Способы нормирования шероховатости поверхности установлены в ГОСТ 2789 – 73 и распространяются на поверхности изделий, изготовленных из любых материалов и любыми методами, кроме ворсистых поверхностей. Требования к ворсистым поверхностям, которые получаются, например, при обработке древесины, войлока, фетра, должны устанавливаться в отдельных нормативно – технических документах.
Шероховатость поверхности оценивается по неровностям профиля, получаемого путём сечения реальной поверхности плоскостью (чаще всего в нормальном сечении). Для отделения шероховатости поверхности от других неровностей с относительно большими шагами (отклонения формы и волнистости) её рассматривают в пределах ограниченного участка, длина которого называется базовой длиной l.Базой для отсчёта является средняя линия профиля – линия, имеющая форму номинального профиля и проведённая так, что в пределах базовой длины среднее квадратическое отклонение измеряемого профиля до этой линии было минимальным.
Параметры, установленные в ГОСТ 2789 – 73 для количественной оценки и нормирования шероховатости поверхностей:
Вертикальные параметры:
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля;
Rz – высота неровностей профиля по десяти точкам;
Rmax – наибольшая высота профиля.
Горизонтальные параметры:
Sm -средний шаг неровностей профиля;
S –средний шаг местных выступов профиля;
tp –относительная опорная длина профиля.
1) Среднее арифметическое отклонение профиля Ra –это среднее арифметическое абсолютных значений отклонений профиля в пределах базовой длины.
Ra = 1/n ∑ ﺍyiﺍ,
где yi – расстояние от точек профиля до средней линии, измеренное по нормали к ней;
i = 1 до i = n.
2) Высота неровностей профиля по десяти точкам Rz –это сумма средних абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубин пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины.
Rz = ( ∑ │y pi│+ ∑ │y vi│) / 5,
где y pi –высота i – го наибольшего выступа профиля,
y vi –глубинаi – й наибольшей впадины профиля,
i = 1 до i =5,
y piи y vi определяются относительно средней линии.
3) Наибольшая высота неровностей профиля Rmax –это расстояние между линией выступов профиля и линией впадин профиля в пределах базовой длины.
Линия выступов профиля –это линия, эквидистантная средней линии, проходящая через высшую точку профиля в пределах базовой длины.
Линия впадин профиля –это линия, эквидистантная средней линии, проходящая через низшую точку профиля в пределах базовой длины.
4) Средний шаг неровностей профиля Sm –среднее арифметическое значение шага неровностей профиля в пределах базовой длины.
Sm = 1/n ∑ Smi ,
где Smi – шаг неровностей – отрезок средней линии, заключённый между точками пересечения смежных выступа и впадины профиля со средней линией,
i = 1 до i = n.
5) Средний шаг неровностей профиля по вершинам S –среднее арифметическое значение шага неровностей профиля по вершинам в пределах базовой длины.
S = 1/n ∑ Si ,
где Si – шаг неровностей по вершинам – длина отрезка средней линии, заключённого между проекциями на неё наивысших точек двух соседних местных выступов профиля.
6) Относительная опорная длина профиля tp – отношение суммы длин отрезков bi , отсекаемых в пределах базовой длины в материале детали линией, эквидистантной средней линии и расположенной на заданном расстоянии от линии выступов профиля (уровне сечения p),к базовой длине.
tp = (1/l ∑ bi) × 100% ,
где p – уровень сечения (выражается в % отRmax).
Требования к шероховатости поверхности устанавливаются указанием числового значения (предельного значения, соответствующего наиболее грубой допускаемой шероховатости, двух предельных значений, определяющих диапазон допускаемой шероховатости, или номинального значения параметра с предельными отклонениями от него) нормируемого параметра шероховатости (или нескольких параметров) и базовой длины. Числовые значения параметров шероховатости и базовых длин при нормировании должны выбираться по ГОСТ2789 – 73.
В ответственных случаях, когда это необходимо по условиям работы детали и соединения, конструктор должен устанавливать дополнительные требования к направлению неровностей обработки, под которым понимается условный рисунок, образованный нормальными проекциями наивысших и наинизших точек неровностей на среднюю поверхность. Типы направлений неровностей поверхности обозначаются соответствующими знаками.
Нормы шероховатости, указанные в чертеже, в общем случае относятся к любому направлению нормального сечения, в котором значение параметра шероховатости наибольшее. Если значение шероховатости должно производиться в одном определённом направлении, то его указывают на чертеже.
Поверхности, которые не подлежат обработке по данному чертежу и должны сохраняться в состоянии поставки заготовки (полуфабриката), обозначаются соответствующим знаком без числового выражения параметра шероховатости.
Для отдельных поверхностей, обрабатываемых по данному чертежу, ГОСТ2789-73 допускает не устанавливать требований к шероховатости, если она не оказывает влияние на функционирование поверхности и эксплуатационные показатели изделия.
Требования к шероховатости не распространяются на дефекты поверхности (царапины, раковины, забоины и т. п.). Дефекты поверхности, влияющие на работоспособность изделия или его внешний вид, следует регламентировать отдельно путём ограничения их размеров, количества на единицу поверхности, расположения на поверхности и т. п.