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。

( U$ n& {- R' o8 J! T9 ^: w. F

    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。

: G5 P) n! `( X$ b0 Z7 d7 d& k

     高度参数共有三个:

+ @; e9 l' x0 E& j0 y2 p* A
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
   , z8 t2 k( O: U! rF₁+F₃+……+F_n-1=F₂+F₄+……+F_n
   & C" O9 E& a# v/ S) v

   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

0 |9 Y4 V' ?5 z# T/ o! ~

4 _) d( i6 b' y) X! Q# Z

Ra=	1	∫	1	|y|dx
	! [& v9 {0 f! o6 T		0 W8 N7 N0 x% V" j) v8 J
	l		0

* Z2 L9 E( ? P; s

( i- F7 A+ L2 U4 d: u c* [' B

9 z/ E( @" P7 k9 W
1. 或近似写成
   + I- O; {' P7 s1 K% b% i2 `7 v- d2 I4 p; l4 K" P% l! _- x6 s5 _) K4 V" a2 _

   Ra≈ 5 J7 M( s- M: U	1 + L& z- p' H+ J3 l+ k	' s) ^! R, u' y& }9 X( g) M8 [: n! h2 X n S 0 h, A. i- Q- H8 l$ {/ m: L$ x$ G i=1 ( ?; |5 ~* ?: D	|y|
   	1 Q: H6 |, ^& m: I2 l. U! I
   	n

   
   
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 2 u5 |% S) ]( V$ u0 f1 I7 e0 e u; v: ]9 q# G* @: Y3 `1 V+ |2 L) c3 v; B% N0 ?4 K& x3 ^& m7 K8 R+ v9 Q' X

   RZ=	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) 5 P2 @+ w: k& ^' I
   	* ?3 a4 g; W _
   	5

   
   8 P- t: x! n+ x4 E$ {) ~" U9 a$ o. x' {, B: o" v: f7 e

   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。
   

& M1 y& K, K8 {, F/ A: K% F, x

    间距参数共有两个：

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。

* @! Q8 Y$ `2 h4 D/ z3 U

    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。

! J# B) s# H; `7 K# |' C, L

    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。

. [7 P; d9 W, T2 b: ?- `

    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。

. r- Q% j. }3 C2 p8 G/ e8 M! g

    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：

, ~9 q& s# d, G, L! s

    （1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。

! s5 w- s! H7 {( z' M5 B+ l5 O

    （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。

2 R) J. X" i* ], A6 F* a

    （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。

* Q3 Y/ h; N4 \: N

    （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。

, N6 J9 G: P1 D, v

9 n. a2 O: {6 D1 k( d! W, W2 s

+ N3 h3 e: i/ A: M% Q8 {3 M" ?% m, y0 }6 n0 R; F4 k8 `# w6 e0 J7 y4 v% D4 U; e5 Q+ s. h5 q* v0 S) @; E9 _. ^. e* X% u1 {5 Z0 ^! l- q7 d' y( f" y/ k' N m* [' O1 h6 _9 Q% |' y! m% y6 X- R% o$ @+ L5 F: a: [/ E4 g! ~& U1 Y7 U x- J* ~$ f; F6 q7 p3 R( v6 V/ t8 X c+ z8 X1 V3 o5 r. n! R( l0 x. o" T5 b2 }. [3 s J) ~

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 7 {2 w2 C) f" d" a$ @3 j# {	取样长度 l	光洁度 符号
0.05 - n; q# D, S# R. } s	0.05 5 b( F' X. K* c+ I: V1 S8 \	0.013	-	ssss
0.1	0.1	0.025 : \7 p* u0 L% a2 A
0.2	0.2	0.05 - P7 M7 `/ b: F2 R z' d T' q: i- L
0.4	0.4 # E8 i, |' L0 ^! j1 o# I8 v" q	0.10
0.8	0.8	0.20	0.25 & n# n% k; P2 r+ e8 p7 R
1.6	1.6 7 e& R( ]3 y* I, F$ \, F	0.40 ( G. s5 T/ x# ?" O	0.8 6 @7 L% Q9 _- @ Y. k) u: A	sss 2 j7 V1 R/ j7 P- ^: H+ Z
3.2 ! R! D9 f* E1 `: }. G" c, G9 j	3.2 T. u$ w1 t' t/ X& ~" `	0.80 + s1 t+ I% w, D5 z- N8 {. ~% k3 Y
6.3	6.3 ; B x/ O" r4 z: ~	1.6
12.5 9 f" [" j4 w1 ~- H s0 D2 C	12.5 + S6 v/ Y$ J4 e9 _	3.2	2.5 0 _ O& l1 T* Q8 j	ss 8 Z( R2 d: b' b2 d5 |# H7 v8 W
(18)	(18) + P2 \8 P2 B9 K% n6 U' j	6.3 . r2 |& E* B& t3 `$ x$ r5 `3 X
25 ; l6 Q/ V1 h9 U$ n1 s# h5 i! R	25	F7 a" v! [1 y2 I4 k* s# C
(35) , t4 ?! a% E$ S) y+ D$ b	(35) ' r- ]/ K0 [% Z, U' q4 h	0 i0 g" C) B1 B9 e) R5 t	-	s - Q% p! o$ X2 P& d
50 7 i/ W; l: E$ j8 R# ~# p5 Z	50 6 X$ m8 m9 v& w7 w1 K, s	12.5
(70) % E, U/ R# o% c$ S; I+ H	(70)	25 $ h9 q! t3 Z. C4 ]: c* |
100 8 n/ z5 I9 r9 X& z, v/ r% O	100 ( Q! z; ?9 O8 l6 V- K6 r	) |4 ~9 X; X5 Q) G/ C
(140)	140	% x8 \: x1 I1 e8 l	- 1 ?' ^& \# V' V$ ^	-
200 1 f. q+ N% s/ G& M	200	\4 n7 L0 b! m' R
(280)	(280) ' Q( G7 A9 x! ]9 G	(50) 6 O- J, N. t B" W/ E& u+ k
400 0 \% A( J0 N& f+ O% j	400	(100)
(560)	(560)