Пояснення якості поверхні: Ra, Rz і розумне задання якості

Що таке Ra насправді

Ra — це середнє арифметичне абсолютних відхилень профілю поверхні від його середньої лінії, виміряне на визначеній базовій довжині (за практикою ISO 4287 / ASME B46.1). Це середня висота: вона описує величину шорсткості, але нічого не каже про те, чи є поверхня гострою, хвилястою, пористою чи гладко-плато подібною — дві поверхні з ідентичним Ra можуть ущільнювати, ковзати та втомлюватися дуже по-різному.

Rz — це міра від піку до западини (середнє найбільших висот від піку до западини на кількох базових довжинах). Rz реагує на ізольовану глибоку подряпину або високий пік, який Ra усереднює, саме тому ущільнювальні поверхні та деталі, критичні до втоми, часто задаються з обома Ra і Rz (або максимумом Rz). Лише як грубий орієнтир, Rz зазвичай у кілька разів перевищує значення Ra на тій самій поверхні — співвідношення широко варіюється залежно від процесу і не є перетворенням.

Одиниці: мікрометри (µm) у метричній практиці; мікродюйми (µin) у практиці США — 1 µm ≈ 40 µin. Плутанина між ними на кресленні завищує або занижує якість у 40 разів.

Що забезпечують поширені процеси

Типові досяжні діапазони (добре налагоджене обладнання; окремі цехи варіюються):

Процес	Типовий Ra (µm)
Різання полум'ям / пиляння	12.5–50
Фрезерування / точіння (чорнова обробка)	3.2–12.5
Фрезерування / точіння (чистова обробка)	0.8–3.2
Шліфування (плоске/кругле)	0.2–1.6
Хонінгування	0.1–0.8
Притирання / суперфінішування	0.025–0.2
Полірування (декоративне)	0.05–0.4 досяжно, залежно від марки

Зауважте, що поверхні сталі в стані поставки мають власні значення: гарячекатаний лист набагато шорсткіший за ці показники механічної обробки, а холоднокатаний лист зазвичай перебуває приблизно при Ra 0.8–1.6 µm від заводу.

Розумне задання

• Дрібніша якість коштує грошей нелінійно. Перехід від Ra 3.2 до 0.8 до 0.2 µm додає процеси (шліфування, потім хонінгування або притирання), кожен із власним налаштуванням. Задавайте найгрубішу якість, яку дозволяє функція.
• Узгоджуйте позначення з функцією: поверхні ковзання та ущільнення, втомно-критичні галтелі та посадкові місця під підшипники виправдовують дрібну якість і, можливо, обмеження Rz; поверхні із зазором і підготовки під зварювання — ні.
• Вказуйте напрямок, де це важливо — напрямок штрихів (напрямок малюнка поверхні) впливає на ущільнення та тертя; креслення використовують стандартні символи напрямку штрихів, коли це так.
• Поширеною помилкою є загальна примітка «Ra 0.8 всюди», успадкована з іншого креслення: вона непомітно перетворює кожну поверхню на операцію шліфування. Обмежуйте дрібну якість поверхнями, які її потребують.
• Для нержавіючої сталі та корозійної експлуатації пам'ятайте, що шорсткість також є змінною корозії: гладкіші, належно пасивовані поверхні краще чинять опір ініціюванню точкової корозії, а шорсткіші якості утримують забруднювачі — функціональна, а не косметична причина для обробки ділянок, прилеглих до зварних швів.