表面粗糙度及其加工方法
表面粗糙度选择原则及其机加工方法
表面粗糙度选择很详细的37．表面粗糙度如何选择？答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济性。
38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。
摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。
受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值应选得小些。
配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠，受重载的过盈配合表面等都应取较小的表面粗糙度值。
配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。
同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下有一定的对应关系。
39．表面粗糙度Ra为50-100μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。
铸、锻、气割毛坯可达此要求。
40．表面粗糙度Ra为25μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。
铸、锻、气割毛坯可达此要求。
41．表面粗糙度Ra为12.5μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。
42．表面粗糙度Ra为6.3μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面，所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。
43．表面粗糙度Ra为3.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先加工面，主轴非接触的全部外表面等。
粗糙度与加工方法
粗糙度与加工方法表面粗糙度选用与加工方法表面粗糙度选用序号=1Ra值不大于\μm=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用序号=2Ra值不大于\μm=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等序号=3Ra值不大于\μm=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面序号=4Ra值不大于\μm=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。
紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等序号=5Ra值不大于\μm=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。
要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。
不重要的紧固螺纹的表面。
需要滚花或氧化处理的表面序号=6Ra值不大于\μm=1.6表面状况=看不清加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面序号=7Ra值不大于\μm=0.8表面状况=可辨加工痕迹的方向加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm的E、D 级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔（H8，H9），磨削的齿轮表面等序号=8Ra值不大于\μm=0.4表面状况=微辨加工痕迹的方向加工方法=铰、磨、镗、拉、刮3～10点/cm^2、滚压应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13～IT16级孔和序号=9Ra值不大于\μm=0.2表面状况=不可辨加工痕迹的方向加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工应用举例=工作时受变应力作用的重要零件的表面。
粗糙度与加工方法对应表
表面粗糙度选用-----------------------------------------------------------序号=1Ra值不大于\μm=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用-----------------------------------------------------------序号=2Ra值不大于\μm=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等-----------------------------------------------------------序号=3Ra值不大于\μm=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面-----------------------------------------------------------序号=4Ra值不大于\μm=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。
紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等-----------------------------------------------------------序号=5Ra值不大于\μm=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。
要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。
不同加工方法获得的表面粗糙度
各种加工方法能达到的表面粗糙度由于机械加工表面质量对机器零件的使用性能如耐磨性、接触刚度、疲劳强度、配合性质、抗腐蚀性能以及精度的稳定性能有很大的影响，因此对机器零件的重要表面应提出一定的表面质量要求。
加工表面质量包括两个反复面的内容：（1）已加工表面的几何形状特征，主要指已加工表面的粗糙度、波度和纹理方向。
（2）已加工表面层的物理品质，主要包括表面层的加工硬化程度及冷硬层深度，表面层残余应力的性质、大小及分布状况，加工表面层的金相组织变化。
已加工表面粗糙度1. 表面粗糙度的形成原因及降低措施（1）切削加工表面粗糙度形成原因1）几何因素，几何因素所产生的表面粗糙度主要决定于残留面积高度（见图3-1中的H）。
图3-1 车削时的残留面积高度2）物理因素，切削加工后表面的实际粗糙度最大值往往高于残留面积高度，这主要是因为在切削加工过程中还存在各种物理因素的影响。
这些物理因素主要是积屑瘤、鳞刺、金属材料的塑性变形，以及工艺系统的振动等。
（2）降低切削加工表面粗糙度的措施1）刀具方面，增大刀尖圆弧半径rε，减小主偏角kr及副偏角k′r；使用长度比进给量稍大一些的修光刃（k′r=0°）；提高刀具刃磨质量，减小刀具前、后到面的粗糙值（抛光至Ra1.25μm以下）；采用较大的前角y0加工塑性大的材料；限制副刀刃上的磨损量；选用细粒的硬质合金切削谈素工具钢，用金刚石或矿物陶瓷刀具加工有色金属，高速钢刀具采用TiN涂层等。
2）工件方面，切削低碳钢、低合金钢时，对工件进行调质处理；加工中碳钢及中碳合金钢时，若采用较高切削速度，工件应为珠光体组织，若采用较低切削速度，工件应为片状珠光体加细晶粒的铁素体组织；易切削钢中应含有硫、铅等元素；灰铸铁中石墨的颗粒尺寸应小。
3）切削条件反复面，以较高的切削速度切削塑性材料，减小进给量（见图3-2）；采用高效切削液；提高机床运动精度，增强工艺系统刚度等。
图3-2 切削速度及进给量对表面粗糙度的影响工件：35钢，刀具：YT15，切削深度a p=0.5mm（3）磨削表面粗糙形成原因及降低措施磨削表面粗糙度形成原因既有几何因素（残留面积），也有塑性变形、软化、微熔等物理因素，以及工艺系统振动的印象，因此降低磨削表面粗糙度的主要措施是：1）砂轮特性方面，采用细粒度砂轮（砂轮粒度号一般不超过80号，常用的是46~60号）；根据工件材料、磨料等选择适宜的砂轮轮硬度（通常选用中软砂轮）；刚玉或氧化铝类砂轮适于磨削各种钢制零件，碳化硅类砂轮适于磨削硬质合金、铸铁、黄铜、铝等，人造金刚石砂轮适于加工光学玻璃、陶瓷，立方氮化硼砂轮可用于磨削高硬度、高强度钢；组织紧密的砂轮适用于精磨、成形磨削，中等组织的砂轮适用于一般磨削，疏松组织的砂轮适用于粗磨、平面磨、内圆磨、以及热敏感性较强的材料、软金属和薄壁工件的磨削；增大砂轮宽度，采用直径较大砂轮等。
表面粗糙度加工方式
表面粗糙度加工方式表面粗糙度是指实物表面的不平整程度，通常用微米（μm）或纳米（nm）来表示。
在工程制造中，表面粗糙度是一个非常重要的因素，因为它直接影响着零件的功能性能、质量和寿命。
因此，精确控制和加工表面粗糙度是现代制造工艺中必不可少的环节之一。
表面粗糙度的加工方式有很多种，下面我将介绍一些常见的加工方法和技术。
1.机械加工：机械加工是最常见的表面粗糙度加工方式之一。
常用的机械加工方法有磨削、铣削、车削、镗削等。
这些方法通过切削或研磨材料的方式，去除表面的不平整部分，从而达到减小表面粗糙度的目的。
2.研磨和抛光：研磨和抛光是通过研磨机械设备和磨料来加工表面，去除不平整和尖锐的部分，并提高表面的光滑度。
这种方法常用于对精密零件的加工，如光学元件、镜面等。
3.化学处理：化学处理是一种通过化学反应来改变表面粗糙度的方法。
常见的化学处理方式包括电镀、防锈处理、阳极氧化等。
这些处理方式可以在表面形成一层保护膜或改变表面的化学性质，从而改善表面光洁度和耐腐蚀性能。
4.热处理：热处理是一种通过加热和冷却的方式来改变材料的组织结构和性能的方法。
在热处理过程中，材料的表面粗糙度也会发生改变。
例如，淬火和回火可以使材料表面形成硬度高、抗磨损性能更好的层。
5.表面喷涂：表面喷涂是一种通过将涂层喷射到工件表面，从而改变其表面粗糙度和性能的方法。
常用的喷涂方式包括喷漆、喷粉末、喷涂液等。
这些涂层可以增加表面的光滑度、硬度和耐腐蚀性能。
6.激光加工：激光加工是一种非接触式加工方式，可以对材料进行高精度的加工。
激光可以通过高能量的热、蒸发和熔化的方式，去除表面的不平整部分，从而改善表面的粗糙度。
以上是一些常见的表面粗糙度加工方式，每种方式都有其适用的场合和限制。
在实际应用中，需要根据具体材料和要求选择合适的加工方式。
同时，加工后的表面粗糙度应该符合相关标准和要求，以确保零件的质量和性能。
除了加工方式之外，还可以通过优化工艺参数、采用更高精度的加工设备、改进材料和润滑剂等措施来减小表面粗糙度。
表面粗糙度标注及对应的加工方法
一.表面粗糙度的符号注意：极限值表示参数的实测值中允许少于总数的16%的实测值超过规定值，高度参数常用Ra，在图中标注时常省略。
无max min则表示是上极限或下极限，如果有则表示最大值和最小值，单位为微米基本符号，表示可使用任何方法获得基本符号加一短划，表示表面用去除材料的方法获得表示用不去除材料方法获得（铸锻冲压等）表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求二.表面粗糙度的代号1.d' =h/10；H=1.4h；h为字体高度a1、a2--粗糙度高度参数的允许值(mm)；b加工方法、镀涂或其他表面处理；c取样长度(mm)；d加工纹理方向符号；e加工余量(mm)；f粗糙度间距参数值(mm)或轮廊支承长度率。
2.零件的加工表面的粗糙度要求由指定的加工方法获得，用文字标注在符号上边的横线，加工方法也可在图样的技术要求中说明3.加工纹理方向：= 纹理平行于标注符号的视图的投影面⊥纹理垂直于标注符号的视图的投影面x 纹理呈两相交的方向M 纹理呈多方向c 纹理呈近似同心圆R 纹理呈近似的放射状p 纹理无方向或凸起的细粒状4.加工余量：注在符号的左侧，标注时数值要加上括号，单位为毫米5.参数S Sm Tp l的标注，应标注在符号长边的横线下面，并且必须在参数值前注写参数的符号三。
表面粗糙度符号、代号在图样上的标注一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向表面，代号中数字及符号的注写方向必须与尺寸数字方向一致标准规定在同一图样上，每一表面一般只标注一次。
当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代号可以统一注在图样的右上角，并加注“其余”两字 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其代号可在图样的右上角统一标注序号 标注规定及说明 图 例１当零件的大部分表面具有相同的表由粗糙度要求时，对其中使用最多的一种代（符）号可统一注在图样的右上角，并加注‘其余”两字，且应是图样上其它代（符）号高度的1.4倍２代号中数字注写方向应与尺寸数字方向一致；倾斜表面的代号及数字标控方向应符合图右规定３带有横线的表面粗糙度应按右图方式标注４当地位狭小不使标注时．可引出标注；细线相连的不连续同一表面．只要标注５零件所在表面具有相同的表面粗糙度要求，在右上角统一标注代号６简化注法；为了简化标注方法，或标注位置受到限制时．可以标注简化代号，但必须在标题栏附近说明这些简化代号的意义７省略注法当仅有同一种表而粗糙度的去除材料加工的在面．以及不会除材料的表面时，可采用省略注法，但必须在标题附近说明这些省略代号的意义８零件上重复素（孔，槽，齿等）的表面只标注其中一个。
3.2表面粗糙度的加工方法
3.2表面粗糙度的加工方法
1. 铣削：通过将工件放置在铣床上，利用旋转的铣刀对工件进行切削来改变表面形态，从而改变表面粗糙度。
2. 铣花：利用具有一定凸起和凹陷的车床刀具在工件上进行切削或者刻划，形成花纹状的表面，从而改变表面粗糙度。
3. 研磨：利用研磨机或者手工研磨工具对工件表面进行加工，通过磨砂纸、砂轮或者研磨材料与工件相互作用，改变表面粗糙度。
4. 抛光：通过抛光机或者手工抛光工具对工件表面进行加工，利用抛光砂轮或者抛光材料与工件表面摩擦，改变表面粗糙度。
5. 刷光：利用刷光机或者手工刷光工具对工件表面进行加工，通过刷毛与工件表面接触，改变表面粗糙度。
6. 电化学抛光：利用电解液和电流对工件表面进行加工，通过控制电解液中的成分和工件与电极之间的电流密度，改变表面粗糙度。
这些加工方法可以单独或者结合使用，根据具体的工艺要求选择适当的加工方法来达到要求的表面粗糙度。
表面粗糙度国际标准加工方法(单位：μm)
SPI(B2)
Ra0.1
SPI(B3)
Ra0.2
Ra0.4
微辨加工痕 迹的方向
Ra0.8
可辨加工痕 迹的方向， 模板大平面 。
Ra1.6
.5 Ra25
Ra50
粗加工表面
8407 52HRC SPI(A2) Ra0.01 钻石膏抛光 DF-2 58HRC
XW-10 SPI(A3) Ra0.02 钻石膏抛光 S136
60HRC 300HB
718SUPRE 300HB ME SPI(B1) Ra0.05 1200#1500#砂纸 省光 1200#1500#砂纸 省光 精加工：精 车，精刨， 精铣，磨， 铰，刮后用 800#-1000# 砂纸省光 精加工：精 车，精刨， 精铣，磨， 铰，刮后用 800#-1000# 砂纸省光 精加工：精 车，精刨， 精铣，磨， 铰，刮，线 割，电火花 。 精加工：精 车，精刨， 精铣，磨， 铰，刮，线 割，电火花 。 中加工表面 一般加工 中加工表面 一般加工 粗加工表面 粗加工表面
表面粗糙度国际标准加工方法（单位：µｍ） 标准等级代 号 SPI(A1) 表面粗糙度 Ra0.005 加工工具(方 加工材料及硬度要求 法) 54HRC 钻石膏抛光 S136 光度描述 光洁度非常 高,镜面效果 。塑胶透明 镜片模，前 后模表面。 光洁度较低, 没有砂纸纹 。一般透明 塑胶模前后 模表面。 光洁度较低, 没有砂纸纹 。一般透明 塑胶模前后 模表面。 没有光亮度, 有轻微砂纸 纹 没有光亮度, 有轻微砂纸 纹 没有光亮度, 有轻微砂纸 纹不辨加工 痕迹的方向
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微辨加工痕迹的方向
铰、磨、镗、拉、刮3～10点／cm2、滚压
要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7级的轴、孔配合表面，精度较高的轮齿表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80 mm的E、D级轴承配合的轴颈表面，与橡胶密封件接触的轴表面，尺寸大于120mm的IT13～IT16级孔和轴用量规的测量表面
0.1
暗光泽面
超级加工
工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面，活塞销的外表面，仪器导轨面，阀的工作面。尺寸小于120 mm的IT10～IT12级孔和轴用量规测量表面等
塞、柱塞和汽缸内表面，摩擦离合器的摩擦表面，对同轴度有精确要求的轴和孔，滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面
6.3
可见加工痕迹
车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿
不重要零件的非配合表面，如支柱、支架、外壳、补套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圆表面等
3.2
微见加工痕迹
车、镗、刨、铣、刮1～2点／cm2、拉、磨、锉、滚压、铣齿
和其他零件联接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴肩，键和键槽的工作表面，不重要的紧固螺纹的表面，需要滚花或氧化处理的表面等
1.6
看不清加工痕迹
车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点／cm2、铣齿
安装直径超过80 mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面等
0.8
可辨加工痕迹的方向
车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点／cm2、滚压
要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G级精度滚动轴承相配合的轴颈和外壳孔，中速转动的轴颈，直径超过80 mm的E、D级滚动轴承配合的轴颈及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔(H7)，间隙配合IT8～IT9级的孔(H8，H9)，磨削的轮齿表面等
0.025
镜状光泽面
高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面，中等精度仪器零件配合表面，尺寸大于120 mm的IT6级孔用量规、小于120 mm的IT7～IT9级轴用和孔用量规测量表面
0.012
雾状镜面
超级加工
仪器的测量表面和配合表面尺寸超过100 mm的块规工作面
0.0063
块规的工作表面，高精度测量仪器的测量面，高精度仪器摩擦机构的支承表面
表面粗糙度及其加工方法
Ra／μm
≤
表面状况
加工方法
应用举例
100
明显可见的刀痕
粗车、镗、刨、钻
粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗锉刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用
25、50
粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等
12.5
可见刀痕
粗车、刨、铣、钻
一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面等
0.2
不可辨加工痕迹的方向
布轮磨、磨、研磨、超级加工
工作时受变应力作用的重要零件的表面。保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性，并在工作时不破坏配合性质的表面，如轴颈表面、要求气密的表面和支承表面、圆锥定心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的齿面，与C级滚动轴承配合的轴颈表面，尺寸大于315 mm的IT7～IT9级孔和轴用量规及尺寸大于120～315 mm的IT10～IT12级孔和轴用量规的测量表面等