У техніці шорсткість поверхні характеризує відхилення профілю від ідеальної форми. Для контролю якості поверхонь використовують нормовані параметри, серед яких найпоширеніші Ra і Rz.
Параметр Ra (середнє арифметичне відхилення профілю)
Визначення:
Ra – це середнє арифметичне абсолютних відхилень профілю поверхні від середньої лінії на контрольному відрізку довжини L.
Формула:
Ra = (1 / L) * ∫[0..L] |y(x)| dx
де:
y(x)— відхилення профілю у точці x від середньої лініїL— довжина вимірюваного відрізка
Одиниці: мікрометри (мкм) або нанометри (нм)
Призначення: Загальний показник шорсткості для порівняння обробки поверхні.
Параметр Rz (середня висота найбільших нерівностей)
Визначення:
Rz – середнє арифметичне суми висот п’яти найбільших піків та глибин п’яти найбільших впадин на довжині контрольного відрізка.
Формула:
Rz = (1 / 5) * Σ[i=1..5] (Zp_i + Zv_i)
де:
Zp_i— висота i-го піку профілюZv_i— глибина i-ї впадини
Одиниці: мкм
Особливість: Чутливий до окремих великих нерівностей поверхні, більше відображає локальні дефекти.
Класифікація шорсткості
| Клас шорсткості | Ra, мкм | Rz, мкм | Типова обробка |
|---|---|---|---|
| N1 | 0,025 | 0,2 | Тонке шліфування, полірування |
| N2 | 0,05 | 0,4 | Тонке шліфування |
| N3 | 0,1 | 0,8 | Шліфування, доведення |
| N4 | 0,2 | 1,6 | Точне оброблення, шліфування крупного зерна |
| N5 | 0,4 | 3,2 | Токарне оброблення, фрезерування |
| N6 | 0,8 | 6,3 | Грубошліфування, чорнова обробка |
| N7 | 1,6 | 12,5 | Лите, обробка стружкою (грубий стан) |
| Клас шорсткості | Базова довжина l, мм | Ra предпочт., Мкм | Ra допустимі, мкм | Rz, мкм |
| 1 | 8,0 | 50 | 80; 63; 40 | 320; 250; 200; 160 |
| 2 | 8,0 | 25 | 40; 32; 20 | 160; 125; 100; 80 |
| 3 | 8,0 | 12,5 | 20; 16,0; 10,0 | 80; 63; 50; 40 |
| 4 | 2,5 | 6,3 | 10,0; 8,0; 5,0 | 40; 32; 25; 20 |
| 5 | 2,5 | 3,2 | 5,0; 4,0; 2,5 | 20; 16; 12,5; 10,0 |
| 6 | 0,8 | 1,6 | 2,5; 2,0; 1,25 | 10,0; 8,0; 6,3 |
| 7 | 0,8 | 0,80 | 1,25; 1,00; 0,63 | 6,3; 5,0, 4,0; 3,2 |
| 8 | 0,8 | 0,40 | 0,63; 0,50; 0,32 | 3,2; 2,5; 2,0; 1,60 |
| 9 | 0,25 | 0,20 | 0,32; 0,25; 0,160 | 1,60; 1,25; 1,00; 0,80 |
| 10 | 0,25 | 0,10 | 0,160; 0,125; 0,080 | 0,80; 0,63; 0,50; 0,40 |
| 11 | 0,25 | 0,050 | 0,080; 0,063; 0,040 | 0,40; 0,32; 0,25; 0,20 |
| 12 | 0,25 | 0,025 | 0,040; 0,032; 0,020 | 0,20; 0,16; 0,125; 0,100 |
| 13 | 0,08 | 0,012 | 0,020; 0,016; 0,010 | 0,100; 0,080; 0,063; 0,050 |
| 14 | 0,08 | 0,012 | 0,010; 0,008 | 0,050; 0,040; 0,032 |
Примітка: співвідношення Rz ≈ 4–7·Ra, залежно від типу обробки.
- Ra — середнє відхилення профілю, дає загальне уявлення про шорсткість.
- Rz — оцінює локальні нерівності, більш чутливий до великих дефектів.
- Для точного контролю поверхонь застосовують обидва параметри.