Файл: Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник.pdf

§ 25. ВОЛНИСТОСТЬ И ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

Под волнистостью поверхности понимают совокупность перио­ дически чередующихся возвышенностей и впадин, образующих неровности поверхности, у которых расстояния между смеж­ ными возвышенностями или впадинами превышают базовую длину I (см. ниже). Волнистость занимает промежуточное положение между отклонениями формы и шероховатостью по­ верхности.

Границу между различными порядками отклонений поверх­ ности можно установить по значению отношения шага Sw к высоте

173

длине участка измерения Lw, равного не менее пяти действи­ тельным наибольшим шагам S w волнистости (рис. 09, а):

W z = О (Wx+ W2+ Wз+ W4+ 1B5).

Допускается непоследовательное расположение участков изме-

Рпс. 69. Волнистость поверхности:

а — к определению высоты; б — к определению шага

Числовые предельные значения Wz должны выбираться из

участка может быть равна периметру детали. Отдельное измерение волнистости производится на длине 1цп, равной пятой части длины Lw- Наибольшая высота волнистости Wmax — расстояние между наивысшей и наинизшей точками измеренного профиля в пределах L\y, измеренное на одной полной волне.

Средний шаг волнистости Sw — среднее арифметическое зна­

i= l

Положение средней линии mw определяется так же, как и средней линии профиля т шероховатости (см. ниже).

174

Форма волны может быть различной в зависимости от причин, которые вызывают волнистость поверхности. Чаще волнистость имеет синусоидальный характер, что является следствием вибра­ ции системы станок — приспособление — инструмент — деталь, возникающей из-за неравномерности сил резания, наличия не­ уравновешенных масс, погрешностей привода и т. п.

Волнистость измеряют при помощи приборов-волномеров или специальных приспособлений, например к профилографу-профи- ломегру мод. 201 завода «Калибр».

Шероховатостью поверхности называют совокупность неров­ ностей с относительно малыми шагами, образующих рельеф поверхности детали и рассматриваемых в пределах базовой длины I.

Шероховатость обработанной поверхности является след­ ствием пластической деформации поверхностного слоя детали при образовании стружки, копирова­

заны на рис. 70. Графическое изо­ бражение действительного профиля, полученного в результате измерения, называется профилограммой.

Существует несколько систем определения числовых значений параметров шероховатости поверхности: система средней линии (система М), огибающей линии (система Е) и др.

Новая система (ГОСТ 2789—73) нормирования шероховатости поверхности основана на системе М и соответствует рекоменда­ циям ISO и СЭВ. Она отличается от действующей системы расширенной номенклатурой параметров для количественной оценки, возможностью установления направлений неровностей и другими особенностями.

При определении числовых значений шероховатости поверх­ ности по системе М отсчет производят от единой базы, за которую принята средняя линия профиля т. Средней линией профиля т называется базовая линия, имеющая форму номинального про­ филя поверхности и делящая действительный (измеренный) про­ филь так, что в пределах базовой длины I сумма квадратов рас­ стояний yv у2 ... уп точек профиля до этой линии минимальна (рис. 71, а). Положение средней линии можно определить по

175

профилограмме. Допускается, чтобы в пределах базовой длины площади, расположенные по обеим сторонам от этой линии до контура профиля, были равны между собой, т. о.

Базовой длиной I называется длина участка поверхности, выбираемого для измерения шероховатости без учета других видов неровностей (например, волнистости), имеющих шаг более L Для надежной оценки шероховатости с учетом рассеяния показа­ ний прибора и возможной неоднородности строения неровностей длину участка измерения рекомендуется увеличивать до несколь-

Рис. 71. Действительный профиль (профилограмма) поверхности (а), кривая опорной длины про­ филя (б) и радиусы выступов и впадин неровностей (в):

' выступ; 5 — впадина профиля

ких базовых длин. В этом случае за результат измерения прини­ мают среднее арифметическое из результатов определения шерохо­ ватости на нескольких участках, причем длина каждого участка должна быть равна I. Числовые значения базовой длины выбирают из ряда 0,01; 0,03; 0,08; 0,25; 0,80; 2,5; 8; 25 мм.

Количественно шероховатость поверхности (независимо от способа ее получения) по системе М оценивается средним арифме­ тическим отклонением профиля 7?0, средним квадратическим отклонением профиля Rq, высотой неровностей профиля по десяти точкам Rz, наибольшей высотой неровности профиля i?max, сред­ ним шагом неровностей Sm, средним шагом неровностей по вер­ шинам S, относительной опорной длиной профиля tp и радиусами закругления р выступов и впадин неровностей (рис. 71, а и в.)

Среднее арифметическое отклонение профиля Ra — среднее арифметическое из абсолютных значений отклонений профиля у

176

Под отклонением профиля у понимается расстояние между точкой профиля и средней линией, измеренное по нормали, прове­ денной через данную точку профиля к средней липни.

Среднее квадратическое отклонение профиля Rq — кореш» квадратный из среднего значения квадратов отклонений профиля в пределах базовой длины:

Числовых значений Rq в стандарте не приводится.

Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz — среднее

где hi max n hi min — ординаты соответственно пяти высших и пяти низших точек (в пределах базовой длины), измеренные от линии эквидистантной средней линии, и не пересекающей профиль.

Средняя высота неровностей R — среднее значение высот неровностей профиля в пределах базовой длины.

Наибольшая высота неровностей профиля Rmax — расстояние между наивысшей точкой выступов и наинизшей точкой впадин профиля в пределах базовой длины.

Средний шаг неровностей Sт — среднее значение шага неров­ ностей в пределах базовой длины:

где Smi — шаг неровностей, под которым понимается длина отрезка средней линии, ограниченного точками пересе­ чения этой линии одноименных сторон соседних неров­ ностей;

п — число шагов в пределах базовой длины.

Средний шаг неровностей по вершинам S — среднее значение расстояний между вершинами характерных неровностей в пре­ делах базовой длины:

i = 1

177