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:

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
   . Y/ K& ^7 m2 Q' G0 }: E6 v

   图1 轮廓的平均算术偏差

   
   

3 C0 u) ^$ Q; _/ G

    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

P0 H& P4 b9 J- @, M$ N

6 S3 }( Q, q$ E* X! R8 h( {1 m K7 G7 j) O# _

Ra=	1	∫	1 - R" j% k7 i1 Q% e	|y|dx
			' t7 D% R/ e- |8 \6 d8 `
	l 9 O' H& L) z; ^. J6 \6 W		0

7 C) O/ p, Q+ H
1. 或近似写成
   ; C) `3 _3 ^2 C3 U0 h2 F; @' p( E+ ?1 X6 y% E8 c) w4 p- n, E5 l+ _8 X4 D) s2 K

   Ra≈	1 1 r7 m8 D( _9 P; Z9 k1 F	0 q/ O; z' E8 p2 G; U' e% v6 U& O% x n I: b4 ~. S2 X1 W S i=1 , @% m7 U; a( B; {8 e' O	|y| : W1 R; ~1 _2 r6 N+ x
   	) x2 h, @; N. R, P) L			' }( [$ ^+ n6 w
   	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 7 Y5 ^+ s4 Z; |; i# N- I( {% K9 z0 }( {9 R- S: V5 c+ T# k3 q& B7 p& V; y

   RZ= / B) w) B# L8 }! X9 t	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) ; I$ Z. v% }: ]# E$ o
   	3 z* _8 R! h1 a" U4 j$ W# F
   	5

   
   ! y, t9 u1 }+ ^# E: G: c; u3 F3 F% V3 P9 D4 Q

   图2 不平度平均高度

   
   " d) x. Y2 J; T7 e. \) W# F5 t
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。
   

* z, |% w% f: \/ |7 o

    间距参数共有两个：

' w! m8 a' [& K$ r: ?. a

8 R( t8 \7 K; w$ q+ v# Q1 Z) t
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。 9 `, O* c/ H; c3 S" b
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。

1 I# J6 s# V' X( o! ^

5 U, P& k5 i$ U! V; `& b

    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。

0 R1 k i7 b2 \

    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。

    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。

3 o x# t1 W; Q: c( L* P r# n1 h

    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。

    （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。

; v M1 L1 O1 b% F# O7 `

    （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。

# Z- _" B+ A2 W/ @5 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）。

) l1 ~ C% s* R

    （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。

2 W. c' ?/ @) j8 N8 _2 m6 ~0 S" A, R/ R0 j0 t& Z8 ?$ v( g% v/ q5 V! |! j( Z" t' G' M1 @+ W ?7 h( e9 Y4 E7 r8 @6 L# H! r0 w. i# @4 t% r2 x/ \: A# ]2 m8 D9 F7 V) t8 V* b% n, m0 R4 b0 t8 E/ D9 H6 `; L$ P. p" I5 B7 ]% @ _1 q% U4 s! `

轮廓最大高度 Ry / F0 l) p5 \) }6 }/ q, |	不平度平均高度 Rz " A& [4 j2 Y, S+ P	轮廓的平均算术偏差 Ra	取样长度 l	光洁度 符号 2 P! h4 m5 @+ t
0.05 # }5 j- `$ l0 M+ T	0.05	0.013 ( k7 U+ \# \" B5 u$ N5 M; g- a6 O	-	ssss
0.1 7 L( i- h" G0 a% W& f! m$ J	0.1	0.025
0.2 7 O/ `, N1 `9 |$ I1 g! ^	0.2 ( p4 ~) a) n# i+ v	0.05 7 z. n4 s4 a4 E
0.4 " P5 G9 ]; \, O$ V	0.4 + _5 k9 {3 M: h6 a& K8 j S	0.10
0.8	0.8	0.20	0.25
1.6 \* B' |: i5 X5 W0 j7 n	1.6 8 E. ]/ G: t4 P5 j2 N- b	0.40 - j( G3 {! {, r e	0.8 4 O( S( v) v$ M/ Q) J	sss
3.2 2 Y4 g/ u q" L) [3 p2 y	3.2 3 g2 [; r3 a, G' l% d; u+ p	0.80
6.3 + P2 P9 i8 d X* D+ F0 Z	6.3 5 Z& n/ h, V+ b$ u+ N	1.6 0 r% X N) h; H! S g
12.5	12.5 , |% D) U( ~ i# M4 M) a# p	3.2	2.5	ss
(18) 1 L" `/ e/ L$ G; b1 _ K# K; n6 L4 c	(18)	6.3
25	25	( u6 p) ~6 o* D3 Q; ?6 u# F
(35)	(35)		- 0 G4 N0 b; l' _6 ?& y' i3 E' {	s
50	50	12.5 8 V8 o! t" D" e5 C
(70) 9 z n! t- k! p, x: e/ V2 I	(70) 9 d. I3 i N1 S9 z+ Z	25
100	100
(140)	140 ' `4 V8 }# L0 R$ G9 d. }) _		-	-
200	200	/ i5 _$ w5 S4 g, @7 t
(280) 0 m3 j+ d. u; b$ G& O) B( c8 Z	(280) ( `) f9 W, w* [! R/ _) w1 l1 ^	(50)
400	400	(100)
(560)	(560) # Z* e6 @3 Y/ l6 @3 _6 ~0 x O$ @1 `