機(jī)加工表面粗糙度

1、4.1 基本概念4.1.1 表面粗糙度的定義表面粗糙度(Surface roughness )是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀 幾何形狀特性性它是一種微觀幾何形狀誤差，也稱為微觀不平度。表面粗糙度應(yīng)與形狀誤 差(宏觀幾何形狀誤差)和表面波度區(qū)別開。通常，波距小于1mm的屬于表面粗糙度,波距在110mm的屬于表面波度，波距大于10mm的屬于形狀誤差，如圖4-1所示。-V吃狀LIS-i-i點(diǎn)劃'酣BUET逋度利形狀責(zé)趟罰綿合辭晌4.1.2 表面粗糙度對(duì)機(jī)械零件使用性能的影響表面粗糙度的大小對(duì)零件的使用性能和使用壽命有很大影響。1. 影響零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，

2、相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面磨損得越快。然而，表面過于光滑，由于潤(rùn)滑油被擠出或分子間的吸附作用等原因，也會(huì)使摩擦阻力增大和加速磨損。2. 影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性零件表面的粗糙度對(duì)各類配合均有較大的影響。對(duì)于間隙配合，兩個(gè)表面粗糙的零件在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)迅速磨損，造成間隙增大，影響配合性質(zhì)；對(duì)于過盈配合，在裝配時(shí)表面上微觀凸峰極易被擠平，產(chǎn)生塑性變形，使裝配后的實(shí)際有效過盈減小，降低聯(lián)接強(qiáng)度；對(duì)于 過渡配合，因多用壓力及錘敲裝配，表面粗糙度也會(huì)使配合變松。3. 影響疲勞強(qiáng)度承受交變載荷作用的零件的失效多數(shù)是由于表面產(chǎn)生疲勞裂紋造成的。疲勞裂紋主要是由于表面微觀峰谷的波谷所造成的應(yīng)力集中引起的。零件表面越粗糙，波谷越

3、深，應(yīng)力集中 就越嚴(yán)重。因此，表面粗糙度影響零件的抗疲勞強(qiáng)度。4. 影響抗腐蝕性粗糙表面的微觀凹谷處易存積腐蝕性物質(zhì)，久而久之，這些腐蝕性物質(zhì)就會(huì)滲入到金屬層，造成表面銹蝕。此外，表面粗糙度對(duì)接觸剛度、密封性、產(chǎn)品外觀、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能以及表 面結(jié)合的膠合強(qiáng)度等都有很大影響。所以，在設(shè)計(jì)零件的幾何參數(shù)精度時(shí)，必須對(duì)其提出 合理的表面粗糙度要求，以保證機(jī)械零件的使用性能。.c n/hhx in g/book/versio n2/f42.htm4.3 表面粗糙度的選用4.3.1 評(píng)定參數(shù)的選用1. 幅度參數(shù)的選用幅度參數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基本參數(shù)，可以獨(dú)立選用。對(duì)于有

4、粗糙度要求的表面，必須選用一個(gè)幅度參數(shù)。對(duì)于幅度方向的粗糙度參數(shù)值在0.0256.3卩m的零件表面，標(biāo)準(zhǔn)推薦優(yōu)先選用Rs。這是因?yàn)镽a能夠比較全面地反映被測(cè)表面的微小峰谷特征，同時(shí)，上述圍用輪廓儀能夠很方便地 測(cè)出被測(cè)表面Ra的實(shí)際值。對(duì)于Ra在6.3100和0.0080.020 的零件表面可以選用 Rz。圖4-11中，五種表面的輪廓最大高度參數(shù)相同，但使用質(zhì)量顯然不同。因此，對(duì)于有特殊 要求的少數(shù)零件的重要表面，需要加選附加參數(shù)RSm或 Rmr(c)。2. 附加參數(shù)的選用參數(shù)RSm和Rmr(c) 一般不能作為獨(dú)立參數(shù)選用，只能作為幅度參數(shù)的附加參數(shù)選用。對(duì)于有特殊要求的表面，如噴涂均勻、涂層

5、有極好的附著性和光潔性等，RSM乍為附加參數(shù)選用。對(duì)于有較高支撐剛度和耐磨性的表面，Rmr(c)作為附加參數(shù)選用。4.3.2 參數(shù)值的選用1.表面粗糙度的參數(shù)值在GB/T 1031 95中，已經(jīng)將表面粗糙度的參數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)化。表4-1 表4-4分別是參數(shù)RaRz、RSm和Rmr(c)的參數(shù)值。表4-1 Ra 的參數(shù)值(摘自 GB/T1031-95 )卩m0.0120.23.2500.0250.46.31000.050.825表4-2 Rz 的數(shù)值(摘自 GB/T1031-95 )卩m0.0250.46.310016000.050.812.52000.11.6254000.23.

6、250800注：這里的 Rz對(duì)應(yīng)GB/T 3505-83 的Ry 表 4-3 RSm 的數(shù)值（摘自 GB/T1031-95） mm0.00150.812.5注：這里的 RSm對(duì)應(yīng)GB/T 3505-83的Sm表 4-4 Rmr（c） （% 的數(shù)值（摘自 GB/T 1031-95 ）10| 15| 20| 25| 30| 40| 50| 60| 70| 8090選用輪廓的支承長(zhǎng)度率參數(shù)Rmr(c)時(shí)，必須同時(shí)給出輪廓水平位置c值。它可用微米或 Rz的百分?jǐn)?shù)表示， 百分?jǐn)?shù)系列如下： Rz的5, 10, 15, 20, 25, 30,

7、40, 50, 60, 70, 80, 90% 2.表面粗糙度參數(shù)值的選用設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)值系列(表4-1 表4-4 )選取各項(xiàng)參數(shù)的參數(shù)值。選用原則是在滿足功能要求的前提下，參數(shù)的允許值盡量大 (Rmr(c)盡量小)。以便于加工，降低成本，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。選用方法目前多采用類比法。根據(jù)類比法初步確定參數(shù)值，同時(shí)還要考慮下列情況： 同一個(gè)零件上，工作表面比非工作表面的Ra或Rz值小。Ra或Rz值小。摩擦表面比非摩擦表面、滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大、受交變載荷作用的零件表面、以及最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的溝槽、圓角部位應(yīng)選用較小的粗糙度數(shù)值。要求配合穩(wěn)定、可靠時(shí)，

8、粗糙度參數(shù)值應(yīng)小些。如，小間隙配合表面、受重載作用的過盈配 合表面，都應(yīng)選用較小的粗糙度數(shù)值。協(xié)調(diào)好表面粗糙度參數(shù)值與尺寸及形位公差的關(guān)系。通常，尺寸、形位公差值小，表面粗糙 度Ra或Rz值也要??；尺寸公差等級(jí)相同時(shí)，軸比孔的粗糙度數(shù)值要小。防腐蝕性、密封性要求高，或外形要求美觀的表面應(yīng)選用較小的粗糙度數(shù)值。凡有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)表面粗糙度作出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)件或常用典型零件（例如，與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和基座孔、與鍵配合的軸槽、輪轂槽的工作面等），應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)確定其表面粗糙度參數(shù)值。表4-5和表4-6分別列出了各類配合要求的孔、軸表面粗糙度參數(shù)的推薦值和各種加工方法可能達(dá)到的表面粗糙度數(shù)值，供參考。表4-

9、5 各類配合要求的孔、軸表面粗糙度參數(shù)的推薦值配合要求孔軸輕 度 裝 卸（ 如 掛 輪、 滾 刀 等）基本尺寸mm尺寸公差等級(jí)5678 II5678Ra / i m 不大于< 50 0.8 0.850500 1.6 1.6過基本尺尺寸公差等級(jí)56785678鬲 寸mm 盈Ra / m 不大于配 合 按 機(jī) 械 壓 入 法 裝 配 按 執(zhí)八、< 500.85011.6

10、1205003.2Ra / i m 不大于..40.124128液體濕摩擦條件處 理 法 裝 配滑動(dòng)軸承配合尺寸公差等級(jí)69Ra / i m不大于0.81.6101260.810120.83.2精密定心用的配合2.546101622.4610162555徑向跳動(dòng)公差/mRa / i m 不大于0.4表4-6不同加工方法可能達(dá)到的表面粗糙度加工方法表面粗糙度Ra / i m加工方法表面粗糙度Ra / i m加工方法表面粗糙 度 Ra/ i m加工方法表面

11、粗糙度/ i mRa砂模鑄6.30100金剛鏜孔0.050.4車端面粗6.3025電解磨0.0121.造型 殼鑄造060金屬模鑄造1.6050鏜 孔粗6.3050半精1.60512.電火花加工0.80251.6025半0.406.3精0.401.6切割氣6.30100離心鑄造精00割精密鑄造0.8012.5精0.4001.6磨外圓粗0.8006.3鋸1.60100蠟?zāi)ｈT造0.4012.5鉸孔粗1.60512.半精0.100601.車3.2025壓力鑄造0.406.30半精0.4003.2精0.025400.銃12.550熱軋6.30100精0.100601.磨平面粗1.6003.2磨1.600

12、6.3模鍛1.60100拉 削半精0.4003.2半精0.4001.6工螺紋絲錐0.8006.3板牙0.2012.5精0.1000.精0.0250.梳0.806.3冷軋4040洗0擠壓0.4012.5滾銑粗3.2025衍磨平面0.025601.滾0.2000.8冷拉0.206.30半0.806.3圓:0.0120.車0.8012.精0柱405鋰0.4025精0.401.6研磨半0.050.4搓0.806.30精0絲0刮削0.4012.5端面銃粗3.20512.精0.0121000.滾壓0.4003.2Hu包肖粗6.3025半精0.4006.3拋光般0.100601.磨0.2001.6半1.60

13、6.精0.201.6精0.0120.研0.051.6精300100磨0精0.401.車外圓粗6.3025滾壓拋光0.053.2刨0.806.36000插銷1.6025半精1.60512.超精加工平面0.012400.滾0.8006.3鉆孔0.8025精0.201.6柱0.0120.插0.806.30面400擴(kuò) 孔粗6.3025磨0.1000.金剛車0.0250.化學(xué)磨0.802580精1.606.20剃0.201.6300433取樣長(zhǎng)度的選用一般情況下，在測(cè)量 Ra Rz時(shí)，推薦按表4-7選用對(duì)應(yīng)的取樣長(zhǎng)度及評(píng)定長(zhǎng)度值，此時(shí)取 樣長(zhǎng)度值的標(biāo)注在圖樣上或技術(shù)文件中可省略。當(dāng)有特殊要求時(shí)應(yīng)給出相應(yīng)

14、的取樣長(zhǎng)度值， 并在圖樣上或技術(shù)文件中注出。表4-7 lr 和In的數(shù)值（摘自 GB/T 1031-95）Ra/m>0.020.10>0.12.0>2.010.0>10.080.00.0080.02Rz/m0.0250.10>0.100.50>0.5010.0>10.050.0>50.032.0lr/mm0.08.0In/mm(ln=5l )12.540.04.4 表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及標(biāo)注圖樣上所標(biāo)注的表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)，是該表面完工后的要求。441表面粗糙度的符號(hào)表4-8是圖樣上表示零件表面粗糙度的

15、符合及其說明。若僅需要加工（采用去除材料的方法或不去除材料的方法）但對(duì)表面粗糙度的其他規(guī)定沒有要求時(shí)，允許只注表面粗糙度符 號(hào)。表4-8 表面粗糙度符號(hào)（摘自 GB/T131-93）符號(hào)意義及說明基本付號(hào)，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加注 粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說明（例如：表面處理、局部 熱處理狀況等）時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注基本付號(hào)加短劃，表示表面疋用去除材料的方法 獲得。例如：車、銃、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、 電火花加工、氣割等基本付號(hào)加小圓，表示表面疋用不去除材料的方 法獲得。例如：鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、 粉末冶金等。或者是用于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道 工序的狀況）在上

16、述三個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)邊上均可加一橫線，用于標(biāo)注 有關(guān)參數(shù)和說明。在上述三個(gè)付號(hào)上均可加小圓，表示所有表面具 有相冋的表面粗糙度要求4.4.2 表面粗糙度代號(hào)及其注法當(dāng)允許在表面粗糙度參數(shù)的所有實(shí)測(cè)值中超過規(guī)定值的個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16%寸，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注表面粗糙度參數(shù)的上限值或下限值。當(dāng)要求在表面粗糙度參數(shù)的所有實(shí)測(cè)值中不得超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注表面粗糙度參數(shù)的最大值或最小值。1.表面粗糙度幅度參數(shù)的標(biāo)注圖樣上所標(biāo)注的表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)是該表面完工后的要求。若僅需要加工（采用去除 材料的方法或不去除材料的方法）但對(duì)表面粗糙度的其它規(guī)定沒有要求時(shí)，允許只注表面粗糙度符號(hào)。幅度參數(shù)是表面粗糙度的基本

17、參數(shù)，Ra Rz在代號(hào)中用數(shù)值表示，單位為微米（ m , Ra的參數(shù)值前可不標(biāo)注參數(shù)代號(hào)，Rz的參數(shù)值前需標(biāo)注出相應(yīng)的參數(shù)代號(hào)。表4-9是表面粗糙度幅度參數(shù)的各種代號(hào)及其意義。表4-9 表面粗糙度幅度參數(shù)標(biāo)注的釋義(摘自 GB/T 131-93 )代號(hào)意義代號(hào)意義用任何方法獲得的表面粗 糙度，Ra的上限值為 3.2m用任何方法獲得的表面粗糙 度，Ra的最大值為3.2 i m用去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Ra的上限值為3.2 i m用去除材料方法獲得的表面 粗糙度，Ra的最大值為3.21 m用不去除材料方法獲得的 表面粗糙度，Ra的上限值為 3.2 i m用不去除材料方法獲得的表 面粗糙度，

18、Ra的最大值為3.21 m用去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Ra的上限值為3.2 i m,Ra的下限值為1.61 m用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為3.21 m, Ra的最小值為1.6 i m用不去除材料方法獲得的 表面粗糙度，Rz的上限值為 200 i m用不去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Rz的最大值為200i m用去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Rz的上限值為3.2 i m,下限值為1.6 i m用去除材料方法獲得的表面 粗糙度，Rz的最大值為3.2i m,最小值為 1.6 i m2.表面粗糙度附加參數(shù)的標(biāo)注若需要標(biāo)注表面粗糙度的附加參數(shù) RSm或 Rmr(c)時(shí)，應(yīng)注在符

19、號(hào)長(zhǎng)邊的橫線下面， 數(shù)值寫 在相應(yīng)代號(hào)的后面。圖 4-12中，(a)是RSm止限值的標(biāo)注示例；(b)是RSm最大值的標(biāo)注 示例；(c)是Rmr(c)的標(biāo)注示例，表示水平位置 c在Rz的50%位置上，Rmr(c)為70% 此 時(shí)Rmr(c)為下限值；(d)是Rmr(c)最小值的標(biāo)注示例。3.表面粗糙度其它項(xiàng)目的標(biāo)注 表面粗糙度數(shù)值及其有關(guān)的規(guī)定在符號(hào)中注寫的位置見圖4-13。取樣長(zhǎng)度應(yīng)標(biāo)注在符號(hào)長(zhǎng)邊的橫線下面，單位為 mm見圖圖4-14(a)。若按GB 10610-89 的有關(guān)規(guī)定(見表 4-7 )選用對(duì)應(yīng)的取樣長(zhǎng)度時(shí)，在圖樣上可省略標(biāo)注。£Ej b亠y “一帀粘址胡廖：:線甘

20、3;工14用1檢筮林:： *1一昭弦-勿"Bf 一冷nt-養(yǎng)尸介壬隹片莒謨旳牛I=辛*44盤查二中色士審雄 .£ - lrj.fcPfl*!- ilM*-卓貳乂斗旳"=0找壬冃用住ttn：滬人點(diǎn)叱：亞忙審三砒于funE-13如圖樣上注出的表面粗糙度要求由指定的加工方法獲得時(shí)，可用文字標(biāo)注在符號(hào)長(zhǎng)邊的橫線上面，見圖4-14(b)。需要標(biāo)注加工余量時(shí)，可在符號(hào)的左邊加注加工余量數(shù)值，單位為mm見圖4.14(c)。需要控制表面加工紋理方向時(shí)，可在符號(hào)的右邊加注加工紋理方向符號(hào)，見圖4-14(d)常見的加工紋理方向符號(hào)見表 4-10。表4-10 加工紋理方向的符號(hào)(摘自 GB/T 131-95)符號(hào)示意圖符號(hào)示意圖=紋理平行于標(biāo)注代號(hào)的視圖投 影面X紋理呈兩相交的方向丄紋理垂直于標(biāo)注代號(hào)的視圖投 影面M紋理呈多方向注：若表中所列符號(hào)不能清楚表明所要求的紋理方