Выбор параметров шероховатости
Исходя из каких требований выбираются параметры шероховатости обрабатываемых поверхностей?
Требования к шероховатости поверхности устанавливаются, исходя из ее функционального назначения, т.е. из эксплуатационных свойств поверхности детали. Например, для износостойкости поверхности при всех видах трения скольжения и качения устанавливают допустимые значения следующего комплекса параметров: Ra (или Rz), tp и направления неровностей; для обеспечения прочности конструкции при циклических нагрузках - Rmax, Sm, S и направление неровностей; при требованиях прочности соединения деталей в посадках с натягом - Ra (Rz) и t=; герметичности соединения - Ra (Rz), Rmax и tp; виброустойчивости - Ra (Rz), Sm, S и направления неровностей.
Требования к шероховатости поверхностей устанавливают указанием числового значения (наибольшего предельного диапазона значений или номинального значения с предельными отклонениями) одного или нескольких параметров, значением базовой длины, на которой определяют параметры шероховатости, и направлением неровностей поверхности.
Соотношение значений параметров Ra, Rz, Rmax и базовой длины l приведены в табл.23.
Таблица 23
Соотношение значений параметров шероховатости (мкм) и базовой длины l
Ra | Rz, Rmax | l, мм |
До 0,025 Св. 0,025 до 0,40 Св. 0,40 до 3,2 Св. 3,2 до 12,5 Св. 12,5 до 100 | До 0,10 Св. 0,10 до 1,6 Св. 1,6 до 12,5 Св. 12,5 до 50 Св. 50 до 400 | 0,08 0,25 0,8 2,5 8,0 |
Требования к шероховатости поверхности устанавливаются без учета дефектов поверхности (царапин, забоин, раковин и т.д.). В случае, когда требования к шероховатости установлены по аналогии с ранее спроектированными изделиями, в которых нормирование производилось при помощи классов, для выбора числовых значений Ra и Rz можно пользоваться табл.24.
Таблица 24
Соотношение между классами шероховатости и численными значениями параметров Ra и Rz
Классы шероховатости | Ra, мкм | Rz, мкм | Базовая длина l, мм |
От 320 до 160 От 160 до 80 От 80 до 40 | |||
От 40 до 20 От 20 до 10 | 2,5 | ||
От 2,5 до 1,25 От 1,25 до 0,63 От 0,63 до 0,32 | 0,8 | ||
От 0,32 до 0,16 От 0,16 до 0,08 От 0,08 до 0,04 От 0,04 до 0,02 | 0,25 | ||
От 0,1 до 0,05 От 0,05 до 0,025 | 0,08 |
При расчетах подвижных и неподвижных (прессовых) соединений необходимо учитывать высоту неровностей Rz, тогда как на чертежах в большинстве случаев заданы значения Ra. В этих случаях можно воспользоваться зависимостью Rz=k·Ra, где k=4 при Ra=80...2,5 мкм, к=5 при Rа=1,25...0,02мкм.
Для обеспечения условий взаимозаменяемости шероховатости сопряженных поверхностей могут назначаться в зависимости от выбранного квалитета.
Несмотря на то, что не существует прямой связи между точностью и шероховатостью поверхности, однако при выборе величины шероховатости учитывают, что значение Rz составляет часть допуска Т соответствующего размера. Это соотношение в практических расчетах принимают:
для квалитетов 3...5 Rz ≤ 0.35T
6...10 Rz ≤ 0,25T
грубее 10 Rz ≤ 0,125T
В соответствии с этими данными в справочной литературе приводятся минимальные требования к шероховатости поверхности от допусков размера и формы деталей, изготовленных со стандартными полями допусков.
Значение параметров шероховатости поверхностей в зависимости от способа, видов и экономической точности их обработки приведены в табл.25.