нормировать параметр R_a, который более представительно, чем R_z или R_max отражает отклонения профиля, поскольку определяется по всем точкам (или достаточно большому числу точек) профиля. Параметром R_a нормируется шероховатость образцов сравнения (ГОСТ9378-93). Он наиболее удобен для измерения профилометрами.

Параметры R_z или R_max нормируют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровностей профиля или шероховато – рыхлого поверхностного слоя, а также когда прямой контроль параметра R_a с помощью профилометра или образцов сравнения не представляется возможным, например, для поверхностей, имеющих малые размеры или сложную конфигурацию.

Для наиболее ответственных поверхностей нормирование одних высотных параметров может оказаться недостаточным для обеспечения требуемых функциональных свойств и должно быть дополнено нормированием шаговых параметров или параметра t_p. Шаговые параметры существенно влияют на виброустойчивость, прочность при циклических нагрузках, сопротивление в волноводах. С параметром t_p связаны такие важные эксплуатационные свойства, как износоустойчивость трущихся поверхностей, контактная жёсткость, герметичность соединений.

Дополнительное нормирование направления неровностей может быть целесообразным, например, в связи с направлением относительного перемещения трущихся сопряжённых поверхностей или с направлением движения струи жидкости или газа относительно поверхности, а также для обеспечения необходимой виброустойчивости и прочности при циклических нагрузках.

Выбор базовой длины. В ГОСТ2789-73 не предусмотрена обязательная привязка базовых длин к определённым числовым значениям параметров шероховатости, но приведены соотношения между значениями параметров R_a, R_z, R_max и базовой длины, при соблюдении которых базовые длины не указывают в требованиях к шероховатости. Для других параметров шероховатости (шаговых и t_p) как правило следует применять те же базовые длины, что и для высотных параметров, нормируемых одновременно с первыми. В отдельных случаях, если это необходимо по функциональным требованиям или с учётом особенностей технологического процесса, конструктор может назначить другое значение базовой длины, выбирая его из стандартного ряда. При одновременном нормировании нескольких параметров допускается назначать для них разные значения базовой длины. Если размеры нормируемой поверхности меньше базовой длины, то параметры шероховатости определяют на всей длине поверхности.

Выбор числовых значений параметров шероховатости. Выбор числовых значений параметров шероховатости должен производиться в соответствии с условиями работы изделия и требованиями эксплуатации нормируемой поверхности. Следует учитывать и возможности обеспечения заданных требований к шероховатости рациональными методами обработки. Применение слишком высоких требований к шероховатости поверхности может оказаться не только не рентабельным, но и недопустимым. Например, в подшипниках скольжения при слишком гладких сопрягаемых поверхностях может возникнуть явление «схватывания», при котором частицы металла отрываются от трущихся поверхностей, ускоряя износ. Определённая степень шероховатости поверхности необходима также для деталей в соединениях с натягом, собираемых нагреванием отверстия или охлаждением вала. В таких случаях следует задавать наибольшее и наименьшее значения параметров шероховатости.

Определённые ограничения шероховатости связаны с допуском размера и формы нормируемой поверхности. Однозначной связи между этими параметрами нет. При относительно низких требованиях к точности размера и формы могут предъявляться жёсткие требования к шероховатости поверхности.

Для каждого допуска размера и формы установлены минимальные требования к шероховатости поверхности в виде наиболее грубого предела допускаемых значений высотных параметров шероховатости.

При допуске формы 60% от допуска размера T_p: R_a ≤ 0,05 T_p;

при допуске формы 40% от допуска размера T_p: R_a ≤ 0,025 T_p;

при допуске формы 25% от допуска размера T_p: R_a ≤ 0,012 T_p.

При необходимости нормировать параметр R_z следует принимать:

при допуске формы 60% от допуска размера T_p: R_z ≤ 0,2 T_p;

при допуске формы 40% от допуска размера T_p: R_z ≤ 0,1 T_p;

при допуске формы 25% от допуска размера T_p: R_z ≤ 0,05 T_p.

При допуске формы менее 25% от допуска размера рекомендуется, чтобы:

R_a ≤ 0,15 T_ф или R_z ≤ 0,6 T_ф.