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。

z! z- r3 z7 Y5 J# m- Y

    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。

( C# k& }1 b' _/ O4 M& o

     高度参数共有三个:

8 C( e' f% `1 k9 I, M" h
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
   $ L9 d7 g; x/ t0 W3 YF₁+F₃+……+F_n-1=F₂+F₄+……+F_n
   + E# _: c: T9 y$ q) m) U# }# ^7 n' h" R; j

   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

, ]( g" x% U; f! X" Y- Z3 N

2 U+ D& ], G( w7 C

" W" \3 k% r; ~8 ~2 g2 Q2 Z* r# S3 F7 K) |' E" q. K7 Z1 R( X& H; I7 h

Ra= 9 _; n: v: t8 d4 b9 u5 {( A+ l	1	∫ ( K3 c6 M3 U, U: G$ q	1	|y|dx
	l		0

1. 或近似写成
   % l+ ?# E e2 I; E2 M- A1 _5 u* U6 w4 }/ [, E& F8 N4 i# P j1 ~

   Ra≈ 4 k- {5 s! C' u B. B# I! N	1	/ P0 c7 S, m' U( p" \ {; q4 Z/ e( p* j4 R- ?! b% _9 |1 h/ G n S : G# n" y1 }" x0 ~. x i=1	|y|
   	( E* P1 y, U7 J' t% {1 m
   	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 3 a/ L- W0 p- P9 D* ]# V$ e, H! Z" p3 f, [) B6 R5 L; F0 v

   RZ=	(h1+h3+h5+h7+h9)-(h2+h4+h6+h8+h10) 8 u. w5 E0 W: D8 L5 h
   	& u7 s3 v- V. E/ g
   	5

   
   6 l$ e2 r* V4 Y" i) {) K! G' o7 g* c" ^/ T9 E3 g/ t

   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。
   

    间距参数共有两个：

# V5 r4 ~$ n; k- p; x

2 i. X6 K0 d+ L5 Y
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。

, \9 r1 z. S; q' k+ e' v

    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。

6 f; D8 T5 H+ d8 @9 I

    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。

5 T8 g" p- S# e n3 |+ L1 r$ T

    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。

3 C3 C6 n0 z. R4 n; G" M% X3 ]4 |

    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：

! Y5 l, u% j N7 w0 \

    （1）工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。

+ I7 T3 d2 k+ w$ m4 j9 r

    （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。

6 C* d$ @' ~) E$ 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。

; l4 v1 Q3 r4 y& Q6 K# D4 ^- e1 O9 N! T2 ~/ U2 x! y/ R4 I) |' `7 D: {- b7 a. C6 W8 _7 \% q, d! i! f; T t7 D5 m; b0 Y8 N- v$ B3 z: h2 h, R" m( U$ t4 S8 K7 Y4 A* X. W+ x3 d( w4 Q0 b5 J( M" p; G4 S* @+ I3 e0 g0 `7 d( n& j) Y+ K7 j2 c4 b' Q$ X" R4 b& ^" H* T. V) z; O$ t5 E$ L1 J5 I0 Z. M( B% \3 x) A0 w% l) }. n( e8 P8 i) K* z! m E7 v& g7 A' y/ b4 S. M9 l: I K( z% _' T+ y6 ~3 O9 M& x8 `6 o2 z: w' e+ ^+ @ C* p- z% l! Y4 M: r. ?9 K( ^+ S' M( b* k

轮廓最大高度 Ry	不平度平均高度 Rz 7 U$ N* S5 O0 ?	轮廓的平均算术偏差 Ra ( u. T+ Z9 G; S' Q	取样长度 l	光洁度 符号 5 u$ L, J$ d6 T0 l1 b- b, Z( H
0.05	0.05 ) G0 a) h' _+ [	0.013 1 C0 X, B! s7 a, y	- 7 _& \$ W) c! \" J: i2 T1 U	ssss
0.1 ! d( x+ V; q4 c3 ?2 b0 `# x	0.1	0.025
0.2 . j, B# U5 o% ^4 n" d& _' h+ q4 h4 t	0.2	0.05
0.4	0.4 + x9 s& `) Z. V, Y7 _0 e7 K! ~	0.10 0 d; M4 Z$ X* ~% {/ J# a( h- Q
0.8	0.8 : H; f) ^+ C. w& w& \4 v* p. g O	0.20	0.25
1.6	1.6	0.40 # ^( E' g# e+ O, R: }% r* s	0.8 % Z: @2 a% u) s9 \ w/ a0 a	sss 8 s8 b0 F3 c8 d5 J+ ^
3.2	3.2	0.80 / }# c9 Q! P6 }6 o
6.3	6.3 ' b! S* l; E. w4 X+ e; x4 L) B	1.6 n% a6 ?! F1 i+ K0 k6 P; ~$ W
12.5 1 R/ l8 ?5 e8 I	12.5 7 E" G2 E8 o2 r- d3 O) E	3.2 : L3 B* A$ z6 U' s8 ^	2.5	ss . X4 K# P8 w! Y# S
(18) % \2 C# N4 q7 z- c4 D- {6 U6 S- t# C' N	(18)	6.3
25	25 7 m$ Y' X2 \( K	' M3 O8 z9 ~ K% u ?
(35)	(35) , n9 |# P: x; L& ]4 I3 a	7 j; P% ]. _# M* m" M1 _1 h	- ' f+ e3 {% r. R! N( G( a	s
50	50 $ |" C% D1 [7 G. m	12.5 - S' n& K9 R+ i F
(70) 1 M7 Y1 J$ g" X0 N$ n7 d	(70)	25 ' n$ Y g9 Y& J: E( D& I% ^1 I# l# h
100 ) ^- {* K$ j- r1 ~4 Z	100 9 W6 n4 ]' m: z9 o! Q Q
(140) 0 s# @: m- D" N. a8 ^7 s# Y9 N	140	4 V8 b& x$ M( l	- # _. W, s1 B! N; h5 V) o* z. \	- * E3 ]1 ]0 B7 H4 l1 ]
200	200	! {) u4 |0 R# j
(280) * `6 Q9 _6 X9 v6 ^	(280)	(50) J- ]# C7 ]( Q- }1 J7 P
400 ' {& l3 A' K# G6 G	400 ) A8 Y$ L& V$ d0 O9 B	(100)
(560)	(560)