Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Шероховатость поверхности Ra и Rz — ключевые параметры качества механической обработки. Они определяют функциональность детали: износостойкость, герметичность, усталостную прочность. Правильное нормирование шероховатости позволяет сформулировать корректные технические требования на чертеже и выбрать оптимальный метод обработки.
Шероховатость поверхности — это совокупность микронеровностей, образующих рельеф поверхности детали в пределах базовой длины. Эти неровности возникают в процессе обработки: резания, шлифования, полирования или литья. По уровню геометрических отклонений они отличаются от волнистости и отклонений формы меньшим шагом неровностей.
Параметры шероховатости поверхности нормировал ГОСТ 2789-73 (с Изменениями N1 и N2). Важно: приказом Росстандарта от 12 сентября 2024 г. N 1212-ст применение данного стандарта на территории Российской Федерации прекращено с 1 января 2026 г. Как межгосударственный стандарт МГС, ГОСТ 2789 продолжает действовать в ряде других стран СНГ. Рекомендации по выбору шероховатости в России устанавливает ГОСТ Р 70117-2022. Терминологию определяет ГОСТ 25142-82. На международном уровне с 2021 года действует ISO 21920:2021, объединивший и заменивший ранее применявшиеся ISO 4287:1997 и ISO 4288.
Шероховатость напрямую влияет на эксплуатационные характеристики: трущиеся поверхности с Ra 0,4–0,8 мкм обеспечивают оптимальные условия для формирования масляной плёнки; поверхности под уплотнения требуют Ra не более 0,8–1,6 мкм в зависимости от типа уплотнения и условий работы.
Ra — среднеарифметическое абсолютных значений отклонений профиля от средней линии в пределах базовой длины. Это универсальный и предпочтительный параметр: он интегрально оценивает все неровности поверхности и хорошо поддаётся автоматическому измерению. Ra является предпочтительным параметром по ГОСТ 2789-73 (п. 6), ГОСТ Р 70117-2022 (п. 3.1) и ISO 21920:2021.
Стандартный ряд предпочтительных значений Ra по ГОСТ 2789-73: 0,025 / 0,05 / 0,1 / 0,2 / 0,4 / 0,8 / 1,6 / 3,2 / 6,3 / 12,5 / 25 / 50 / 100 мкм. Для большинства машиностроительных деталей применяются значения от Ra 0,4 до Ra 6,3 мкм.
Начиная с Изменения N2 к ГОСТ 2789-73 (введено в действие приказом Росстандарта от 20.04.2017 N 285-ст, с 01.10.2017) параметр Rz определён как наибольшая высота профиля — сумма высоты наибольшего выступа профиля Rp и глубины наибольшей впадины профиля Rv в пределах базовой длины. Это определение совпадает с международным стандартом ISO 21920:2021 (раздел по параметрам Rz).
В технической документации, разработанной до 2017 года, под Rz понималась высота неровностей по 10 точкам — среднее расстояние между пятью высшими точками выступов и пятью низшими точками впадин в пределах базовой длины. При работе с такими чертежами необходимо уточнять, по какой редакции ГОСТ 2789 нормировался параметр: подходы математически различаются и числовые значения Rz при одном и том же профиле будут разными.
Параметр Ra применяют как основной показатель для большинства функциональных поверхностей. Параметр Rz назначают для деталей с усталостными нагрузками, поверхностей с тонкими гальваническими или напылённными покрытиями и уплотнительных поверхностей, где критичны единичные пиковые неровности.
Стандарт устанавливает ряды предпочтительных значений параметров. Ниже приведено соответствие Ra и Rz по актуальной редакции ГОСТ 2789-73 (с Изменением N2) и ориентировочная связь с видом обработки. Значения Rz взяты из таблицы 8.2 стандарта.
Соответствие Ra и Rz основано на предпочтительных рядах значений ГОСТ 2789-73 (таблицы 8.1 и 8.2 стандарта). Отнесение к виду обработки — ориентировочное; конкретные достижимые значения зависят от режимов резания, состояния инструмента, материала заготовки и технического состояния оборудования.
Правила обозначения шероховатости на чертежах устанавливает ГОСТ 2.309-73 (с Изменениями N1, N2, N3; действующий межгосударственный стандарт ЕСКД, гармонизированный с ISO 1302). Стандарт предусматривает три типа знаков:
Числовое значение параметра указывается над полкой знака. При нормировании по Ra наименование параметра записывается явно: например, Ra 1,6. При нормировании по Rz также обязателен буквенный индекс: Rz 10. Единица измерения мкм в обозначении на чертеже не указывается — это прямое требование ГОСТ 2.309-73. Базовую длину в обозначении не приводят, если она соответствует стандартным значениям из приложения 1 ГОСТ 2789-73 для выбранного параметра.
Общую шероховатость, единую для большей части поверхностей, выносят в правый верхний угол чертежа в скобках. Поверхности с иными требованиями маркируются индивидуально. Допускается упрощённое обозначение с расшифровкой в технических требованиях — с применением строчных букв русского алфавита в алфавитном порядке.
Каждый вид механической обработки имеет характерный диапазон достижимой шероховатости поверхности. Значения приведены по рекомендациям ГОСТ Р 70117-2022 и справочникам по технологии машиностроения для типовых условий обработки сталей.
Наиболее распространённый класс — контактные профилометры с алмазной иглой. По ISO 3274 стандартный радиус сферы иглы составляет 2 мкм для измерения поверхностей с Ra до 2 мкм или 5 мкм для поверхностей с Ra до 10 мкм. Игла перемещается по поверхности с постоянной скоростью, датчик регистрирует вертикальные отклонения, а электронный блок вычисляет Ra, Rz и другие нормированные параметры. Современные портативные профилометры обеспечивают измерение Ra от 0,005 до 16 мкм.
Для мягких, деликатных или труднодоступных поверхностей применяют оптические профилометры на основе конфокальной микроскопии или интерферометрии белого света. Вертикальное разрешение лабораторных интерферометрических систем достигает долей нанометра. Для оперативного цехового контроля используют аттестованные образцы шероховатости по ГОСТ 9378-93, сравнивая поверхность детали с эталоном визуально или тактильно.
При выборе профилометра для производственного контроля необходимо учитывать: диапазон измерения Ra, длину трассирования, класс защиты корпуса (IP54 и выше для цеховых условий) и соответствие программного обеспечения алгоритмам ISO 21920:2021 или ГОСТ 2789-73 в зависимости от применяемой нормативной базы.
Шероховатость поверхности Ra и Rz — базовые метрологические параметры в машиностроении. Ra оценивает общий уровень неровностей и является предпочтительным параметром в диапазоне от 0,025 до 100 мкм. Rz по актуальной редакции нормативных документов — это наибольшая высота профиля, характеризующая экстремальные неровности. При работе с чертежами важно учитывать: в документации, разработанной до 2017 года, Rz нормировался по алгоритму 10-точечной высоты, который отличается от действующего определения. Правильная нотация по ГОСТ 2.309-73 и обоснованный выбор метода обработки с учётом достижимой шероховатости — залог соответствия детали функциональным требованиям без избыточных затрат на финишные операции.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.