CC BY
47Технология и ме%атронщ& в машиностроении
УДК 621.9.015
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ, УСТАНОВЛЕННЫХ В ГОСТ Р ИСО 4287-2014
А. В. Курочкина, Н. В. Захарова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: roxy121293@gmail.com
Представлены рекомендации по выбору и применению параметров структуры поверхности, установленные международным стандартом ИСО 4287-2014.
Ключевые слова: шероховатость, волнистость, параметры структуры поверхности.
RECOMMENDATIONS FOR USING SURFACE STRUCTURE PARAMETER SET BY GOST R ISO 4287-2014
A. V. Kurochkina, N. V. Zakharova
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: roxy121293@gmail.com
The article presents recommendations on selecting and applying the structure surface parameter set by the international standard ISO 4287-2014.
Keywords: roughness, waviness, surface structure parameters.
Для опережающего развития машиностроения необходимо постоянно повышать качество изготавливаемых изделий. Применение параметров структуры поверхности, установленных международным стандартам ИСО 4287-2014, послужит мощным инструментом повышения качества производимых деталей и эффективности бизнеса. Стандарт устанавливает термины, определения и параметры для оценки структуры поверхности, а именно: шероховатости, волнистости и исходного профиля.
Важнейшей задачей инженеров при разработке новых изделий является установка связи между конкретными параметрами структуры поверхности и главными эксплуатационными характеристиками детали [1].
Шероховатость и волнистость влияют на герметичность соединения, коррозионную стойкость, усталостную прочность и другие качественные показатели изделия [2]. Поэтому выбор параметров должен осуществляться исходя из функционального назначения изделия. Для того чтобы в достаточной мере охарактеризовать поверхность, необходимо выбрать от 3 до 6 параметров профиля поверхности [3]. Среди них обязательно должны быть минимум по одному параметру каждого типа (амплитудный, шаговый, гибридный).
В ходе проведения литературного обзора и испытаний с помощью портативного измерителя шероховатости TR220 можно сформулировать следующие рекомендации по назначению параметров структуры поверхности:
1. Максимальная высота пика профиля Рр, Rp, Жр - выражает значение наибольшей высоты на базо-
вой длине. Параметр не является показательным или стабильным, значения меняются от образца к образцу, его относят к экстремальным. Рекомендуется использовать на производстве для выявления заусенец на поверхности [4].
2. Наибольшая глубина впадины профиля Ру, Rv, Жу - выражает значение глубочайшей впадины на базовой длине поверхности. Рекомендуется использовать для выявления глубоких трещин, так как они являются концентраторами напряжения и могут стать причиной преждевременной поломки изделия.
3. Максимальная высота профиля Рг, Rz, Жг - выражает сумму наибольшей глубины впадины и наибольшей высоты пика профиля на базовой длине. Применяется для контроля высоты профиля, выявления случайных дефектов (трещины, заусенцы). Нормируют в тех случаях, когда по функциональным требованиям необходимо ограничить полную высоту неровностей профиля.
4. Средняя высота элементов профиля Рс, Rc, Же -среднее значение высоты элементов профиля в пределах базовой длины. Применяется для получения общей информации о величине неровностей профиля. Можно использовать для дальнейшего расчёта процентного соотношения отдельных выступов и впадин к данному параметру с целью установления величины отклонения от средней высоты или наличия дефекта.
5. Общая высота профиля Pt, Rt, Wt - выражает сумму наибольшей глубины впадины и наибольшей высоты пика профиля в пределах длины оценки. Применение: контроль высоты профиля, выявление
Решетневс^ие чтения. 201б
случайных дефектов (трещины, заусенцы) на всей длине оценки.
6. Арифметическое среднее отклонение оцениваемого профиля Pa, Ra, Wa - среднеарифметическое абсолютных значений ординат в пределах базовой длины. Рекомендуется использовать для описания и характеристики поверхностей, имеющих случайный характер профиля, например, полученные доводкой или шлифованием. Также может применяться для любых других поверхностей с целью контроля стабильности технологического процесса.
7. Среднее квадратическое отклонение профиля Pq, Rq, Wq - среднеквадратическое значение ординат в пределах базовой длины. Рекомендуется использовать для описания и характеристики поверхностей, имеющих случайный характер профиля, для описания чистых поверхностей, например, оптических линз;
8. Асимметрия оцениваемого профиля Psk, Rsk, Wsk - отклонение среднего кубического значения ординаты и куба Rq в пределах базовой длины. Рекомендуется использовать для обнаружения асимметричных поверхностей, выявления, что в профиле преобладает больше - выступы или впадины. Применим к поверхностям, которые были подвергнуты плосковершинному хонингованию, чугунным и пористым поверхностям, если для изделия важны опорные свойства.
9. Эксцесс оцениваемого профиля Pqu, Rqu, Wqu -островершинность оцениваемого профиля. Используется как исследовательский параметр. Показывает остроту кривой плоскости распределения.
10. Средняя ширина элементов профиля Psm, Rsm, Wsm - среднее значение ширины элемента профиля в пределах базовой длины. Используется как параметр контроля для изделий, подверженных вибрационным нагрузкам, и контроля прочности конструкции при циклических нагрузках.
11. Среднеквадратичный угол наклона оцениваемого профиля PAq, RAq, WAq - среднеквадратическое значение наклонов профиля в пределах базовой длины. Нормируется как параметр контроля изделий, важным эксплуатационным свойствами которых является адгезия: детали, нуждающиеся в покраске, отражательные свойства поверхности, устойчивость к износу. Параметр применим ко всем поверхностям, так как характеризует концентрацию напряжений поверхности.
12. Коэффициент смятия профиля Pmr(c), Rmr(c), Wmr(c) - отношение опорной длины элементов профиля на заданном уровне сечения к длине оценки. Параметр содержит наибольшую информацию о высотных свойствах профиля (комплексно характеризует высоту и форму неровностей профиля) и позволяет судить о фактической площади контакта при контактировании поверхностей на заданном уровне сечения. Применяется для контроля жёсткости соединений и для контроля герметичности соединений.
13. Различие высоты среза профиля Pac, Roc, Wae - вертикальное расстояние между двумя уровнями сечения профиля данной относительной опорной кривой. Рекомендуется использовать в целях исследования будущего состояния поверхности, оценки жёст-
кости и герметичности соединений после эксплуатации.
14. Относительный коэффициент смятия Pmr, Rmr, Wmr - отношение части профиля, занятой материалом определенное на заданном уровне сечения, относительно исходного уровня. Рекомендуется использовать как исследовательский параметр, чтобы исключить отдельные выступы и пики поверхности из рассмотрения, так как они будут сняты при первом же контакте соединения и не влияют на эксплуатационные свойства поверхности.
Важно отметить, что в промышленно развитых странах отмечается тенденция постоянного ужесточения допусков на размер. Средняя доля допуска, приходящаяся на шероховатость и волнистость, увеличилась с 15 % в 1940 году до 50 % в настоящее время. Поэтому очень важно понимать характеристики параметров структуры поверхности, установленные в международных ИСО, и назначать их в соответствии с требованиями к качеству поверхностного слоя и областью применения изделий [4].
Библиографические ссылки
1. 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.
2. Взаимозаменяемость и нормирование точности : практикум / Н. В. Захарова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. 146 с.
3. ГОСТ Р ИСО 4287-2014. Геометрические характеристики изделий (GPS). Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры поверхности.
4. Захарова Н. В. Характеристика параметров шероховатости поверхности, установленных в международных стандартах ИСО // Решетневские чтения : материалы XIX Междунар. науч. конф. (10-14 ноября 2015, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2015. С. 458-460.
References
1. Tabenkin A. N. Tarasov S. B., Stepanov S. N. Roughness, waviness profile. International experience / Ed. cand. tehn. sciences N. A. Tabachnikova. SPb. : Publishing house Poeitehn. University Press, 2007. 136 p.
2. Interchangeability and standardization precision : workshop / N. V. Zakharova ; Sib. state aerospace. Univ. Krasnoyarsk, 2016. 146 p.
3. GOST R ISO 4287-2014. Geometrical product specifications (GPS). The structure of the surface. The profile method. Terms, definitions and parameters of the surface structure.
4. Zakharova N. V. [The characteristic of parameters of surface roughness in accordance with the requirements of ISO standards] // Materialy XV Mezhdunar. nauch. konf. "Reshetnevskie chteniya" [Materials XV Intern. Scientific. Conf "Reshetnev reading"]. Krasnoyarsk, 2015. P. 458-460.
© Курочкина А. В., Захарова Н. В., 2016
