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表面粗糙度基础知识

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所谓表面粗糙度就是加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。

评定参数:通常采用下列参数之一来定量评定表面粗糙度

1、轮廓算术平均偏差Ra:在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值

或近似为中轮廓偏距y指在测量方向上轮廓点与基准线之间的距离。基准线为轮廓的最小二乘中线O。这条线划分轮廓并使其在取样长度内轮廓偏离该线的平方和为最小。

2、微观不平度十点高度Rz:在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与 5个最大的轮廓谷深的平均值之和

式中ypi是第i个最大的轮廓峰高,yvi是第i个最大的轮廓谷深。

3、轮廓最大高度Ry:在取样长度L内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离

关于表面粗糙度的数值和表面特征、获得方法、应用举例请参见下表

用电子仪器或光学仪器测量出Ra、Rz和Ry的数值即可定量评定表面粗糙度。在实际生产中,经常凭人的视觉和触感并用样块与被加工表面相比较来鉴定其粗糙度。

标注方法:在零件图上用符号标注加工表面的特征。为基本符号,单独使用这一符号是没有意义的,加注参数值时表示表面可用任何方法获得。

表面光洁度:表面粗糙度的另一称法。表面光洁度是按人的视觉观点提出来的,而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后,表面光洁度已改为表面粗糙度。


补充:表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),用肉眼是难以区别的,因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则表面越光滑。表面粗糙度的大小,对机械零件的使用性能有很大的影响,主要表现在以下几个方面:

  1. 表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面间的有效接触面积越小,压强越大,磨损就越快。

  2. 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说,表面越粗糙,就越易磨损,使工作过程中间隙逐渐增大;对过盈配合来说,由于装配时将微观凸峰挤平,减小了实际有效过盈,降低了联结强度。

  3. 表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷,它们像尖角缺口和裂纹一样,对应力集中很敏感,从而影响零件的疲劳强度。

  4. 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面,易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层,造成表面腐蚀。

  5. 表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合,气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

此外,表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有影响。

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图1:评定表面粗糙度的参数

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图2

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图3

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图4


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图5

 

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