CC BY
55
УДК 338.246
АНАЛИЗ ПРАКТИКИ ПРОФИЛЬНОЙ И ТРЕХМЕРНОЙ ОЦЕНКИ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ
П. А. Колесов Научный руководитель - С. С. Ивасев
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: Okabe1rintaro@gmail.com
В статье анализируется российский и международный опыт нормирования шероховатости поверхности, закрепленный в российских (ГОСТ 2789) и международных стандартах (ISO 4287) на профильную и трехмерную (ISO 25178) оценку поверхности.
Ключевые слова: поверхность, шероховатость, профильный метод, трехмерная оценка шероховатости поверхности.
ANALYSIS OF THE PRACTICE PROFILE AND THREE-DIMENSIONAL EVALUATION OF SURFACE ROUGHNESS
P. A. Kolesov Scientific supervisor - S. S. Ivasev
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: Okabe1rintaro@gmail.com
The article analyzes Russian and international experience of rationing surface roughness, enshrined in the Russian (GOST 2789) and international standards (ISO 4287) the profile and three-dimensional (ISO 25178) evaluation of the surface.
Key words: surface roughness, profile method, three - dimensional evaluation of surface roughness.
Качество изделий в машиностроении во многом определяется допусками микрогеометрии сопрягаемых и свободных поверхностей. Сложившаяся на сегодня система стандартов от российского ГОСТ 2789 и международных ИСО 4287 и ИСО 25178 существенно отличаются тем, что в Российской системе предпочтительным является среднее арифметическое отклонение профиля, а в международной практике принято проводить профильную или трехмерную оценку поверхности.
В работах [1, 2, 3] рассмотрена и обоснована связь между шероховатостью поверхности и ее функциональными свойствами.
В мире все большее распространение получают стандарты Международной организации по стандартизации (ISO) и разработанные на базе их региональные (EN) и национальные стандарты.
В последние десятилетия активно ведутся исследования по разработке национальных стандартов, эталонов и средств измерения шероховатости поверхности на основе ее трехмерного анализа [4]. Это связано с тем, что профильные измерения поверхности и осуществляемая на их основе оценка поверхности носит ограниченный характер. Например, можно рассмотреть наиболее распространенный параметр - Ra. На рисунке 1 представлены профили двух поверхностей, имеющих одинаковое значение Ra. Как видно из рисунка функциональные свойства таких поверхностей просто не могут быть одинаковыми. В случае с измерением и способом описания
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2
профиля поверхности так же не всегда можно однозначно определить истинную природу элемента рельефа и, следовательно, его влияние на функциональность поверхности.
Рис. 1. Профили двух зеркально противоположных поверхностей
Установлено что существует фундаментальное различие между параметрами описания профиля и параметрами описания трехмерной структуры поверхности [5] «Наибольшее различие между методами описания профиля и методами описания трехмерной текстуры поверхности состоит в используемых способах фильтрации. Профиль, полученный из SL- или SF-поверхности, математически неравен профилю, анализируемому при помощи методов, изложенных в стандартах по описанию профиля поверхности. В последнем случае используется фильтрация профиля (ортогонального направлению неровностей поверхности), а в первом трехмерная фильтрация. Два таких типа фильтрации могут дать абсолютно разные результаты даже при использовании фильтров одинакового типа (например, гауссовских) с одинаковой отсечкой (или индексом вложения).
Так же следует отметить, что согласно текущим планам ISO [5], стандарты описания профиля поверхности станут подразделом стандартов описания трехмерной текстуры поверхности, хотя содержание стандартов и не претерпит существенных изменений.
В России на сегодня действует следующая система стандартов на шероховатость поверхности, фактически унаследованная от СССР.
Основополагающим стандартом является ГОСТ 2789-73. В нем определено, какие параметры шероховатости поверхности должны применяться в нашей стране при установлении требований в технической документации на чертежах и при контроле шероховатости поверхности.
С развитием техники и технологии появляется необходимость более полной и разносторонней оценки и описания микрогеометрии поверхности. Шесть показателей качества нормируемые ГОСТ 2789-73 уже не могут описать всю микрогеометрию поверхности и, следовательно, её функциональные свойства (российский стандарт не пересматривался 40 лет).
Следовательно, в отечественной науке существует необходимость в том, чтобы пересмотреть ранее принятые профильные параметры оценки, регламентировать новые показатели, описывающие микрогеометрию. В качестве основы можно взять опыт зарубежных государств.
Второй проблемой российской системы стандартов на шероховатость является отсутствие стандартов, регламентирующих трехмерную оценку топографии поверхности.
Руководители машиностроительных предприятий сейчас готовы работать на конкурентных рынках, но у них устаревшее оборудование, нехватка специалистов, а главное, не хватает информации. Большинство того, что осталось в стране в машиностроении с советских времен или износилось, или не отвечает современным требованиям (технически и морально устарело) и требует модернизации. Аналогичная ситуация сложилась с нормированием шероховатости поверхности.
Поэтому для скорейшего освоения российскими специалистами международного опыта нормирования поверхности и формирования у них современного представления о шероховатости поверхности необходимо:
- разработать на национальном уровне стандарты аутентичные международным стандартам на профильную оценку поверхности (ISO 4287, ISO 4288, ISO 1302, ISO 11562, ISO 12085, ISO 13565 и др.);
- разработать на национальном уровне стандарт аутентичный международному стандарту на топографическую (3D) оценку поверхности (ISO 25178).
Библиографические ссылки
1. Табенкин А. Н. Шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт / А.Н. Та-бенкин, С. Б. Тарасов, С. Н. Степанов; под ред. канд. техн. наук Н. А. Табачниковой, - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 136 с.
2. Хусу А. П. Шероховатость поверхностей (теоретико-вероятностный подход) / А. П. Ху-су, Ю. Р. Витенберг, В. А. Пальмов; под общей редакцией А. А.Первозванского; Глав. ред. физмат. литературы - М.: Наука, 1975. - 344 с.
3. Порошин, В.В. Основы комплексного контроля топографии поверхности деталей: Монография / В. В. Порошин - М.: Машиностроение-1, 2007. - 196 с.
4. ISO 25178 Технические требования к геометрическим параметрам продукции (GPS). Структура поверхности. Википедия, материалы бесплатной энциклопедии [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://en.wikipedia.org/wiki/ISO_25178 - 23.11.2013.
5. Лич, Р. Инженерные основы измерений нанометрической точности: Учебное издание/ Р. Лич - Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2012. - 400 с.
© Колесов П. А., 2017
