零件的表面粗糙度

机械导师

知识准备（五）：零件的表面粗糙度
零件的表面结构是指零件表面微观几何不平整特征，其包含：          ◆ 图中波纹最小的是表面粗糙度轮廓—R 轮廓；          ◆ 包络R轮廓的峰形成的轮廓是波度轮廓—W 轮廓；        ◆ 通过短波滤波器λs后生成的总轮廓是原始轮廓—P 轮廓。
国家标准对这些表面结构都给出了指标评定标准。这些轮廓都要在特定的仪器中观察到，在零件的实际加工中，一般用对照块规来比照鉴定，控制加工精度。
表面结构的三个参数描述意义不同但标注方式相同，其中表面粗糙度参数使用最为广泛，重点介绍表面粗糙度。
一、表面粗糙度的概念                     零件的各个表面无论加工得多么光滑，置于显微镜下观察，都可以看到峰谷不平的情况，如右图所示。             加工表面具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。       它的形成是由于零件在加工过程中，机床、刀具的振动、材料被切削时产生的塑性变形及刀痕等因素等造成的。
二、表面粗糙的评定参数
表面粗糙度是衡量零件质量的标志之一，它对零件的配合、耐磨性、抗腐蚀性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性和外观都有影响。           国家标准规定，评定表面粗糙度的高度参数有三个：轮廓算术平均偏差Ra、微观不平十点高度Rz、轮廓最大高度Ry。
目前在生产中评定零件表面质量的主要参数是轮廓算术平均偏差。它是在取样长度l内，轮廓偏距y绝对值的算术平均值，用Ra表示，如图所示。 　用公式可表示为：
Ra用电动轮廓仪测量，运算过程由仪器自动完成的。Ra的数值见下表。
Ra的数值 （单位：μm）
第一系列 0.012 0.025 0.050 0.10 0.20 0.40 0.80 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 第二系列 0.008 0.010 0.016 0.020 0.032 0.040 0.063 0.08 0.125 0.16 0.25 0.32 0.50 0.63 1.00 1.25 2.00 2.50 4.00 5.00 8.00 10.00 16.00 20.00 32.00 40.00 63.00 80.00

  

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三、表面粗糙度的标注(GB/T131-2006)

1、表面粗糙度符号

（1）符号、代号

在表面粗糙度这一产品几何量技术规范的符号、代号见下表。

表1 表面粗糙度符号

（2）标注示例

常见粗糙度参数Ra值的标注及其意义见下表3-4。

表2 表面粗糙度代号（粗糙度参数Ra值）的标注及含义

四．表面粗糙度在零件图上的标注 （注：表面结构要求特指表面粗糙度。）
（1）标注总则                    表面粗糙度对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。除非另有说明，所标注的表面粗糙度是对完工零件表面的要求。         表面粗糙度标注总的原则是根据GB/T4458.4的规定，使表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。
（2) 标注要求       表面粗糙度要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。必要时，表面粗糙度符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注，或直接标注在延长线上。
在不致于引起误解时，表面粗糙度要求可以标注在指定的尺寸线上，如图3-16。
（3） 表面粗糙度要求可标注在形位公差框格的上方，如下图。
（4) 圆柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只标注一次。如每个棱柱表面有不同的表面粗糙度要求，则应分别单独标注，如下图所示。
（5) 常见机械结构如圆角、倒角、螺纹、退刀槽、键槽的表面粗糙度要求标注如图所示。
6）简化注法：

五．表面粗糙度参数值的选择

零件表面粗糙度数值的选用，应该既要满足零件表面功用要求，又要考虑经济合理性。选用时要注意以下问题。

（1）在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度数值，以降低生产成本。 （2）一般情况下，零件的接触表面比非接触表面的粗糙度参数值要小。 （3）受循环载荷的表面极易引起应力集中的表面，表面粗糙度参数值要小。 （4）配合性质相同，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。 （5）运动速度高、单位压力大的磨擦表面比运动速度低，单位压力小的磨擦表面的粗糙度参数值小。 （6）要求密封性、耐腐蚀的表面其粗糙度参数值要小。

表3   常用加工方式的表面粗糙度