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。

& F f0 K0 e. U

     高度参数共有三个:

/ j9 P* g, n( h7 R5 t

, k# S5 ^ H3 O4 O. f/ V1 L- K5 T2 e
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
   4 R+ q! R0 E- X7 b) [6 EF₁+F₃+……+F_n-1=F₂+F₄+……+F_n
   . e. b& ^, O* n" o9 M- d( J3 h1 e% W2 [0 h/ a% d8 _" Y! m

   图1 轮廓的平均算术偏差

   
   

- g/ d7 v' P- x& P2 w; X

    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

! U2 L( G/ v8 P& O, C

2 [6 Y# G3 l6 E# k& `6 ?8 j& M, e7 l- W" H) J

Ra=	1	∫	1	|y|dx ; l' t, \. A+ d, b& l
	a% L. s0 L' F
	l |: H" e1 Y3 y9 N		0

9 F2 J+ i! f8 a

' D' L5 y0 Y9 Y* I9 B

1. 或近似写成
   5 Z5 P( C2 m$ \+ Z+ ~7 S+ E9 `$ q( c7 @( ]- @

   Ra≈ " [/ \2 ^2 s- ?8 j" o# O# J	1	0 R! P9 l! ~6 J: i! a6 q6 Z2 [! G% {$ W, p: v% j- ] I7 y) k8 f3 k* b% j/ n% n3 T4 g" J4 l; U% T0 f2 P8 t% d& w5 m n S , v& W2 h& v: V# H8 R. ~1 l) P5 B i=1	|y|
   	# z1 M* S' `% [# P1 ^
   	n

   
   
   / z$ @7 R) V% 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 7 {5 ]7 [- r0 @$ U6 Q% y1 X5 y5 m0 |2 G& g% D$ S5 ?+ M/ W9 D

   RZ= ; a1 d n; q; [( @% U	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10)
   	- d( a) E# u% O: U& q; t
   	5

   
   ; t4 ~- I; G4 w, T% Q$ v. @4 E! ~

   图2 不平度平均高度

   
   ' [8 r6 m- e1 T3 N, f* 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。
   

    间距参数共有两个：

, M0 p, x& e, ~% p, C* 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。 % ^# V# V6 x1 D7 o0 B! P
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。

; O$ D9 P9 v: N! w

    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。

. U7 Q! ~ T. H% Y% h( e$ s

    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。

) S* T7 J4 w! i+ G

    （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 ?' s2 Y) x4 }% F

    （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）。

* K% v, v, ~5 }# S, I* w

    （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。

4 y; Q. T4 g# @

. ^6 |' O) s* s/ l' L" J, F8 t0 Y5 d4 A$ o% N2 W7 f. e/ ~: X7 y7 Q0 a7 b9 T3 \# S9 K/ @1 c. @( ~$ M7 e& \ N' r' W& x4 W( `& H9 D6 l0 J& R* j4 S/ i5 t1 j( n! ?! X8 r9 |$ u2 t: [' n

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 ; x" {2 Y2 O8 f- T9 ^4 n	取样长度 l # X, x4 z/ X% _& c- W( y( f4 w	光洁度 符号 , w( _8 M6 F, _) F& S* e3 W
0.05	0.05	0.013	- 8 M( V7 v; C0 ?" `- l% m# X {	ssss
0.1	0.1 0 L! a6 \7 s5 o+ \	0.025
0.2	0.2	0.05
0.4 ! K9 Z6 V7 [. X/ s" Z J8 K	0.4 0 D. d! Z1 }0 L( T1 j5 [. U0 n( J	0.10
0.8	0.8	0.20 $ \* c" l; ?, u2 ~	0.25
1.6	1.6	0.40 7 Q/ d% ]! q, E7 Z; C	0.8	sss
3.2 e* v4 c1 V1 Y3 C( u) D	3.2 ) C4 I( B; U5 w	0.80
6.3 3 o2 F1 [. L9 c5 g	6.3	1.6 + n+ p. @! \7 {; K8 ?
12.5 5 d% l; @2 i8 j8 g u3 ^3 P* t$ u	12.5 3 c! C5 v! J) ]4 h+ a	3.2 % p- n0 Z+ V- j9 ~	2.5	ss 6 T. ~7 [5 Q S, p
(18)	(18)	6.3 & {- x4 D: K8 H* \
25	25 5 x% G9 D; f1 D$ A
(35) 4 Y( U0 h w9 Z6 L2 C	(35)		-	s : s% c y: l1 F; I$ h+ a
50	50 ( F) e$ V9 w5 d. w2 m	12.5 ( ?$ O' ]7 t/ @- H. e
(70) " C9 [2 n+ f2 }7 A) m5 q) e' M% S	(70) - K5 F: H% G8 g: \	25
100 ! E0 q; g K, ^3 c	100
(140)	140 6 P2 g+ x- u9 o+ x7 T7 M	$ t% q" M+ ~1 w/ C	- 9 x( Z6 [' Q1 C" h! i" X	-
200 $ d: q& M7 j, Z	200	9 E# p+ ]4 h- ?# _
(280)	(280)	(50)
400 $ f& o6 r& R# o$ H7 o, @	400 # i! q- E& j; |	(100)
(560) 6 y7 ], Q6 g) O) ^7 x	(560) ! z P0 K$ d5 k% d