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 l" W1 F/ u# K- F: o

     高度参数共有三个:

0 \# @% b$ [$ T" d9 F0 ?
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
   * z z* R" N' m: [# ~# D* M" m2 _' k% g Q9 @2 L) q8 Z6 c; E+ E& ~* B

   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

* E& O, R- s! c+ h8 r, [9 ]8 W7 i3 A, x5 v+ [% t2 x3 i) K( C) O

Ra= , |1 i Z& B$ b* O/ Q' ~. O	1 8 {- @3 J' e+ Y" ]2 V0 w) M& L	∫	1 5 c$ f+ ?- Z Z1 C" D# W* ]- S	|y|dx - m9 A4 @6 V1 b/ e/ ~1 y
	l		0

! C- @( F! y Y+ D. G* D! Q5 y, {8 W

1. " I0 n$ L4 Q! U. h8 _! e
   或近似写成
   9 k; D7 H1 o$ z! I5 {. {+ o' G6 j7 K8 B' t( P! J! {* X$ a% N* D7 a2 j t+ B. o1 r7 h3 T8 X1 J- t0 Y, D1 [' u. m* B* H, ]

   Ra≈	1	4 {+ L& Z0 k6 q! @) r7 G' c% d- h/ { _ D$ C6 ^5 P, M* A& U7 p% Y, W/ |/ c7 J) G H% _! l n ( s) p5 X& i/ b, { S & A- x1 w# x0 t2 W i=1 2 \6 I! w6 p2 n	|y|
   	. g: ?* y: t1 e. W
   	n

   
   
   ~; l7 G R2 U3 ~9 h
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 & K0 Q$ _5 w6 ?' v* N# Z5 Z2 _: d9 o' a+ c# E: L, p# G. N4 Z$ e

   RZ=	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) 9 h2 K# b$ e' D
   	5

   
   9 z8 R! Q" X E) s

   图2 不平度平均高度

   
   
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。
   

8 e% e: d) h* u! a6 m2 I; b

. G& s* |) ?* j% _# m

    间距参数共有两个：

. u) P6 q1 q2 x. y7 |1 W! T: r' Q

; G7 s; A$ n- O2 C, z6 i4 d
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。

, T H" P$ I+ L9 d# {

    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。

* i N$ H& Q! u8 J: o7 R/ c) N6 H- `

    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。

4 Y* [5 T& i9 l5 x

    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：

: p) H5 }0 B& }& J; L0 b

    （1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。

    （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。

- a& l. |) F: F3 ?3 r

    （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）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）。

. ?# b f$ c8 h; G/ N! i

    （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。

1 {& ?2 }& I" t2 Q$ X

# ]& ^0 J. f0 @ s6 A% P

! y8 b h, r$ g, W, v; s$ w, i5 m6 u; V9 h6 v$ d2 f2 W( J# E/ ?: L) m; Z- U* H4 ~9 a9 {) D7 c% D2 |5 E; l. ~# Q2 g1 j4 x' f" Q) ^ G/ ^5 A# ^; t* i- S' B v0 X( X* t, Q! O# a6 T7 O- B+ D) Z8 x; ]4 A8 ^/ Q1 C2 @) j5 E) }6 H/ G4 p/ W5 m; {1 j: Z. T2 h, D" P, f; e% S/ _6 f! |/ k2 P7 [2 n+ ~# n, h

轮廓最大高度 Ry	不平度平均高度 Rz * @6 a; D% m% k8 Q	轮廓的平均算术偏差 Ra 1 V4 T. L# }# F$ x) r7 p" c8 |	取样长度 l	光洁度 符号
0.05 2 Q8 e+ z# \# `1 ^- d2 Y	0.05 ( _; U2 Z8 u, ~- L" y" ?	0.013	-	ssss 0 a7 T' N6 O% d
0.1	0.1 7 }% { [* t. f4 Q3 n- R, ~( v% ?	0.025 o9 q( J; Z- z. Q- Z( m: v3 f
0.2 4 e6 b' ?8 t7 }. q/ F	0.2 & Z" b8 }8 [8 ]: w	0.05
0.4	0.4	0.10 6 \ F# j1 ?$ w2 \
0.8	0.8 ' E/ a! m& H% ]2 t; s* ?	0.20	0.25 2 v" Z1 J3 l1 }4 b' B* ?
1.6	1.6 3 o$ }. J+ @( F. o$ h- l8 \	0.40 / ?6 F" E/ [1 G; E	0.8	sss
3.2 3 V% q3 c; _% Z9 A: `8 t	3.2	0.80 ' T2 ?' ^' {( [+ O8 z9 o
6.3	6.3 4 e2 U$ T, L7 G	1.6 . w6 r7 E: Y, i; c
12.5	12.5 [# m2 a K# i5 {* w$ Y6 w	3.2	2.5	ss
(18) ) B1 @/ A+ d+ ~- @ _* j( a N	(18) * J6 h4 {6 M* B3 p' _ B/ o	6.3
25 ; T( [3 i; i. @	25 5 Y0 s3 s& f- t/ Y	0 v" H; f) R& P& A/ }, {
(35) 0 h) p H$ b% L	(35)	1 t' t# W f. l+ G8 N# s2 J	-	s
50	50 . \- x7 N! g! P6 }2 `" E0 _	12.5
(70) " L- Y- ?9 P4 Z! A" K	(70)	25 " {. R0 U) H: F
100 ! a+ t. p7 r8 f3 @, [+ m( |5 U4 L/ u' F	100 ) y0 J% a" P3 P' V# n/ ]
(140)	140 * t+ E" G- b1 H7 d		-	-
200 # Q- P& @8 p' Y	200 , V; \- b0 Q* D9 r/ j: C
(280)	(280) : Z* o9 Y0 L# @" \# A5 N	(50) ; e2 k1 a% h' V" ?8 f E5 ^8 ?
400 * U |* V5 J2 D& _+ r. K' l% M	400 5 F* c/ R- m# ]3 K	(100) : K/ J3 `" I9 W3 k
(560) 2 d$ E0 K) N% A, {; W; h	(560)

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