Шероховатость металла по видам обработки

Выпускники технических ВУЗов, устраиваясь работать по специальности, сталкиваются с понятием шероховатости поверхности изготавливаемых деталей. Например, делая металлический каркас. Возникает вопрос о том, что из себя представляет шероховатость поверхности по видам обработки?

Что такое шероховатость плоскости по видам обработки

При изготовлении необходимой детали, в соответствии с техническими чертежами и эскизами, применяются различные виды обработки. Исходную заготовку подвергают нагреву, сверлению, резке и другим технологическим операциям.

Каждый вид обработки изделия оставляет на ее плоскости определенный рисунок в виде небольшой шагрени, выемок, микроскопических трещин и царапин. Все эти последствия отображаются в виде шероховатости на обрабатываемой поверхности изделия.

Согласно виду технологического воздействия, возникает определенный класс шероховатости плоскости. Более подробно все виды и размеры этого явления представлены в ГОСТе 2789-73 «Шероховатость поверхности».

Стандарт содержит доскональную информацию с иллюстрациями шероховатостей. Некоторые виды технического воздействия оставляют на поверхности материала не заметные глазу изменения. Эти шероховатости изучают под микроскопом.

К основным показателям шагрени относятся:

• Высота обрабатываемой поверхности, измеряемая в 10-и точках;
• Среднее число отклонения плоскости;
• Средний шаг неровностей;
• Наивысшая точка плоскости после обработки;
• Опорная длина профиля.

Финишные шлифовальные работы по металлу и полировка изделия максимально выравнивает плоскость обработки, но внутренние изменения на молекулярном уровне в материале, оставляют определенные последствия в виде микроскопической шагрени.

Шероховатость при токарной обработке

Этот показатель отображается в виде совокупности малых шагов базовой длины обрабатываемой плоскости и ее неровностей. Современное токарное оборудование обеспечивает максимально возможное качество производства деталей. Шагрень при токарной обработке является величиной, которая просчитывается еще на стадии проектирования будущего изделия.

Во многих станках по умалчиванию устанавливаются требуемые допуски шагрени на плоскости, что сильно облегчает задачу персонала и увеличивает объемы производства. Основным фактором здесь является точные показатели шагрени для конкретного материала, из которого состоит будущая деталь.

Как измеряется шероховатость плоскости по видам обработки

Даже самые современные технологии работы с шагренью поверхности не могут обеспечить идеально гладкой поверхности. В связи с этим, всегда присутствуют определенные отклонения от заданного проектного чертежа детали. Они могут носить макро или микрогеометрический характер.

Принято выделять 3 основных разновидностей этого показателя:

• Исходная шагрень (возникает при контакте изделия с разными абразивными насадками);
• Эксплуатационная (проявляется в результате трения и естественного износа в процессе обработки);
• Равновесная (результат трения в условиях стационарной обработки).

Шагрень измеряется комплексно, либо поэлементно. Второй вариант является наиболее точным, но и намного более трудоемкий. На практике применяют следующие 3 основных измерительных метода:

• При помощи щупа. Верхний слой измеряют специализированным датчиком профилометром, оборудованным небольшой алмазной иголкой. На ее конце имеется чувствительная головка, которая предает прибору сигналы при мониторинге плоскости. Действие прибора напоминает эхолот.

Профилометры бывают: электронные, индуктивные и пьезоэлектрические. Более продвинутые приборы под названием профилографы способны фиксировать все полученные измерения для их дальнейшего изучения специалистами — технологами.

• Оптический метод. Представляет собой измерительный вариант шагрени бесконтактным методом, состоящий из нескольких вариантов проведения расчетов.

При помощи растра. На обработанную плоскость фиксируется пластина из тонкого стекла, покрытого специальным растром (напоминает сетку). Далее подаются световые лучи под определенным углом и линии растра совпадают с шагренью поверхности, повторяя ее рельеф.

При помощи тени. На изучаемый элемент кладется специализированная линейка, имеющая скошенное ребро. Именно по нему проходит подаваемый световой пучок. Возникающая при этом тень, досконально отображает рельеф плоскости детали, результаты которого в дальнейшем изучают под микроскопом.

• Микроинтерферентный метод. Измеряют плоскость благодаря искривляющимся полоскам, воспроизводимым прибором интерферометром. А его результаты в дальнейшем изучают под микроскопом и получают точную картину поверхности.

Шероховатость верхнего слоя влияет на дальнейшее применения получаемых деталей. От ее коэффициента зависит качество сварки таких элементов, окраски и других дальнейших операций.

Таблица шероховатости

Исходная шероховатость является следствием технологической обработки поверхности материала. Для широкого класса поверхностей горизонтальный шаг неровностей находится в пределах от 1 до 1000 мкм, а высота — от 0,01 до 10 мкм. В результате трения и изнашивания параметры исходной шероховатости, как правило, меняются, и образуется эксплуатационная шероховатость. Эксплуатационная шероховатость, воспроизводимая при стационарных условиях трения, называется равновесной шероховатостью.

Класс	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
В ячейках сверху указаны классы шероховатости для сопоставления с новым стандартом
Ra	100	50	25	12.5	6.3	3.2	1.6	0.8	0.4	0.2	0.1	0.08	0.025	0.01
Rz	400	200	100	50	25	12.5	6.3	3.2	1.6	0.8	0.4	0.2	0.1	0.05
Пескоструйная обработка	Rz400
Ковка в штампах	Rz400	Rz200	Rz100
Отпиливание	Rz400
Сверление			Rz100	Rz50	Rz25
Зенкерование черновое			Rz100	Rz50	Rz25
Зенкерование чистовое				Rz50	Rz25	3.2	1.6
Развертывание нормальное						3.2	1.6	0.8
Развертывание точное							1.6	0.8	0.4
Развертывание тонкое								0.8	0.4	0.2
Протягивание					Rz25	3.2	1.6	0.8	0.4
Точение черновое	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50
Точение чистовое			Rz100	Rz50	Rz25	3.2	1.6	0.8
Точение тонкое						3.2	1.6	0.8	0.4
Строгание предварительное	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50
Строгание чистовое			Rz100	Rz50	Rz25	3.2	1.6
Строгание тонкое							1.6	0.8
Фрезерование предварительное		Rz200	Rz100	Rz50	Rz25
Фрезерование чистовое					Rz25	3.2	1.6
Фрезерование тонкое						3.2	1.6	0.8
Шлифование предварительное					Rz25	3.2	1.6
Шлифование чистовое							1.6	0.8	0.4
Шлифование тонкое									0.4	0.2
Шлифование — отделка											0.1	0.08	Rz0.1	Rz0.05
Притирка грубая								0.8	0.4
Притирка средняя									0.4	0.2	0.1
Притирка тонкая											0.1	0.08	Rz0.1	Rz0.05
Хонингование нормальное							1.6	0.8	0.4	0.2
Хонингование зеркальное									0.4	0.2	0.1	0.08
Шабрение						3.2	1.6	0.8
Прокатка				Rz50	Rz25	3.2	1.6	0.8
Литье в кокиль	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50
Литье под давлением	Rz400	Rz200	Rz100	Rz50	Rz25	3.2
Литье прецизионное				Rz50	Rz25	3.2	1.6
Литье пластмасс, прецизионное					Rz25	3.2	1.6	0.8	0.4	0.2	0.1