Шероховатость назначают почти на каждую обработанную поверхность, но выбирают её часто по привычке: ставят то же значение, что было в похожем чертеже. Между тем разница между соседними значениями Ra меняет маршрут обработки и стоимость детали.
Что такое Ra
Ra - это среднее арифметическое отклонение профиля от средней линии на базовой длине, измеряется в микрометрах. Проще говоря, насколько в среднем неровная поверхность. Чем меньше число, тем глаже.
Параметр введён ГОСТ 2789-73, его копия есть у нас на сайте: ГОСТ 2789-73, шероховатость поверхности. Кроме Ra стандарт определяет Rz и другие параметры, но в машиностроительных чертежах по умолчанию используют именно Ra.
Что даёт каждая операция
Достижимая шероховатость определяется не желанием конструктора, а физикой процесса: геометрией инструмента, подачей и жёсткостью системы.
| Операция | Типичный диапазон Ra, мкм | Комментарий |
|---|---|---|
| Черновое точение и фрезерование | 6,3 - 12,5 | Снятие основного припуска |
| Чистовое точение | 1,6 - 3,2 | Базовое значение для большинства деталей |
| Чистовое фрезерование | 1,6 - 6,3 | Зависит от типа поверхности и инструмента |
| Тонкое точение | 0,8 - 1,6 | Малая подача, острый инструмент |
| Шлифование | 0,2 - 0,8 | Отдельная операция после термообработки |
| Полирование | менее 0,1 | Ручная или механизированная доводка |
Где проходит граница цены
Ra 3,2 получается за тот же проход, которым деталь выводится в размер. Дополнительного времени это не требует.
Ra 1,6 обычно достигается снижением подачи на чистовом проходе. Деталь обрабатывается дольше, но маршрут не меняется.
Ra 0,8 и ниже на большинстве материалов означает добавление отдельной операции: тонкого точения, шлифования или доводки. Это второй установ, другой инструмент, иногда другой станок. Именно здесь стоимость растёт скачком, а не плавно.
Как выбрать значение под задачу
- Свободные поверхности, которые ни с чем не контактируют: Ra 6,3 или вообще без указания.
- Поверхности под неподвижную посадку, фланцы, привалочные плоскости: Ra 3,2.
- Посадочные места подшипников, направляющие скольжения: Ra 1,6, иногда 0,8.
- Уплотнительные поверхности под резиновое кольцо или манжету: Ra 0,8 и ниже, иначе уплотнение изнашивается быстрее.
- Поверхности под покрытие: шероховатость назначается с учётом того, что покрытие частично повторит рельеф основы.
Материал меняет картину
Одинаковое значение Ra на разных материалах достигается по-разному. Вязкие материалы вроде нержавеющей стали и алюминия склонны к налипанию на инструмент, и получить гладкую поверхность сложнее, чем на конструкционной стали. Пластики дают хорошую поверхность легко, но их нельзя перегревать: при высокой скорости резания поверхность оплавляется вместо того, чтобы обрабатываться.
Подробнее о работе с конкретными материалами в разделах токарной обработки нержавеющей стали и фрезеровки пластиков и полимеров.
Частая ошибка
Ra 0,8 на всех поверхностях детали. Это удваивает стоимость и почти никогда не нужно: из десятка поверхностей действительно гладкими должны быть одна или две. Остальные достаточно оставить на Ra 3,2.
Если не уверены, какое значение поставить, опишите, как поверхность работает: скользит, уплотняет, прилегает или просто существует. От ответа зависит и Ra, и цена.