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。

     高度参数共有三个:

( j0 u/ P, l4 K! m1 i# g
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
   7 n+ O# k0 o$ a' J) K

   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

+ Z& W' Y: ^- _# A

' f( ]4 P3 Z7 Q0 c5 b

Ra= 6 {" H8 g Z3 `+ I	1	∫ 2 b- N! u9 L! D4 t+ x n	1	|y|dx
	+ k, k! n4 B( G
	l		0

1 @1 F3 |- P( \
1. # i% }. L- ?9 O) \* ?: _' w
   或近似写成
   6 s8 @1 j0 X9 B& C3 B3 |

   Ra≈	1	$ A/ k9 ^3 D* T9 F8 S+ V/ V7 w4 u n S , o- m5 a" K9 j% S& ^4 f, I9 ` i=1 8 Y& a% L. f6 U1 t+ \; X3 `( u+ P% ]	|y|
   				! A5 m7 _; Y# e& L% J
   	n

   
   
   ) Q" j5 `6 \5 R; M, {5 v2 p; l. d
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 $ `- v' v1 g4 W) [1 F( S/ A- g# C2 X. I3 Z( t) Y' Z7 \9 f- [; w, G+ c- z

   RZ=	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) % C4 p% q1 y+ U& l
   	5

   
   # J3 w! k5 {0 K4 N9 `5 g( ?! `; }) C1 t, ], `/ X/ n1 S& d) G. B9 Y! U: H$ P

   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。
   

2 G1 n" h5 ~, `4 t# ^

    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。

    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。

4 K2 u# y$ R( K) V0 A/ d. r/ f1 U

    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。

* r5 N8 D& u8 Y5 `) d9 g

    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。

# w( h7 }3 Z) O: s+ J& c

    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：

i9 n/ a e0 X9 G, Q+ S

    （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。

    （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。

* Q6 X" ^# d3 O1 V9 R6 Q5 t" E

    （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。

- `6 B! a+ v! ~% d

2 g1 u/ u2 B' \& y

2 y! @3 i- m( v6 ^" V: g& `1 L! L. K+ A6 j& f, |- g9 R! p- E/ J7 B F( Y6 Y8 u, p+ t8 P% U8 f8 O$ j2 Z! s. P$ ~, ?4 |+ c3 E, Q) g- c! [7 L2 q& Q' b, |' q8 m7 n% x7 d) k; s [' `% o( A5 Y; g' G/ [& ~) s: {. w) h' ?% _: x: `8 b$ A! g% M0 Q( j7 P) D1 H& E+ R( e4 a& i+ m0 Z. ~ X- I7 j4 z& e8 |

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 : |+ W2 {# e; n& p) u% c" |$ n* f
0.05	0.05	0.013 : h. C& I0 E+ }% Q) T	- 5 B$ d/ m# \0 z' K# @	ssss 9 t2 b1 |( ~& I$ I, V7 o
0.1 2 \/ t# `8 E6 m @* a' M8 }& a	0.1 , S: e9 n: V: K9 n9 y" `) }9 a- ?	0.025
0.2	0.2 7 X8 r& s0 z) o1 O/ j	0.05 7 o. }2 M; w& {9 m) }% F6 I
0.4	0.4	0.10
0.8	0.8 + ]& \, M' y M	0.20 ! H) d+ J9 C1 ~( Q# P! R* V- I	0.25
1.6	1.6 " p @8 {, [5 f' J	0.40	0.8 , Y$ \: \+ Z5 y% N1 Z/ V	sss
3.2	3.2 ' t6 _# L4 @ m- ] d6 H7 q	0.80 . i' i1 E% B: s% t X. P1 _& l! ^# D! a
6.3 6 ?& z$ i6 `- o0 v+ J0 y- d4 D/ \	6.3	1.6
12.5	12.5 6 s( V! Z5 Q4 |" o' U G* R: d	3.2 / I1 k- ^% [. p6 B! u9 w3 B	2.5	ss ' U% [! s" W4 K. @2 G6 f
(18) 5 h2 `) Y$ c" c	(18)	6.3
25 $ ]$ x0 I" p4 s( ?: r7 b	25 ) _2 J* N r- @! }	3 E- G6 O) K- i0 T, x" R
(35)	(35) Y3 p+ I, C* G1 H/ H/ r		- , H2 }" s, s6 G" }9 P	s
50 ; F3 K2 c- b, Z0 H" m t- Z' U M	50 ' g# f) M# M+ S# f	12.5 ! Y9 k# P& |; ~+ r2 ~
(70)	(70) 3 v5 ^( j+ r& s( B8 s: S5 o3 \	25 1 }( E0 r" B+ `0 v( m
100 ! L! F/ S& p% a	100	9 Y& E* S% H4 z. v: g8 {
(140) ' v W/ E6 e' N5 H) ~! Y	140 _/ g- _" [" L" a8 [		- 5 r& y1 k) l4 Y$ O: u. Z	-
200	200 : k. k: v& ~! W7 G* Q5 Z, E9 S4 o	- E. q- X; H2 Z7 S7 s8 h
(280)	(280) ) ?7 _/ {4 j( C } c" ^	(50) 4 Q* J6 L6 D# ^) t) v
400	400 & E4 v$ q- t; G4 x9 M	(100) ' h$ R4 G; ~% G$ |8 Y! o `. X7 c
(560)	(560)

; g) I! s, M, m- k8 L7 Z