Специальное предложение

Качество деталей и шероховатость поверхности


29 Сентября 2012

За последние годы в мире накоплен огромный опыт в обеспечении требуемого функционального назначения деталей за счёт оптимального нормирования параметров шероховатости и их технологического обеспечения.

В то же время российские стандарты по шероховатости поверхности давно не пересматривались. Отсутствует литература, освещающая мировые достижения в вопросах описания, нормирования и измерения текстуры поверхности. Российские конструкторы практически ничего не знают о параметрах шероховатости, отражающих функциональные возможности поверхностей.
Качество деталей определяется допусками на размер, допусками формы, допусками расположения и параметрами шероховатости поверхности.
Во время обработки на поверхности детали под действием процесса появляются следы обработки - неровности. Наличие их не только неизбежно, но и часто необходимо для обеспечения функциональных свойств поверхности.
Процессы традиционной металлообработки существенно не изменились с тех пор, как они появились, и по-прежнему оставляют на обработанной поверхности следы всех операций технологического процесса. Эти следы и формируют на поверхности детали текстуру, состоящую из неровностей.
Текстура поверхности ИСО 4287:1997 - это повторяющиеся и случайные отклонения от геометрической (номинальной) поверхности, которые формируют трёхмерную топографию поверхности.

Текстура поверхности включает: шероховатость, волнистость, направление неровностей, изъяны поверхности и отклонение формы в пределах ограниченной поверхности.

Шероховатость поверхности - совокупность неровностей поверхности с относительно малыми шагами, выделенными, например, с помощью базовой длины (ГОСТ 25142-82).
Шероховатость поверхности - это следы инструмента, оставленные точением, фрезерованием, строганием, шлифованием, доводкой и другими технологическими процессами.
Требования к шероховатости поверхности устанавливают без учёта изъянов поверхности.

Волнистость поверхности - второй тип неровностей. Неровности, относящиеся к волнистости, возникают в результате внешних воздействий (например, вибраций) и колебаний станка. Иногда волнистость может быть вызвана внутренними напряжениями в самой заготовке.

Направление неровностей - это направление преобладающего рисунка поверхности. Согласно ГОСТ 25142-82 направление неровностей - условный рисунок, образованный нормальными проекциями экстремальных точек неровностей поверхности на среднюю поверхность.
Направление неровностей обычно определяется технологическим процессом.

Изъян поверхности - элемент, неровность или группа элементов или неровностей реальной поверхности, непреднамеренно или случайно образованные во время производства, хранения или использования поверхности.
К изъянам поверхности относятся: царапины, поры, трещины, заусенцы и т.п.
Самым распространённым параметром текстуры поверхности является шероховатость. Именно шероховатость определяет многие функциональные свойства поверхности:

  • качество сопряжения (посадки);
  • износоустойчивость (износостойкость);
  • контактная прочность;
  • светоотражательная способность;
  • теплопередача;
  • удержание смазки;
  • адгезия и т.д.

В настоящее время в мире применяются более ста параметров шероховатости.
Параметры отражают некоторую определённую особенность поверхности, выраженную числом. Так как самые первые параметры Ra и Rq не отражали функциональные требования к детали, то начался процесс появления всё новых параметров. Большинство из многочисленных параметров шероховатости поверхности, которые включены в международные, национальные и корпоративные стандарты, описывают большое разнообразие особенностей поверхностей и находят применение в производстве.
Какие параметры и сколько нужно нормировать для обеспечения требуемого качества поверхности - вот вопрос, ответ на который необходим конструкторам и технологам.
В настоящее время существуют два основных метода измерений параметров шероховатости - оптический (бесконтактный) и щуповой. Оба являются профильными. В последнее время получают развитие топографические (трёхмерные-3D) методы измерений шероховатости поверхности.
Применение указанных методов позволяет решать многочисленные задачи, возникающие в области измерений параметров шероховатости:

  • измерение поверхностей, образованных традиционными методами обработки;
  • измерение поверхностей, выполненных традиционными методами, но со специальными требованиями (слишком короткие, слишком длинные, труднодоступные и т.д.);
  • измерение очень чистых или слишком грубых поверхностей;
  • измерение многопрофильных, многоцелевых поверхностей;
  • одновременное измерение формы, волнистости и шероховатости;
  • измерение пористых поверхностей (чугуна, металлокерамики, керамики);
  • измерение на острых кромках;
  • измерение на криволинейных поверхностях.

В условиях нарастающего числа параметров шероховатости поверхности, методов и средств измерения, конструкторам, технологам, операторам станков, контролёрам становится всё труднее ориентироваться. Предлагаемая серия статей, надеемся, поможет ответить на эти вопросы.

С.Б. Тарасов, к.т.н., С.Н. Степанов, к.т.н.
Журнал «Станочный парк», №5 (61) 2009


Возврат к списку

Задать вопрос