Что такое шероховатость?
Так называют качество поверхности.
Шероховатость возможно испробовать на ощупь, но для удобства шероховатость записывают цифрами.
Кроме всего прочего, детали делают чтобы вставлять в другие детали. Детали между собой контактируют, и в месте их контакта шероховатость важна как для того чтобы шарики подшипника бегали по своей орбите миллионы кругов без износа.
Чтобы гайка двигаясь по валу долго и не появлялся между ними зазор. Или напротив, некий заколоченный штифт, чтобы не вылетел из своего паза, сгладив все неровности плохой шероховатости.
Для всех этих и многих других нужд требуется разного качества поверхность, и записывают ее по разному. Но разобраться в этом не так сложно. Потому разберемся.
Как обозначают шероховатость?
Чтобы понять как записывают шероховатость, понять стоит как она получилось.
Обыкновенно шероховатость это след от режущего инструмента. Иногда от литейной формы, но об этом позже.
Режущий инструмент двигается по поверхности, убирает слой металла и получается ответная поверхность со следами обработки.
Поверхность не идеальная и если приблизить, она вся искромсана будто перепаханное поле.
Чтобы узнать шероховатость берут некоторую часть поверхности, называется это базовой длинной и меряют на этом расстоянии 5 самых большие выпуклостей и 5 самые глубокие впуклостей. Все это складывают и делят на 10, получается значение Rz.
Высоту неровностей измеряют в микронах, так что Rz как и следующий стандарт это всего навсего высота неровностей записанная в тысячных долях миллиметра.
Хотя говорят Rz устарел и теперь используют Ra.
Шероховатость по Ra
Все ровно тоже самое, за исключением 10 точек. Шероховатость по Ra считают как среднее отклонение всех впадин и выпадин, деленное на базовую длину. Базовая длинна написана в ГОСТе. Тоесть не на 10 точек, но на значение длинны.
Чем точнее шероховатость, тем короче базовая длинна.
Чем отличается Ra от Rz
Ra если сравнивать по таблице, ровно в 4 раза меньше Rz и все. Например если Ra 0,2 значит Rz 0,8, если Rz 6,3 значит Ra 1,6
Классы чистоты и чем они отличаются от Rz,Ra?
Собственно ничем, это такие же параметры чистоты, возможно даже удобнее, потому что сказал одну цифру и все сразу стало понятно. Возможно они как то связаны с квалитетами которых самых популярных также 14. Но я пока не понял. Скоро о них тоже напишу.
Из всего разнообразия классов вбирают самый ближний и ставят, потому что так проще. И быстрее все стандартизировать. А общие стандарты способствуют повышению производительности труда.
Как записывают шероховатость на чертеже?
На чертежах шероховатость обозначают галочкой, похожей на корень.
Если на галочке стоит круг, значит обрабатывать не нужно.
Если под галочкой цифра, и галочка одна в правом верхнем углу чертежа, значит одна шероховатость на всю деталь. Но это редко.
Если над некой поверхностью на чертеже стоит галочка, и под ней цифра, значит эта поверхность должна быть такой шероховатостью.
Как шероховатость влияет на точность?
Например если шероховатость на валу Ra 6,3 значит на диаметр это высота неровностей 0,012 миллиметра, и если у вас допустимое биение вала 0,01 мм, вы не сможете его выставить с таким качеством поверхности. Это только один из примеров. Потому важно соотносить точность и качество отделки на этапе проектирования.
Как меряют шероховатость
Без специальных средств
Чувствительность кожи пальцев рук, согласно некоторым данным до 0,05 мм, а это шероховатость Rz 50, хотя качество поверхности это не только выпуклости но в целом неровности, потому выпуклости + выпуклости это разница в 0,025 мм, значит Rz 25. Но вместе с с визуальным разглядыванием +пошкрябыванием ногтем когда ноготь цепляется за выпуклости….
Если вы можете понять что поверхность не гладкая это шероховатость Rz 6,3 если не можете оценить своими органами чувств значит Rz 3,2 и лучше. Если надо понять конкретные значения и вы их не понимаете своими конечностями, придется использовать приборы
Измерение шероховатости специальными средствами
Где то их называют шершометрами, вообще это профилометры. Тоесть мерители высоты неровностей профиля.
Работают ровно по формуле, тоесть меряют высоту неровностей, потом делят. Но вы не видите всего процесса, вам выдают готовый результат.
Происходит это по моим рабоче-крестьянским представлениям так: стальная, алмазная или твердосплавная игла движется по поверхности, при этом отклоняясь на неровностях.
Отклонения фиксируются и пересчитываются по формуле . Вам на экран устройства или на бумажке пишут сколько прибор намерил. Конец.
В особо точных случая используют микроскопы, но это скорее в лабораториях и конструкторских бюро, а там особые требования которые вас сообщат.
Шероховатостей гораздо больше двух, например для некоторых цилиндрических отверстий есть свои обозначения, у французских автопроизводителей есть свои стандарты, и у создателей оптических линз свои причуды. Но как не считай шероховатость это практика. Какая нужна шероховатость?
Назначение шероховатости
Ra 80 или выше примерно без обработки, вообще в данном случае шероховатость несущественна, как на выколоченной из литейной формы или сваренной конструкции. Главное чтобы внешний вид детали привлек краску, с которым они соединяться.
Ra20 торчащая наружу шляпка болта, поверхности свариваемые между собой или станина станка, за исключением направляющих. Текстура роль играет посредственную, главное соблюдение габаритов.
Ra 5 торец шестерни или поверхность шлицевой канавки, наружная поверхность зубчатого колеса. Не так важна шероховатость, как то, чтобы поверхность не создавала места для задиров, заусенок итд. Места не будут тереться и испытывать усилия а значит, подойдёт высота неровностей в 5 микрон.
Ra 1.6-3.2 Тормозной барабан, работает не так часто, но должен быть вполне гладким, чтобы ответная часть по барабану скользящая не сработалась раньше времени и не оставила людей без тормозов. Запорные поверхности кранов а также поверхность зубчатых колёс не высокой ответственности. Ответственные притирают.
Ra0,8 рабочие поверхности валов, валы обычно работают в каких то отверстиях и трутся о другие металлы. Шлицевые, центровочные и направляющие поверхности деталей, чтобы не было погрешностей во время установки. Гнездо подшипника в корпусе, потому что нужна точность установки и поверхности фрикционной передачи, например у токарного станка.
Ra 0,4 на вал лежащий на резиновых манжетах, манжеты нужны чтобы не пропускать смазку. Такие значения чтобы манжеты не стёрлись о вал раньше времени. Задняя поверхность твердосплавного сверла после доводки.
Ra 0,2 на поршнях, гидроцилиндрах, поршневых кольцах, нужны высокие значения чтобы всё служило безупречно и очень долго до следующего ремонта, при этом в агрессивных средах и высоких температурах
Ra 0,08 например рейки измерительных приборов ИЧ или скоростные валы высокоточных металлорежущих станков
Как назначают шероховатость?
В целом шероховатость назначают как можно грубее, потому что доводить на каком бы то ни было оборудовании, особенно поверхности твердых материалов дорого и долго. Так что если где то неоправданная обстоятельствами высокая чистота, возьмите технолога за выпирающие части и покрутить, спросив: зачем? Зачем ты это сделал???? Но имейте возможность объяснить,в чем же он не прав.
Итого: шероховатость это просто, просто погладьте ее и все станет ясно. Если неясно зовите ОТК. И не надейтесь что вы все узнали про шероховатость. Текст - максимум начало долгого пути технических измерений, как и про квалитеты.
А ещё читайте про пескоструй, быстрорез и обработку бронзы.
