表面粗糙度

HEATS

    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。

    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。

0 m+ {2 C( x* J: t

     高度参数共有三个:

- k% f" l0 l: b3 g5 B( r2 R+ H

1. 轮廓的平均算术偏差(R_a)如图1所示，通过零件的表面轮廓作一中线 m ，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
   F₁+F₃+……+F_n-1=F₂+F₄+……+F_n
   ! t" ` G# [0 R* ~, R2 ~4 E/ a$ R: w+ _ T5 M! h- ~+ q- X

   图1 轮廓的平均算术偏差

   
   

    轮廓的平均算术偏差值R_a，就是在一定测量长度 l 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

: @+ S1 b7 y0 M% G7 u0 C$ E' W2 l6 z% G$ u; T4 Y1 `: c# N/ o) W

Ra=	1 8 J# ~. ~0 q; H# Y	∫	1	|y|dx + N$ `$ d7 b' S; F
	6 ~8 D7 E4 _3 Q& R" R5 _		: J# `/ D2 S* M$ F) ?
	l , v! {8 e' ]0 u# a# H# J		0

1. $ U6 D0 o1 |! ?, U, k
   或近似写成
   : ~$ ]3 \$ @# h: w5 C. Y3 D4 u }# A

   Ra≈	1	: h, O" R2 g: R( x9 @' A2 g* z6 }3 ~2 b Q( k) \9 B# a) I; V# k- H n * u: Q' F- Q: k: P" A S % o! D" B3 N: p, ?4 x9 _ i=1 $ D: n2 ? |: T8 a% w d	|y| 3 I% S2 I* S; K! n% _" F9 [
   	+ s2 j4 d( ?3 g			/ ^9 K5 } D! s6 u5 H
   	n

   
   
   % d# S4 r g! ~" `3 U% z3 d1 B
2. 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 " B+ P* R; {/ g" q" }3 t" g# i) _. F2 c( B. Y1 P! ^6 ?2 z' c. b r& c& a1 M: C. Q0 H+ H! H L# j# i! f& j

   RZ= 7 z6 \$ Y1 o/ p1 y$ N4 p	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) + M4 n4 |' N) S" {0 H) B, J
   	4 r' r. m2 u* k" e. q
   	5

   
   " A- ~% X8 t) R/ s5 U2 n# p1 g1 b* f8 i3 W! K: ~$ |4 m

   图2 不平度平均高度

   
   ; D8 `! e% Y; u. E3 C# A
3. 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。
   

1 ~2 W7 |$ V+ `

    间距参数共有两个：

1 R1 X4 B) O- p2 X

* I6 S7 ]- w7 x4 L0 ?. L; R
1. 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。 1 ]) F+ _. |; N% T1 F3 x0 d
2. 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。

    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。

    在原有的国家标准中，表面光洁度分为14级，其代号为1、2……14。后的数字越大，表面光洁度就越高，即表面粗糙度数值越小。

% z% R% T* k. a; ?/ D

    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。

    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。

    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：
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：

    （1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。

1 ~. q ]5 W i, _ e* n

    （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。

    （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，
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。

& Y# H5 _/ V5 @1 Z U' _

    （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）。

( n3 K( ?# `/ I) C4 c, }& r

    （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。

& w8 Y+ M- B' A' V9 `( ~$ @1 R

/ ?8 ~3 r: u4 V* y' d9 ^0 o t3 S% B5 r/ T# }' J: z. o! K+ v# {- X: p8 }( u; _1 f; N4 {2 }$ B+ s5 C; \7 |- v% s2 ~ L8 B& u. [: @/ s9 g# p; K9 Y! S! O& A* j# i, Q) Q" R3 `9 Q# H( N% U* |+ v2 Q( H5 B$ Y( _$ b0 O4 w: z0 g" @1 H6 c9 M" J6 Z0 a5 U( A' n( P! ?' W7 }6 S( |- N% j4 W# M" R- X$ I; M1 Z8 w- G4 h( ~' n% R/ q3 N8 D. V3 G8 E' i- A; k; {" N3 J+ F5 `

轮廓最大高度 Ry	不平度平均高度 Rz	轮廓的平均算术偏差 Ra	取样长度 l	光洁度 符号 + ~8 e7 G9 m/ X0 v3 J( p
0.05	0.05 3 O: |" \6 _ Q8 o3 N	0.013	-	ssss
0.1	0.1	0.025 * ~1 x+ b7 P+ |9 V
0.2	0.2 ! n0 O8 _9 I' c, T, |" S2 e	0.05
0.4 6 n, l1 A }" W, n/ L: o	0.4	0.10 ; w/ Y$ B9 o7 J" c( P
0.8	0.8 ( Z/ m9 n$ @7 q2 X% I0 `	0.20	0.25
1.6 / {1 x8 | x( d9 g% L	1.6	0.40	0.8 & ?9 P$ n6 F0 z& \, q	sss 9 u2 E9 _1 K9 i E
3.2	3.2	0.80
6.3	6.3	1.6
12.5	12.5	3.2	2.5	ss " P( g+ w9 [+ W# U8 q; C$ f. d
(18) + R4 P! U# L6 E& u: }	(18) 5 k% {! |7 h# \' T1 L$ `1 ]	6.3 $ d, K& C) V+ t" p# Y% O# r
25 9 d; v1 B$ f$ f	25 8 g$ k n ?8 ]+ N; P
(35)	(35) ; N3 E- e4 q& Y \	) U8 }5 t8 b9 V$ `	- * `4 ^5 h; m# X6 a& ^4 U	s
50	50 * b6 k; @4 u; D	12.5 , q Q# s. W9 X4 W& n
(70)	(70) 2 f3 B' O/ ?/ e' G	25
100	100	: s: l* f# G( U* Y1 p& d7 d2 j/ m
(140) / c3 i7 }- c6 _( G/ m, g7 _	140	/ y' ^6 [7 J; S2 q+ w6 E( v+ y* A3 m	-	-
200 9 C) h- q+ [1 T	200	% u" [3 h# Z3 w5 p" ~1 V" Y* s
(280)	(280) $ @# S9 ^6 |9 E* t9 W" R	(50) 2 G6 n5 K& U2 o' b
400	400 ) m+ X/ C$ T& U% U2 p @5 j	(100) B3 Z1 ]5 z0 v! i0 s$ L
(560)	(560)

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