Алюмлит | Шероховатость поверхности
Шероховатость поверхности
По ГОСТ 2789-73 шероховатость — совокупность микронеровностей поверхности с относительно малыми шагами (обычно от 1 до 1000 мкм), выделенная с помощью базовой длины.
Если по-простому, любая обработанная поверхность не является идеально гладкой. Она состоит из микровыступов и микровпадин, профиль которых и характеризуется параметрами шероховатости.
Измеряется в микрометрах (мкм). 1 мкм = 0,001 мм = 0,000001 м.
Шероховатость поверхности — важный показатель качества отливок из алюминия. Он влияет на эксплуатационные характеристики изделий:
- износостойкость (повышенная шероховатость увеличивает коэффициент трения и ускоряет износ);
- усталостную прочность (микронеровности служат концентраторами напряжений и очагами усталостных трещин);
- коррозионную стойкость (во впадинах могут задерживаться агрессивные среды);
- герметичность соединений (особенно важно для уплотнительных поверхностей);
- прочность посадок (для неподвижных соединений);
- оптические свойства (критично для отражающих элементов и декоративных покрытий);
- адгезию покрытий (шероховатость может улучшать сцепление с наносимыми материалами).
Параметры шероховатости
Для нормирования шероховатости используют несколько параметров (в мкм), установленных стандартами (ГОСТ 2.309-73, ISO 4287, ISO 21920).
1. Ra — среднее арифметическое отклонение профиля
- вычисляется как среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля от средней линии в пределах базовой длины;
- наиболее распространённый параметр (используется примерно в 90 % чертежей);
- диапазон: от 80 мкм (грубая обработка) до 0,008 мкм (полировка).
2. Rz — высота неровностей по десяти точкам
- определяется как сумма средних абсолютных высот пяти наибольших выступов и глубин пяти наибольших впадин в пределах базовой длины;
- применяется для грубых поверхностей (Ra > 12,5 мкм) и особо чистых (Ra < 0,1 мкм).
3. Rmax — наибольшая высота профиля
- расстояние между линией выступов и линией впадин в пределах базовой длины;
- учитывает единичный максимальный дефект;
- назначается для ответственных уплотнительных и контактных поверхностей.
4. Sm — средний шаг неровностей
- среднее арифметическое значение шага неровностей профиля;
- характеризует «частоту» неровностей;
- важен для оценки износостойкости и маслоёмкости.
5. l — базовая длина
Длина участка профиля, на котором производится измерение.
В ГОСТ 2789-73 также установлена система 14 классов чистоты поверхности: от 1-го (грубейший, Ra 50 мкм) до 14-го (зеркальный, Ra 0,01 мкм).
Таблица классов удобна как справочный ориентир, но при назначении требований в современной документации следует опираться прежде всего на конкретные параметры шероховатости и условия их контроля.
Ra — основной параметр в машиностроении, используется примерно в 90% чертежей, Rz же чаще используется при литье. Удобно пользоваться таблицей перевода Rz в Ra и обратно.
Таблица соответствия Rz и Ra
| Rz, мкм | Ra, мкм | Класс | Обработка | Применение |
|---|---|---|---|---|
| 1,6 | 0,32–0,4 | 9–10 | Тонкое шлифование, хонингование | Прецизионные пары |
| 3,2 | 0,63–0,8 | 8 | Шлифование | Подшипниковые посадки |
| 6,3 | 1,25–1,6 | 7 | Чистовое точение | Посадки H7/h6 |
| 10 | 2–2,5 | 6 | Чистовая обработка | Рабочие поверхности |
| 20 | 4–5 | 5 | Получистовая обработка, литьё под давлением | Нерабочие поверхности |
| 40 | 8–10 | 4–5 | Получистовая/черновая, литьё в кокиль | Подготовка под чистовую |
| 80 | 16–20 | 3–4 | Черновая обработка, литьё в ХТС | Заготовки, припуски |
| 160 | 32–40 | 2–3 | Грубое литьё, поковка | Необработанные отливки |
| 320 | 50–80 | 1–2 | Свободная ковка | Необработанные заготовки |
Шероховатость алюминиевых отливок
На литейном заводе «Алюмлит» типовая шероховатость для литья ХТС определяется на уровне Rz80. Чем более технологична отливка (равномерная толщина, отсутствие острых углов и резких переходов), тем более чистой будет поверхность.
Литьём в кокиль типовую шероховатость можно снизить до Rz40, а литьём под давлением — до Rz20. Впоследствии с помощью механической обработки на станке с ЧПУ обеспечивается шероховатость до Rz 6,3 (Ra 1,6).
Стоимость
Стоимость изготовления алюминиевых отливок напрямую зависит от требуемой шероховатости поверхности. Снижение Rz на порядок (например, с Rz120 до Rz10) может увеличить себестоимость в 2–5 раз.
Оптимальный подход — выбирать метод литья, максимально соответствующий требованиям к шероховатости, и применять финишную обработку только там, где это действительно необходимо.
Шероховатость до Rz40 обеспечивает получение поверхностей с минимальными припусками на механическую обработку, что позволяет снизить количество дорогостоящих операций на станке с ЧПУ.
Контроль шероховатости отливок
Для контроля параметра шероховатости поверхности алюминиевых отливок применяют:
- Визуальное сравнение с образцами-эталонами — набором аттестованных металлических пластин с поверхностями, обработанными различными методами и имеющими известную шероховатость Ra. Сравнение проводится визуально и тактильно.
- Профилометры — приборы, измеряющие микронеровности контактным методом. Датчик преобразует вертикальные перемещения алмазного щупа в электрический сигнал. Микропроцессор вычисляет Ra, Rz, Rmax и другие параметры шероховатости.
- Оптические приборы (микроинтерферометры, микроскопы) — бесконтактный метод измерения.
Обозначение шероховатости на чертежах
Действующий стандарт — ГОСТ 2.309-73 «ЕСКД. Обозначения шероховатости поверхностей» (с изменениями).
Обозначение шероховатости состоит из нескольких элементов:
- Знак шероховатости — графический символ, который указывает на способ обработки поверхности.
- Параметр шероховатости — числовое значение, которое указывается после знака. Например: Ra 0,4; Rz 50; Rmax 6,3.
- Дополнительные указания (при необходимости): «min», диапазон значений, предельные отклонения.
Заключение
Мы подберём оптимальное комплексное решение с учётом необходимой шероховатости детали.
Обращайтесь по телефону +7 (495) 789-01-90 и пишите на почту zakaz@alumlit.ru.
Будем рады помочь!
