表面粗糙度
<P> 无论用何种加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度。过去称为表面光洁度。<BR></P><P> 国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。<BR></P>
<P> 高度参数共有三个: </P>
<OL><BR>
<LI>轮廓的平均算术偏差(R<SUB>a</SUB>)如图1所示，通过零件的表面轮廓作一中线 <FONT face="Times New Roman"><I>m</I></FONT> ，将一定长度的轮廓分成两部分，使中线两侧轮廓线与中线之间所包含的面积相等，即<BR>
<CENTER>F<SUB>1</SUB>+F<SUB>3</SUB>+……+F<SUB>n-1</SUB>=F<SUB>2</SUB>+F<SUB>4</SUB>+……+F<SUB>n</SUB></CENTER><BR>
<TABLE align=center>
<TBODY>
<TR>
<TD align=middle><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_xbjwhz200512913127905.gif" width=450><BR><B>图1 轮廓的平均算术偏差</B></TD></TR></TBODY></TABLE><BR></LI></OL>
<P> 轮廓的平均算术偏差值R<SUB>a</SUB>，就是在一定测量长度 <FONT face="Times New Roman"><I>l</I></FONT> 范围内，轮廓上各点至中线距离绝对值的平均算术偏差。用算式表示为 </P>
<P>
<TABLE align=center>
<TBODY>
<TR>
<TD rowSpan=3>R<SUB>a</SUB>=
<TD>1
<TD rowSpan=3><FONT size=5>∫</FONT>
<TD><SUP>1</SUP>
<TD rowSpan=3>|y|dx<BR>
<TR>
<TD bgColor=#006600 height=1>
<TD>
<TR>
<TD><FONT face="Times New Roman"><I>l</I></FONT>
<TD><SUB>0</SUB></TD></TR></TBODY></TABLE></P>
<P><BR></P>
<OL>
<LI>
<DD>或近似写成<BR>
<TABLE align=center>
<TBODY>
<TR>
<TD rowSpan=3>R<SUB>a</SUB>≈
<TD>1
<TD rowSpan=3>
<TABLE height=26 cellSpacing=0 cellPadding=0>
<TBODY>
<TR align=middle>
<TD height=7><SPAN style="FONT-SIZE: 7pt">n</SPAN>
<TR align=middle>
<TD height=12><SPAN style="FONT-SIZE: 12pt"><FONT face=symbol>S</FONT></SPAN>
<TR align=middle>
<TD height=7><SPAN style="FONT-SIZE: 7pt">i=1</SPAN></TD></TR></TBODY></TABLE>
<TD rowSpan=3>|y|
<TR>
<TD bgColor=#006600 height=1>
<TD>
<TR align=middle>
<TD>n</TD></TR></TBODY></TABLE><BR></DD>
<LI>不平度平均高度(Rz)就是在基本测量长度范围内，从平行于中线的任意线起，自被测轮廓上五个最高点至五个最低点的平均距离(图2)，即
<TABLE align=center>
<TBODY>
<TR>
<TD rowSpan=3>R<SUB>Z</SUB>=
<TD>(<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>1</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>3</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>5</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>7</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>9</SUB>)-(<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>2</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>4</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>6</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>8</SUB>+<FONT face="Times New Roman"><I>h</I></FONT><SUB>10</SUB>)<BR>
<TR>
<TD bgColor=#006600 height=1>
<TR align=middle>
<TD>5<BR></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>
<TABLE align=center>
<TBODY>
<TR>
<TD align=middle><IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_s2jpls200512913127606.gif" width=450><BR><B>图2 不平度平均高度</B></TD></TR></TBODY></TABLE><BR>
<LI>轮廓最大高度Ry，就是在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。<BR></LI></OL>
<P><BR></P>
<P> 间距参数共有两个： </P>
<OL>
<LI>轮廓单峰平均间距S，就是在取样长度内，轮廓单峰间距的平均值。而轮廓单峰间距，就是两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si。
<LI>轮廓微观不平度的平均间距Sm。含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi，称轮廓微观不平间距。</LI></OL>
<P><BR></P>
<P> 综合参数只有一个，就是轮廓支承长度率tp。它是轮廓支承长度np与取样长度l之比。<BR></P>
<P> 在原有的国家标准中，表面光洁度分为14级，其代号为<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_5jxmkj200512913129826.gif">1、<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_5jxmkj200512913129826.gif">2……<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_5jxmkj200512913129826.gif">14。<IMG src="http://www.chmcw.com/upload/news/RCL/13220_5jxmkj200512913129826.gif">后的数字越大，表面光洁度就越高，即表面粗糙度数值越小。<BR></P>
<P> 在车间生产中，常根据表面粗糙度样板和加工出来的零件表面进行比较，用肉眼或手指的感觉，来判断零件表面粗糙度的等级。此外，还有很多测量光洁度的仪器。<BR></P>
<P> 表面粗糙度对零件使用情况有很大影响。一般说来，表面粗糙度数值小，会提高配合质量，减少磨损，延长零件使用寿命，但零件的加工费用会增加。因此，要正确、合理地选用表面粗糙度数值。 </P>
<P> 在设计零件时，表面粗糙度数值的选择，是根据零件在机器中的作用决定的。总的原则是：<BR>在保证满足技术要求的前提下，选用较大的表面粗糙度数值。具体选择时，可以参考下述原则：<BR></P>
<P> （1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。<BR></P>
<P> （2）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度数值小。摩擦表面的摩擦速度愈高，所受的单位压力愈大，则应愈高；滚动磨擦表面比滑动磨擦表面要求粗糙度数值小。<BR></P>
<P> （3）对间隙配合，配合间隙愈小，粗糙度数值应愈小；对过盈配合，为保证连接强度的牢固可靠，<BR>载荷愈大，要求粗糙度数值愈小。一般情况间隙配合比过盈酝合粗糙度数值要小。<BR></P>
<P> （4）配合表面的粗糙度应与其尺寸精度要求相当。配合性质相同时，零件尺寸愈小，则应粗糙度数值愈小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸要粗糙度数值小，轴比孔要粗糙度数值小（特别是IT8～IT5的精度）。<BR></P>
<P> （5）受周期性载荷的表面及可能会发生应力集中的内圆角、凹稽处粗糙度数值应较小。<BR></P>
<P>
<TABLE borderColor=#000000 cellSpacing=0 borderColorDark=#ffffff cellPadding=0 width="90%" align=center bgColor=#e5ebba border=1>
<TBODY>
<TR align=middle bgColor=#d5dbaa>
<TD>轮廓最大高度<BR>Ry
<TD>不平度平均高度<BR>Rz
<TD>轮廓的平均算术偏差<BR>Ra
<TD>取样长度<BR>l
<TD>光洁度<BR>符号
<TR align=middle>
<TD>0.05
<TD>0.05
<TD>0.013
<TD rowSpan=4>-
<TD rowSpan=5><FONT face="Wingdings 3">ssss</FONT>
<TR align=middle>
<TD>0.1
<TD>0.1
<TD>0.025
<TR align=middle>
<TD>0.2
<TD>0.2
<TD>0.05
<TR align=middle>
<TD>0.4
<TD>0.4
<TD>0.10
<TR align=middle>
<TD>0.8
<TD>0.8
<TD>0.20
<TD>0.25
<TR align=middle>
<TD>1.6
<TD>1.6
<TD>0.40
<TD rowSpan=3>0.8
<TD rowSpan=3><FONT face="Wingdings 3">sss</FONT>
<TR align=middle>
<TD>3.2
<TD>3.2
<TD>0.80
<TR align=middle>
<TD>6.3
<TD>6.3
<TD>1.6
<TR align=middle>
<TD>12.5
<TD>12.5
<TD>3.2
<TD rowSpan=3>2.5
<TD rowSpan=3><FONT face="Wingdings 3">ss</FONT>
<TR align=middle>
<TD>(18)
<TD>(18)
<TD>6.3
<TR align=middle>
<TD>25
<TD>25
<TD>
<TR align=middle>
<TD>(35)
<TD>(35)
<TD>
<TD rowSpan=4>-
<TD rowSpan=4><FONT face="Wingdings 3">s</FONT>
<TR align=middle>
<TD>50
<TD>50
<TD>12.5
<TR align=middle>
<TD>(70)
<TD>(70)
<TD>25
<TR align=middle>
<TD>100
<TD>100
<TD>
<TR align=middle>
<TD>(140)
<TD>140
<TD>
<TD rowSpan=5>-
<TD rowSpan=5>-
<TR align=middle>
<TD>200
<TD>200
<TD>
<TR align=middle>
<TD>(280)
<TD>(280)
<TD>(50)
<TR align=middle>
<TD>400
<TD>400
<TD>(100)
<TR align=middle>
<TD>(560)
<TD>(560)
<TD> </TD></TR></TBODY></TABLE></P>
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