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。

8 P8 i$ G1 X9 ~$ w0 h* y

     高度参数共有三个:

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
   - V4 D$ C+ g7 t, l$ k% \8 i' j; E

   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

7 s% J9 L# \8 a; S- d# O( _6 F

: C8 V4 C$ X9 M- d- o+ q) f# K; F j6 u- e7 n: L7 l5 }: d' D% `- ` x3 g. f$ [, u, B+ R7 c

Ra=	1 6 }2 B; h6 r- v" }	∫	1 - w$ j3 w4 D5 h/ Z/ n	|y|dx ' k, o" M: `( o8 U( k
	$ c: |- I4 \& B; r
	l R6 X& D h. V) W8 g/ F		0

' i* |( b7 y- E! [" @) T

8 K4 }5 O, x/ V- ^4 u1 O
1. 8 X/ T, P5 ^+ e- V5 M: L
   或近似写成
   . U1 H' m a% _- I% Y% u% J, l- d. ?

   Ra≈	1 4 |$ _& Z9 Q- [	" X# q/ `0 N( B' x# {* x8 y/ O! I" u$ S1 O9 f. c! u; h0 I( }7 d) \ n # m# J, [. p# `+ f3 C S $ q( u& h% l; | i=1	|y| 1 C1 U. [! H7 a! j
   				" Y3 L2 u- A$ X* a# k
   	n

   
   
   # x$ U2 o4 W$ Y) m
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 ' |1 }) j K/ @% C/ f9 T4 x7 D. M/ ?) e, {- n0 z5 o6 v& Q) R* p" ^6 n4 P$ {$ I0 [& O ]/ N' L0 |- s' W/ S% B4 ]1 c h

   RZ=	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) " M. f- D( Z2 Y3 O0 @# i/ P+ ]
   	' L: z [& U) K+ j0 y O' a4 a0 }
   	5

   
   . v1 A: J" T0 k8 E9 {( Q

   图2 不平度平均高度

   
   & @2 ?; ?5 J6 q% R1 O$ {
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。
   

) {& h6 E# l8 C) ^ A* n. N

    间距参数共有两个：

+ @2 X- A; \2 s7 c% `: x" ?
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。
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。

+ v% C" N/ |: 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。

    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。

) s" l3 n+ m) ?

    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。

' i. f, M+ ~' f9 C4 o" b

    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。

8 [ Y+ O9 t' w7 l9 Q7 d

    （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。

7 F! _& ^% {/ M1 d0 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，
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。

4 V% b* s$ H9 Y/ ?% Z$ T" j% \

    （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）。

    （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。

/ L( V& I) r( t9 Y* S, Q8 G

+ h. Q3 P: N8 S5 y5 r$ D( u

- K7 J/ V0 D, V; l0 R8 \1 o4 e3 Q% _! I6 j# A& k( L- [- r# X% M( U7 i& ?. h- {8 y2 G6 |, J' ` Y6 z0 c- d$ ^( f f1 L, ^. b- R% A; J- A& ^& W; i3 T) P0 ]5 R" g; O( F4 d ~6 C- y9 |$ y/ P$ a! \% D1 A- ?; u& @1 [; Y: W" P) I; d6 B1 p* A: O" Q" |8 j$ r" G8 r( x) |% N9 X9 {! P0 \0 `# Y5 } |* F; H9 V" Y1 T! Y0 a5 F4 z

轮廓最大高度 Ry 9 P8 j# F7 V. ~& ?: \	不平度平均高度 Rz	轮廓的平均算术偏差 Ra 8 I: o2 ^2 D" M" B/ c, q	取样长度 l " N$ T1 T" U2 ]5 ]# G W. o5 s	光洁度 符号 s: m. }0 o c1 J( E* W, m$ D2 D
0.05 5 v$ F+ A% X3 ~! y$ L0 e9 t4 p6 l	0.05 & w/ J& X* q; V, z! f- }	0.013 * m/ z+ d. x5 w	- h) [! E0 t7 X" ?	ssss & S5 z7 u0 y2 Q3 R% \
0.1 / E' K' j+ v8 W- l/ U8 _	0.1	0.025 6 h9 t( J4 i* v4 L' W5 Y
0.2	0.2 1 q. E" a; k! a# z# ]	0.05 ; p! L6 ^( G$ I, s' I, {
0.4 4 W9 }( S0 k. N0 c	0.4 ) U' k8 q0 Y# G K0 C	0.10 7 t# _5 w5 K% @
0.8	0.8 . X; o% Y8 ^; a3 @6 A1 T8 S	0.20	0.25 ( N l9 y7 k9 m, W9 c$ x; C
1.6 3 l! F0 |+ \- p: f' @9 W" J# o7 j& c	1.6 - a, R) N4 ]; o$ x& U' U	0.40 6 K/ `7 k# W& G	0.8 / V" o. S' b& o4 A	sss # x0 t( i, {9 d A$ ]
3.2	3.2	0.80
6.3	6.3	1.6
12.5	12.5	3.2	2.5	ss
(18)	(18)	6.3 5 ]6 r$ p) S) q4 J \9 t$ b
25	25
(35) / x* X' G( w9 Y	(35)		-	s
50 & _+ m3 o4 J ~7 q: ^% H8 T	50	12.5 9 @8 z6 D- u; O( V
(70)	(70) 0 d. i* s: F. r, c6 n% G' L	25
100	100	{; o4 o, S* J: {; ]( F
(140) % c1 f% Y4 Z' x) [+ r% E	140		-	-
200	200 7 W4 K a1 K. R: a" R+ G; A' S1 O	6 r* `6 b o! \3 b
(280)	(280) 1 l6 l1 h; H- M7 k) T4 i- r	(50) $ T0 L1 \5 p$ v+ Z+ e& X, A3 ~1 H
400	400 7 b' P3 a+ p7 Y$ x% W	(100)
(560)	(560) ( c/ [! ^3 T( r/ U% M

+ H2 u2 j( P/ F