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表面粗糙度基礎知識

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所謂表面粗糙度就是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。

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,例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。表面粗糙度與機械零件的配合性質、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關系,對機械產品的使用壽命和可靠性有重要影響。

評定參數:通常采用下列參數之一來定量評定表面粗糙度

1、輪廓算術平均偏差Ra:在取樣長度L內輪廓偏距絕對值的算術平均值

或近似為中輪廓偏距y指在測量方向上輪廓點與基準線之間的距離;鶞示為輪廓的最小二乘中線O。這條線劃分輪廓并使其在取樣長度內輪廓偏離該線的平方和為最小。

2、微觀不平度十點高度Rz:在取樣長度l內5個最大的輪廓峰高的平均值與 5個最大的輪廓谷深的平均值之和

式中ypi是第i個最大的輪廓峰高,yvi是第i個最大的輪廓谷深。

3、輪廓最大高度Ry:在取樣長度L內輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離

關于表面粗糙度的數值和表面特征、獲得方法、應用舉例請參見下表

用電子儀器或光學儀器測量出Ra、Rz和Ry的數值即可定量評定表面粗糙度。在實際生產中,經常憑人的視覺和觸感并用樣塊與被加工表面相比較來鑒定其粗糙度。

標注方法:在零件圖上用符號標注加工表面的特征。為基本符號,單獨使用這一符號是沒有意義的,加注參數值時表示表面可用任何方法獲得。

表面光潔度:表面粗糙度的另一稱法。表面光潔度是按人的視覺觀點提出來的,而表面粗糙度是按表面微觀幾何形狀的實際提出來的。在表面粗糙度國家標準GB3505-83、GB1031-83頒布后,表面光潔度已改為表面粗糙度。


補充:表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很。ㄔ1mm以下),用肉眼是難以區別的,因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小,則表面越光滑。表面粗糙度的大小,對機械零件的使用性能有很大的影響,主要表現在以下幾個方面:

  1. 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面間的有效接觸面積越小,壓強越大,磨損就越快。

  2. 表面粗糙度影響配合性質的穩定性。對間隙配合來說,表面越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過盈配合來說,由于裝配時將微觀凸峰擠平,減小了實際有效過盈,降低了聯結強度。

  3. 表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷,它們像尖角缺口和裂紋一樣,對應力集中很敏感,從而影響零件的疲勞強度。

  4. 表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面,易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內層,造成表面腐蝕。

  5. 表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合,氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。

此外,表面粗糙度對零件的外觀、測量精度也有影響。

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圖1:評定表面粗糙度的參數

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圖2

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圖3

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圖4


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圖5

 

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