Шероховатость на чертеже: обозначение, Ra и Rz

Шероховатость на чертеже обозначают знаком-«птичкой» с числом рядом: запись Ra 6,3 читается как «среднее арифметическое отклонение профиля не более 6,3 микрометра». Знаков всего три, и различаются они одной деталью: пустая «птичка» — способ обработки конструктор не задаёт, «птичка» с горизонтальной полочкой-перекладиной — поверхность обязательно получают удалением слоя материала (точение, шлифование), «птичка» с кружком — наоборот, без удаления слоя (литьё, штамповка, прокат). Правила задаёт ГОСТ 2.309-73, сами параметры Ra и Rz — ГОСТ 2789-73. Ниже: устройство знака и его размеры, когда брать Ra, а когда Rz, таблицы типовых значений по видам обработки и перевода старых классов чистоты, простановка на контуре и выносках, знак неуказанной шероховатости в правом верхнем углу и ошибки, из-за которых лист возвращают с нормоконтроля.

Логика выбора между ними такая. Знак без перекладины ставят по умолчанию: технолог сам решит, точить деталь или шлифовать, лишь бы вышло Ra 6,3. Знак с перекладиной — это уже требование снять металл, и назначать его нужно осознанно. Знак с кружком читается технологом как запрет: обрабатывать эту поверхность нельзя, она должна остаться такой, какой пришла из литейного цеха или с проката. У этого знака есть отдельный законный случай без всякого числа: поверхности детали из сортового материала (полосы, круга, трубы), которые по данному чертежу дополнительно не обрабатываются, помечают именно им — без указания параметра.

Знак шероховатости: размеры и что где пишут

Габариты знака стандарт привязывает не к абсолютным миллиметрам, а к тому, каким шрифтом набран сам чертёж:

• Высота h (малая сторона знака) равна высоте цифр размерных чисел на чертеже. Набрали размеры шрифтом 3,5 — значит h = 3,5 мм.
• Высота H (длинная сторона) — от 1,5h до 5h. Практический ориентир: около 3h, иначе полка не помещается под текст.
• Толщина линий знака — примерно половина толщины сплошной основной линии листа.
• Знак, у которого не указаны ни параметр, ни вид обработки, изображают вообще без полки. Полка появляется только тогда, когда над ней есть что писать.
• Полное обозначение имеет четыре места под текст: значение параметра (под полкой), вид обработки (над полкой), базовая длина и условное обозначение направления неровностей (справа от знака). На учебном чертеже заполнено, как правило, одно — параметр.

Отдельно про вид обработки — здесь студенты регулярно перевыполняют задание. Стандарт разрешает писать над полкой «Полировать», «Развернуть», «Азотировать» только тогда, когда этот способ единственно возможный для получения нужного качества. Приписка «Точить» к Ra 6,3 не добавляет информации, зато связывает руки технологу и на нормоконтроле воспринимается как ошибка. Второе правило, о котором забывают: знаки на изображении разворачивают так, чтобы обозначение читалось со стороны основной надписи, то есть снизу или справа листа. Знак, повёрнутый «вверх ногами» на левой стороне детали, придётся перестраивать. Как устроен сам штамп и с какой стороны на лист смотрят при чтении, разобрано в статье основная надпись чертежа.

Ra или Rz: чем параметры отличаются и что выбрать

Ra и Rz описывают одну и ту же неровность двумя разными способами. Ra — среднее арифметическое отклонений профиля от средней линии на базовой длине: усреднение по всему участку, поэтому параметр устойчив и хорошо ловится профилометром. Rz — высота неровностей по десяти точкам: сумма пяти наибольших выступов и пяти наибольших впадин, делённая на пять. Rz реагирует на единичные пики, которые Ra сглаживает.

Правило простое: по умолчанию ставят Ra — ГОСТ 2789-73 называет его предпочтительным. Rz берут в двух крайностях, где Ra измерить трудно: на грубых литых и кованых поверхностях и на зеркально доведённых, где игла профилометра уже не даёт достоверного среднего. Значения выбирают не с потолка, а из ряда: 100; 50; 25; 12,5; 6,3; 3,2; 1,6; 0,8; 0,4; 0,2; 0,1; 0,05; 0,025; 0,012 мкм. Записанная на чертеже «Ra 5» вместо «Ra 6,3» — формально вне ряда, и это первое, что отмечает преподаватель.

Важная деталь про версию стандарта. После изменения № 3 к ГОСТ 2.309-73 (действует с 2005 года) буквенное обозначение параметра пишут обязательно: Ra 6,3, Rz 40. До этого числовое значение Ra указывали голым числом, без букв, — знак с одинокой «2,5» и есть старый формат. Если в методичке кафедры или в скачанном образце вы видите знак без букв, это чертёж по старой редакции; повторять его не нужно, но и переубеждать преподавателя, который ссылается на свою методичку, бесполезно — методичка в таких мелочах главнее.

Какое значение назначать: таблица по видам обработки

Чаще всего вопрос звучит так: «а какую цифру писать?». Отвечать на него нужно с конца — от способа изготовления поверхности. Каждый метод даёт свой достижимый диапазон, и назначить Ra 0,4 там, где деталь только точат, значит потребовать шлифовки, о которой в чертеже ни слова.

Второй ориентир — точность размера. Шероховатость и квалитет связаны: невозможно выдержать посадку по 6-му квалитету на поверхности с Ra 12,5, потому что высота неровностей съест весь допуск. Рабочее правило для учебного чертежа: свободные, ни с чем не сопрягаемые поверхности — Ra 12,5 или 6,3; поверхности, входящие в посадку, — Ra 3,2 или 1,6; шейки под подшипники качения и уплотнения — Ra 0,8–0,4. Каждый лишний шаг вниз по ряду — это отдельная операция и рост цены детали, поэтому Ra 0,4 на всех поверхностях подряд читается как непонимание задачи, а не как аккуратность.

Класс чистоты и Ra: перевод старых обозначений

На чертежах советского времени и в старых методичках вместо Ra стоит знак «треугольник» с номером: ▽6, ▽7. Это классы чистоты поверхности — система, отменённая вместе с ГОСТ 2789-59; современный чертёж классами не оперирует. Но читать их приходится, когда в задании выдан архивный чертёж или когда преподаватель формулирует требование в классах.

Обратный пересчёт между самими параметрами точным не бывает: он зависит от формы профиля, то есть от способа обработки. Для точёных и фрезерованных поверхностей ориентируются на Rz ≈ 4Ra, для шлифованных — примерно Rz ≈ 5Ra. Пользоваться этим можно для прикидки, но проставлять на чертеже пересчитанное значение вместо измеренного нельзя: Ra и Rz нормируют независимо, и указывать оба параметра на одну поверхность одновременно имеет смысл, только если этого требует конструкция.

Где на чертеже ставят знак

Обозначения шероховатости размещают на линиях контура, на выносных линиях (ближе к размерной) или на полках линий-выносок. Дальше — правила, которые дают больше всего правок на просмотре:

• Знак относят к той линии, которая изображает саму поверхность. Поставить его на осевую или на размерную линию нельзя.
• Если места на контуре не хватает, обозначение выносят на полку линии-выноски — это законный вариант, а не запасной.
• Вершина знака должна быть направлена к обрабатываемой поверхности, то есть упираться в линию контура снаружи материала.
• На одной поверхности знак ставят один раз, независимо от числа изображений, и по возможности на том изображении, где к ней проставлен размер.
• Шероховатость поверхности резьбы наносят на выноске от контура или на размерной линии диаметра; отдельные знаки на каждый виток не рисуют. Как изображают и обозначают саму резьбу — в статье обозначение резьбы на чертеже.
• При изображении детали с разрывом обозначение наносят один раз, на видимой части.
• Для поверхности сложного профиля, заданной выносным элементом, знак ставят на выносном элементе — там, где виден истинный контур.

Неуказанная шероховатость: знак в правом верхнем углу

Это самая частая практическая задача и одновременно место, где ошибаются чаще всего. Смысл приёма: обозначать каждую фаску, каждый торец и каждое отверстие отдельным знаком — значит завалить лист символами, поэтому одно значение выносят в правый верхний угол чертежа, и оно действует на все поверхности, которые на изображении не отмечены. Вариантов записи два, и они означают разное.

• Все поверхности детали имеют одинаковую шероховатость. Тогда в правом верхнем углу стоит одно обозначение — и на изображении не ставится ничего. Скобок в этом случае нет.
• Часть поверхностей отличается. Тогда особые поверхности помечают знаками прямо на изображении, а в угол выносят запись из двух частей: сначала значение для всех остальных, затем в скобках общий знак без параметра. Читается это так: «поверхности, не отмеченные на чертеже, — по значению перед скобками».

Размеры здесь заданы жёстко и проверяются линейкой. Знак перед скобками — примерно в полтора раза крупнее знаков на изображении, и линии у него толще в той же пропорции. А вот знак внутри скобок делают того же размера, что и знаки на изображении. Разноразмерность в этой записи не небрежность, а требование стандарта: увеличенный знак сигналит, что это общее указание по листу, а мелкий в скобках отсылает к обычным знакам на детали.

Три вещи, которые в справочниках не пишут, а на защите спрашивают. Первое: знак в скобках не имеет числа — попытка написать «Ra 6,3 (Ra 12,5)» бессмысленна, скобки означают не второе значение, а «все остальные». Второе: если у детали есть поверхности, шероховатость которых вообще не нормируется, выносить общее обозначение в угол нельзя — придётся расставлять знаки по изображению. Третье: неуказанная шероховатость распространяется и на поверхности, которые вы забыли обозначить, — поэтому Ra 12,5 в углу спокойно уживается с точным отверстием только при условии, что у отверстия свой знак на изображении.

Направление неровностей

Следы инструмента лежат не хаотично: точение оставляет кругообразные риски, строгание — параллельные, шлифование торцом круга — радиальные. Когда направление важно конструктивно (уплотнение, направляющая скольжения, поверхность под манжету), рядом со знаком ставят условный символ. В учебных работах его требуют редко, но вопрос «а что это за значок» на защите звучит регулярно.

Направление указывают относительно линии, изображающей поверхность на том виде, где нанесён знак, — не относительно оси детали. Из-за этого один и тот же символ на главном виде и на виде слева означает разные направления рисок, и переносить обозначение с вида на вид механически нельзя.

Как проставить в Компас-3D и AutoCAD

В Компас-3D знаки на изображении ставят командой «Шероховатость» (Оформление — Обозначения для машиностроения). Знак привязывается к линии контура или к выносной линии, дальше запускается ввод текста, а тип знака (не устанавливается / с удалением слоя / без удаления слоя) переключается в панели параметров. Неуказанную шероховатость ставят отдельной командой: Оформление — Неуказанная шероховатость — Задать. Там же включается опция «Добавить знак в скобках» и автоматическое размещение в правом верхнем углу — вручную двигать обозначение не нужно, а если подвинули, авторазмещение придётся отключить.

Практическая ловушка Компаса: обозначение неуказанной шероховатости привязано к листу, а не к виду. При добавлении второго листа запись не копируется, и деталь на нём остаётся без общего указания. Вторая ловушка — ассоциативные чертежи с модели: если в модели шероховатость задана как атрибут грани, на чертёж она приходит проекционной, и часть полей в диалоге становится недоступна, менять значение нужно в модели.

В AutoCAD штатной команды нет. Рабочий путь — сделать знак блоком с атрибутом под значение параметра и вставлять его, а не рисовать заново каждый раз. Тогда на всём листе знаки будут одного размера, а замена Ra 6,3 на Ra 3,2 сведётся к правке атрибута. Отдельно проверьте вес линий: знак должен быть тоньше контура примерно вдвое, а по умолчанию блок наследует текущий слой и на печати выходит той же толщины, что и деталь. Толщины и назначение линий разобраны в статье линии на чертеже.

Частые ошибки

• Значение вне ряда: Ra 5, Ra 2, Ra 10. Берут ближайшее из ряда — 6,3; 1,6; 12,5.
• Потеряны буквы параметра: голая «6,3» у знака. Это формат до изменения № 3, сейчас пишут Ra 6,3.
• Знак поставлен на осевую, размерную или центровую линию вместо линии контура.
• Вершина знака смотрит внутрь материала, а не к поверхности.
• Одна и та же поверхность обозначена дважды — на главном виде и на виде слева.
• В правом верхнем углу знак того же размера, что и на изображении; полуторного увеличения нет.
• Внутрь скобок вписано второе значение параметра — скобки означают «все остальные поверхности», числа там не бывает.
• На изображении расставлены все знаки, а в углу дополнительно стоит общее обозначение со скобками — двойное указание противоречит само себе.
• Ra 0,4 назначена литой поверхности или поверхности, которую по чертежу не обрабатывают.
• Над полкой приписан вид обработки («Точить», «Фрезеровать») без необходимости.
• Знаки на листе разного размера: h не привязана к высоте размерных чисел.
• Шероховатость назначена жёстче, чем нужно по квалитету, — деталь дорожает без причины.

Остальные элементы листа разобраны отдельно: линии на чертеже, виды на чертеже, виды, разрезы и сечения, обозначение резьбы, масштабы по ГОСТ 2.302, форматы чертежей, основная надпись и чертёжный шрифт — им набирают все обозначения на поле листа. Нужен готовый чертёж или правка по замечаниям преподавателя: чертежи на заказ, решение задач.