CC BY
176Решетнеескцие чтения. 2015
3. Blehman I. I. Vibracionnaja mehanika. [Vibration Mechanic]. Moscow; Nauka, 1994. 394 p.
4. Povidajlo V. A., Silin R. I., Shhigel' V. A. Vibracionnye ustrojstva v mashinostroenii [Vibration Devices in Mechanical Engineering] Moscow ; Kiev; Mashgiz, 1962. 111 p.
5. Eliseev S. V., Reznik Yu. N., Khomenko A. P., Zasyadko A. A. [Dynamic Synthesis in the generalized problem of vibration isolation and vibration control of technical objects]. Irkutsk; izd-vo IGU. 2008. 523 p.
© Елисеев С. В., Каимов Е. В., Кинаш Н. Ж., 2015
УКД 621.9.015
ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРОВ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ, УСТАНОВЛЕННЫХ
В МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТАХ ИСО
Н. В. Захарова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: 974152@mail.ru
Рассматриваются параметры шероховатости, установленные международным стандартом ИСО 4287-97, приводится их характеристика и описываются рекомендуемые области применения.
Ключевые слова: шероховатость поверхности, параметры шероховатости, элементы профиля.
THE CHARACTERISTIC OF PARAMETERS OF SURFACE ROUGHNESS IN ACCORDANCE WITH THE REQUIREMENTS OF ISO STANDARDS
N. V. Zakharova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation. E-mail: 974152@mail.ru
The article deals with the roughness parameters set by the international standard ISO 4287-97, the researcher performs their characteristics and recommends the field of application.
Keywords: surface roughness, the roughness parameters, the requirements of the international standard.
Накопленный международный опыт в нормировании и измерении параметров текстуры поверхности нашел отражение в стандартах ИСО. Международные стандарты применяются многими европейскими и азиатскими странами. Стандарты ИСО носят рекомендательный характер, их положения начинают действовать, когда они включены в европейские и национальные стандарты.
Стандарты ИСО, посвященные текстуре поверхности, представляют собой семейство стандартов, отражающих на данный момент вопросы, связанные с наиболее полным и точным определением, нормированием и измерениям параметров поверхностей деталей щуповым методом.
Основные особенности стандартов ИСО, нормирующие шероховатость поверхности:
- глобальный подход к оценке текстуры поверхности;
- унификация обозначения параметров шероховатости, волнистости профиля;
- стандартизация схем приборов;
- упор на применение только безопорных приборов;
- обеспечение анализа поверхностей, полученных наложением технологических процессов, многоцелевых поверхностей (новые фильтры, Як семейство параметров, параметры вероятностного анализа).
Параметры, включенные в стандарт ИСО 4287-97 [1]:
1) амплитудные параметры:
Яр - максимальная высота выступа профиля. Параметр относят к экстремальным и непредставительным, его значение может меняться от образца к образцу. Этот параметр можно использовать для выделения отдельных неровностей или заусенец на поверхности;
Яу - максимальная глубина впадины профиля на базовой длине. Это также экстремальный параметр, с теми же самыми недостатками и достоинствами, что и максимальная высота выступа профиля. Он, однако, находит применение в производстве, так как глубокие впадины часто служат концентраторами напряжений и их необходимо учитывать;
Я, - максимальная высота профиля. Это сумма наибольшей высоты выступа и наибольшей глубины впадины профиля в пределах базовой длины. В ИСО 4287-1:84 и ГОСТ 2789-73 символ Я, использовался для обозначения высоты неровностей по 10 точкам. Сегодня известно не менее 5 вариантов параметра Я,., описанных в различных национальных и международных стандартах, поэтому, применяя приборы для измерения параметров шероховатости, необходимо определиться, какой Я, измеряет прибор;
Технология и мехатроника в машиностроении
Rc - средняя высота элементов профиля. Среднее значение высоты элементов профиля в пределах базовой длины. Этот параметр требует дискриминации по высоте и по шагу. Если эти параметры не нормированы, то ограничение по высоте должно быть 10 % от Rz, ограничение по шагу - 1 % от базовой длины;
Rt - полная высота профиля. Сумма наибольшей высоты выступа и наибольшей глубины впадины профиля в пределах базовой длины. Параметр Rt > Rz, но в случае, когда они равны, рекомендуется применение Rt;
Ra - среднее арифметическое отклонение оцениваемого профиля. Значение Ra характеризует среднюю амплитуду профиля шероховатости, поэтому единичный нетипичный выступ или впадина незначительно влияют на Ra. Этот параметр является представительным, не характеризующим форму неровностей профиля, рекомендуется указывать способ обработки;
Rq - среднеквадратическое отклонение. Среднее значение измеренных отклонений от средней линии, взятых на длине оценки. Является альтернативным параметром Ra. Rq применяется для оценки чистых поверхностей, например в оптике, в связи с тем, что представляет собой среднеквадратическое отклонение распределения высот профиля и в полной мере характеризует профили, описываемые случайными функциями, к которым относятся поверхности, полученные полированием, доводкой;
Rsk - асимметричность. Параметр, который описывает форму функции распределения высоты. Этот параметр подвержен сильному влиянию отдельных выступов или отдельных впадин. Он позволяет различить асимметричные профили при одних и тех же параметрах Ra и Rq, а также показывает, что преобладает в профиле - выступы или впадины. Не рекомендуется использовать при нормировании без указания других параметров;
Rku - островершинность (эксцесс). Параметр, учитывающий форму функции распределения амплитуды. Этот параметр, так же как и Rsk, сильно реагирует на выступы и впадины. Является измерителем остроты кривой плотности распределения;
2) шаговые параметры:
R¡m - средняя ширина элементов профиля. Этот параметр требует высотной и шаговой дискриминации. Если не оговариваются отдельно, то высотное ограничение элемента профиля должно быть 10 % от Rz, шаговое должно составлять 1 % от базовой длины;
3) гибридные параметры:
Rдq - среднеквадратический наклон оцениваемого профиля. Параметр зависит как от амплитуды, так и от шага, и поэтому называется гибридным. Характеризует адгезионные свойства поверхности, что важно при покраске и покрытиях. Кроме того, он характеризует концентрацию напряжений, устойчивость к износу и отражательные свойства поверхности. Чем больше значение Rдq, тем больше отражательная способность поверхности;
Rmr(c) - относительная опорная длина профиля. Это отношение опорной длины элементов профиля М1(с) на заданном уровне сечения к длине оценки;
М1(с) - сумма отрезков профиля, полученных пересечением профиля линией, параллельной средней
линии, на уровне (с). Параметр Rmr(c) определяется процентом относительной опорной длины на определенном уровне сечения профиля или несколькими уровнями сечения, которые задаются на равных интервалах в пределах Rt. Параметру Rt соответствует tp установленный ГОСТ 2789-73;
относительная опорная кривая профиля - графическое изображение зависимости значений относительной опорной длины профиля от уровня сечения. Кривая отображает форму профиля. Многие поверхности обрабатываются несколькими технологическими операциями. Последовательность операций удаляет выступы предыдущих операций, но глубокие впадины остаются нетронутыми. Такой процесс создает поверхность, высотное распределение которой будет иметь отрицательную асимметричность. Такие поверхности невозможно оценить только усредненными параметрами, такими как Ra;
Rgc - высотное разделение сечения профиля. Вертикальное расстояние между двумя уровнями сечений профиля данной относительной опорной кривой;
кривая распределения амплитуд профиля - функция плотности распределения ординаты в пределах длины оценки. Кривая распределения амплитуды является функцией вероятности того, что профиль поверхности имеет определенную высоту в определенном положении.
Параметры стандартов ИСО устанавливаются для трех профилей: полного профиля, профиля волнистости и профиля шероховатости. В данной статье рассмотрены только параметры профиля шероховатости.
Важно отметить, что в промышленно развитых странах отмечается тенденция постоянного ужесточения допусков на размер. Средняя доля допуска, приходящаяся на шероховатость, увеличилась с 15 % в 1940 году до 50 % в настоящее время. Поэтому очень важно понимать характеристики параметров шероховатости, установленные в международных ИСО и назначать в соответствии с требованиями к качеству поверхностного слоя и областью применения изделий.
Библиографические ссылки
1. ISO 4287:1997. Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры.
2. Табенкин А. Н., Тарасов С. Б., Степанов С. Н. Шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт / под ред. канд. техн. наук Н. А. Табачниковой. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2007. 136 с.
References
1. ISO 4287:1997. Geometricheskie harakteristiki izdelij (GPS). Struktura poverhnosti. Profil'nyj metod. Terminy, opredelenija i parametry struktury. [Geometrical product specifications (GPS). The structure of the surface. The profile method. Terms, definitions and parameters of the structure], 1997, 25 p.
2. Tabenkin A. N., Tarasov S. B., Stepanov S. N. Sherohovatost', volnistost', profil'. Mezhdunarodnyj opyt [Roughness, waviness profile. International experience]. St. Petersburg, Politehnicheskij un-t Publ. , 2007, 136 p.
© Захарова Н. В., 2015
