表面粗糙度对精梳机零件及功能的影响分析
机械加工表面粗糙度及其影响因素
题目机械加工表面粗糙度及其影响因素摘要：在现代工业生产中，许多制件的表面被加工而具有特定的技术性能特征，诸如：制件表面的耐磨性、密封性、配合性质、传热性、导电性以及对光线和声波的反射性，液体和气体在壁面的流动性、腐蚀性，薄膜、集成电路元件以及人造器官的表面性能，测量仪器和机床的精度、可靠性、振动和噪声等等功能，而这些技术性能的评价常常依赖于制件表面特征的状况，也就是与表面的几何结构特征有密切联系。
因此，控制加工表面质量的核心问题在于它的使用功能，应该根据各类制件自身的特点规定能满足其使用要求的表面特征参量。
不难看出，对特定的加工表面，我们总希望用最(或比较)恰当的表面特征参数去评价它，以期达到预期的功能要求；同时我们希望参数本身应该稳定，能够反映表面本质的特征，不受评定基准及仪器分辨率的影响，减少因对随机过程进行测量而带来参数示值误差。
关键词：机械加工表面粗糙度表面质量物理因素1. 绪论1.1机械加工表面粗糙度历史表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定量评定两个阶段。
表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。
但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉来确定。
在20世纪20～30年代，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表面。
为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。
从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。
表面粗糙度
5.两种或多种工艺获得的同一表面的注法
铎-互换性-5-表面粗糙度 20
6.粗糙度的简化标注
铎-互换性-5-表面粗糙度
21
§4
表面粗糙度的选择
一、粗糙度评定参数的选择
在机械零件精度的设计中,通常只给出幅度参 数Ra或Rz及允许值。 根据功能需要,可附加选用间距参数或其他的 评定参数及相应的允许值。 1.国标规定当Ra为0.025～6.3μm或Rz为 0.100～25μm范围时,应优先选用Ra参数
第5章
表面粗糙度
J6-30
王萌萌
主讲
1
§1
概述
一、表面结构 机械加工后的工件表面,总会遗留下切削刃或 磨料的加工痕迹。再光滑的表面,放大观察也会 发现它们是高低不平的。
2
二、表面粗糙度的概念
零件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称为表面粗糙度。
表面粗糙度越小，零件表面越光洁。 三、表面粗糙度对零件使用性能的影响 1.对配合性质的影响 2.对耐磨性的影响 表面越粗糙,则摩擦阻力越大,零件磨损也越快
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4.配合性质要求高的结合表面,间隙小的配合 表面以及要求连接可靠、受重载荷的过盈配合表 面等都应取较小的粗糙度参数值。 5.通常尺寸精度和几何精度要求愈高的部位, 参数值应愈小。 6.与标准件配合时,按标准件规定选。
7.配合性质相同,尺寸越小,则粗糙度参数值 越小；同一精度等级,小尺寸比大尺寸、轴比孔 粗糙度参数值要小。
4
§2
表面粗糙度的评定参数
关于粗糙度的国家标准有：GB/T3505-2009、 GB/T1031-2009、GB/T131-2006等为生产、设计 中遵照应用。
一、基本术语及定义
表面粗糙度等级
表面粗糙度等级表面粗糙度对模具制造业来说是十分重要的，因为它直接影响到零件的加工精度和配合性质。
1、表面粗糙度一般根据其轮廓算术平均偏差Ra来评定。
如果加工后零件轮廓的实际尺寸大于表面粗糙度要求的公差带时，则认为表面粗糙度很差，该零件则不能验收;反之，则为表面粗糙度好。
2、在表面粗糙度数值一定的条件下，表面粗糙度越小，加工表面的摩擦阻力就越小，也就是同样参数的压力油作用在加工表面上所产生的切削力就越小，这样有利于提高加工精度。
二、影响表面粗糙度的主要因素： 1、表面粗糙度对零件使用性能的影响。
零件的强度、刚度和稳定性都与表面粗糙度密切相关。
机械工程中多用形状误差来评价零件的形状精度。
2、表面粗糙度对模具寿命的影响。
模具的使用寿命除了由材料决定外，主要取决于模具零件的加工质量和表面粗糙度。
零件的形状误差、表面粗糙度及表面硬度与模具寿命成正比关系。
3、表面粗糙度对模具制造费用的影响。
表面粗糙度数值越小，对模具制造的难度就越大，但是制造费用就越低。
4、表面粗糙度对模具使用性能的影响。
模具经过抛光后，表面粗糙度会显著提高，这有利于减少磨擦热，使得模具导热性能好，使模具温度较低，有利于延长模具的使用寿命。
不论什么样的模具，其表面粗糙度总希望达到Ra≤Ra0.25。
但是，目前我国模具表面粗糙度要求的最低值是Ra≤Ra0.08，而国际标准则要求Ra≤Ra0.04。
造成这种现象的原因是：表面粗糙度大的凹模，其导热性差，在塑料注射成型过程中需要更多的冷却时间;在冷却过程中由于塑料的补缩作用，也使凹模的温度升高;在冷却过程中还有塑料溢流进入凹模内部，因此，会使凹模表面烧损。
有人曾做过这样的试验，将冷却后的凹模重新放在高温炉内加热至1300摄氏度左右，其变形量与冷却前相比可以减少一半左右，凹模的耐用度与冷却前相比可以提高6倍左右。
因此，模具冷却水道应设计成“ U”字形，并且应尽量增大管径，从而保证足够的冷却水通路。
表面粗糙度对材料性能的影响研究
表面粗糙度对材料性能的影响研究引言材料的表面粗糙度是指材料表面的几何形态和表面特征的数量描述。
表面粗糙度是一个重要的表征材料质量和性能的指标，它对材料的功能性能和工作寿命有着重要的影响。
因此，研究表面粗糙度对材料性能的影响，对于材料科学和工程应用有着重要的意义。
第一部分：表面粗糙度与摩擦磨损性能材料的表面粗糙度对其摩擦磨损性能有着直接的影响。
在两个材料表面接触的摩擦过程中，粗糙表面之间的接触面积更大，摩擦力也更大。
同时，表面的凹坑和微观形貌也会增加摩擦阻力，造成更大的磨损。
因此，表面粗糙度较大的材料在摩擦磨损过程中更容易受到磨损，降低了材料的工作寿命。
然而，适当的表面粗糙度对于材料的摩擦磨损性能也有积极的影响。
一定范围内的表面粗糙度可以形成一层稳定的润滑膜，减小摩擦力和磨损。
例如，在机械零部件的配对摩擦中，适当的表面粗糙度可提高润滑膜的形成，并减小摩擦磨损。
第二部分：表面粗糙度与光学性能材料的表面粗糙度也对其光学性能有着重要的影响。
粗糙表面会导致光的散射和反射，减弱光的传播和透过性。
这种散射和反射会削弱材料的透明度和光学质量，影响材料的光学应用。
因此，在光学材料的制备过程中，控制表面粗糙度至关重要。
通过精细的加工技术和表面处理方法，可以改善材料的表面质量，减少表面缺陷和粗糙度，提高材料的透明度和光学性能。
第三部分：表面粗糙度与涂层附着力在许多材料应用领域，如汽车、航空航天和建筑等，涂层的附着力是关键性能之一。
表面粗糙度可以显著影响涂层的附着力。
较大的表面粗糙度可以增加涂层与基材之间的机械锚定，加强涂层的附着力。
通过增加粗糙度，涂层材料可以更好地进入凹陷和微观间隙，形成更牢固的粘附，提高涂层的耐久性和性能。
然而，过大的表面粗糙度也会导致涂层的附着力下降。
过大的粗糙度会阻碍涂层材料的扩散和渗透，降低涂层与基材之间的接触面积，减弱涂层的附着力。
因此，在涂层工艺中，需要根据具体应用的要求，对表面粗糙度进行适当的调控。
影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施
职教类影响机械加工表面粗糙度的几个因素及措施摘要：表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，它是评价零件的一项重要指标。
一般说来，它的波距和波高都比较小，是一种微观的几何形状误差。
对机械加工表面，表面粗糙度是由切削时的刀痕，刀具和加工表面之间的摩擦，切削时的塑性变形，以及工艺系统中的高频振动等原因所造成的。
表面粗糙度是检验零件质量的主要依据，它的选择直接关系到生产成本、产品的质量、使用寿命。
关键词：机械加工表面粗糙度提高措施随着工业技术的飞速发展，机器的使用要求越来越高，一些重要零件在高压力、高速、高温等高要求条件下工作，表面层的任何缺陷，不仅直接影响零件的工作性能，而且还可能引起应力集中、应力腐蚀等现象，将进一步加速零件的失效，这一切都与加工表面质量有很大关系。
因而表面质量问题越来越受到各方面的重视。
一、机械加工表面粗糙度对零件使用性能的影响表面粗糙度对零件的配合精度，疲劳强度、抗腐蚀性，摩擦磨损等使用性能都有很大的影响。
1、表面质量对零件配合精度的影响（1）对间隙配合的影响由于零件表面的凹凸不平，两接触表面总有一些凸峰相接触。
表面粗糙度过大，则零件相对运动过程中，接触表面会很快磨损，从而使间隙增大，引起配合性质改变，影响配合的稳定性。
特别是在零件尺寸和公差小的情况下，此影响更为明显。
(2)对过盈配合的影响粗糙表面在装配压入过程中，会将相接触的峰顶挤平，减少实际有效过盈量，降低了配合的连接强度。
2、表面质量对疲劳强度的影响零件表面越粗糙，则表面上的凹痕就越深明，产生的应力集中现象就越严重。
当零件受到交变载荷的作用时，疲劳强度会降低，零件疲劳损坏的可能性增大。
3、表面质量对零件抗腐蚀性的影响零件表面越粗糙，则积聚在零件表面的腐蚀气体或液体也越多，且通过表面的微观凹谷向零件表层渗透，形成表面锈蚀。
4、表面质量对零件摩擦磨损的影响两接触表面作相对运动时，表面越粗糙，摩擦系数越大，摩擦阻力越大，因摩擦消耗的能量也越大，并且还影响零件相对运动的灵活性。
表面质量对零件使用性能的影响
表面质量对零件使用性能的影响表面质量对零件耐磨性的影响主要有以下几个方面：表面粗糙度的影响两接触表面相互滑动时，由于表面粗糙度的存在，实际接触面积比理论接触面积小得多，单位接触面积上的压力很大。
因此，轮廓上的凸峰磨损很快，这种磨损其实质就是磨损过程中的初期磨损。
表面越粗糙，磨损量越大。
另一方面，如果摩擦表面过于光滑，则表面间分子引力增加，易挤破润滑膜而形成干摩擦，使摩擦系数和磨损量都增大。
因此，就耐磨性而言，粗糙度值过大、过小都不利，在一定工作条件下，摩擦副表面的粗糙度总存在一个最佳值，由实验得出，其值为Ra 0.32～1.25 μm。
表面层加工硬化的影响表面层的加工硬化一般能使耐磨性提高50%～100%，但过度的加工硬化会使金属组织疏松，甚至出现裂纹、剥落，反而使耐磨性下降。
所以，只有适度的加工硬化才对耐磨性有利。
3）金相组织变化的影响金相组织的变化使工件硬度改变（大多是下降），金相组织的比容变化可以引起残余应力，从而影响耐磨性和疲劳强度。
对疲劳强度的影响粗糙的表面存在许多凹谷，在交变载荷作用下凹谷处应力集中，容易形成裂纹并不断扩展，导致零件突然脆性断裂。
因此，表面缺陷和交变应力中的拉应力大小是影响疲劳强度的主要因素。
表面粗糙度值越小，疲劳强度越高。
表面层加工硬化对疲劳强度的影响也很大，表面层强度、硬度的提高使微观裂纹的形成和扩展受阻，提高了疲劳强度。
但加工硬化过量反而会造成裂纹，使疲劳强度降低，故加工硬化的程度及其深度应控制在一定范围内。
表层中存在压应力时，能部分抵消交变载荷中的拉应力，减少裂纹产生的趋势，对提高疲劳强度有利；反之，表层中存在拉应力时，疲劳强度降低。
对配合性质的影响零件的配合关系是用过盈量或间隙值表示的，表面粗糙度值的存在使实际上的有效过盈量或有效间隙值发生改变，从而影响配合性质。
对于间隙配合，粗糙的表面使初期磨损量大，增大了间隙值；对于过盈配合，在装配时配合表面的凸峰被压平，减小了实际过盈量，降低了连接强度。
表面质量对零件使用性能的影响
目录
• 表面质量对零件耐磨性的影响 • 表面质量对零件疲劳强度的影响 • 表面质量对零件配合性质的影响 • 表面质量对零件抗腐蚀性能的影响 • 表面质量对零件抗高温氧化性能的影响
01
表面质量对零件耐磨性 的影响
表面粗糙度对耐磨性的影响
01
表面粗糙度越高，零件的耐磨性 越差。因为粗糙的表面会加速摩 擦磨损，导致零件更快地磨损。
产生疲劳裂纹。
润滑和摩擦
02
表面粗糙度会影响润滑膜的厚度和均匀性，从而影响摩擦和磨
损，进一步影响疲劳强度。
腐蚀和氧化
03
表面粗糙度还会影响零件的耐腐蚀和抗氧化性能，从而影响疲
劳强度。
表面应力集中对疲劳强度的影响
缺口效应
例如，零件上的孔、槽、锐边等几何形状的不连续处，会产生高应力集中，从而降低疲劳强度。
VS
表面组织结构对高温氧化性能也有影 响，如马氏体组织具有较好的抗高温 氧化性能。
表面加工硬化对高温氧化性能的影响
加工硬化可以增加表面的硬度和耐磨性，提高抗高温 氧化性能。
但过度的加工硬化会导致表面微裂纹和脆性增加，反 而降低抗高温氧化性能。
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尺寸精度还影响配合的传递性能。在传递运动或扭矩时，尺寸精度越高，传递的准确性越高。
表面微观组织对配合性质的影响
表面微观组织影响零件的硬度和耐磨性，进而影响配合性质。例如，表面硬度过低会导致过早磨损， 而硬度过高则可能导致装配困难。
表面微观组织的均匀性也影响配合性质。微观组织越均匀，配合性质越稳定。
详细描述
通过在金属表面镀覆耐腐蚀的金属或涂覆防 腐蚀涂层，可以阻隔腐蚀介质与基体金属的 接触，显著提高零件的抗腐蚀能力。
表面粗糙度对轴工作性能的影响
表面粗糙度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。
6）表面粗糙度影响零件的接触刚度。
接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。
机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
7）影响零件的测量精度。
零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。
此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。
二、有关的评定依据基准线1，取样长度l 用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度(见图4-1)。
取样长度应根据零件实际表面的形成情况及纹理特征，选取能反映表面粗糙度特征的那一段长度，量取取样长度时应根据实际表面轮廓的总的走向进行。
图4-1 取样长度和评定长度从图4-1中可以看出，该轮廓线存在表面波纹度和形状误差，当选取的取样长度不同时得到的高度值是不同的。
浅论表面粗糙度及其影响因素
ＣＡＳＥＳ Ｉ案例 浅论表面粗糙度及其影响因素
高瑞兰 摘要：本文简要介绍了表面粗糙度对机械零件使用性能的影响，强调要获得好的工件表面质量，就必须降低表面粗 糙度，并简要列举了降低表面粗糙度的几种措施。 关键词：表面粗糙度工作精度配合性质加工参数切削液
表面粗糙度是指零件加工表面具有的较小间距和峰谷所 形成的微观几何形状误差。表面粗糙度越小，零件表面越光 滑。在机械加工过程中，工件表面粗糙度的大小，是衡量工件 表面质量的重要标志，对机械零件的使用性能具有很火影响。 一、工件表面粗糙度对机械零件使用性能 的影响 １．加剧零件的摩擦和磨损 机器做功时，许多零件的表面之间存在着相互运动， 相互运动将产生摩擦，进而导致磨损。由于零件表面粗糙 度的存在，当两个零件表面接触时，它们的接触面不是整 个零件表面，而仅仅是两加工表面上许多突出小峰的顶 端，从而导致实际接触面积只是理论面积的一部分，而加 剧了零件的磨损。并且表面越粗糙，接触面积越小，越易 磨损，也就是零件的耐磨性越差。但同时也要注意并不是 表面越光滑越好，当表面粗糙度值超过一定值后，会由于 表面过于光滑不利于润滑液的储存，且使接触表面之间的 分子亲和力增大，甚至发生分子粘合，使摩擦阻力增大， 从而进入一个急剧磨损阶段。 ２．影响机器和仪器的工作精度 工件的粗糙表面易于磨损，使配合间隙增大，从而使 运动件灵敏度下降，影响机器和仪器的工作精度。 ３．对配合性质造成影响 在间隙配合中，如果零件的配合表面粗糙，就会使配 合件很快磨损而增大配合间隙，改变配合性质，降低配合 精度：在过盈配合中，如果零件的配合表面粗糙，则装配 后配合表面的凸峰被挤平，配合件间的有效过盈量减小， 降低配合件间的连接强度，从而影响配合的有效性。 ４．对零件强度造成影响 零件表面越粗糙，对应力集中越敏感，特别是在交变载 荷作用下，产生的交变应力在工件表面微观不平度凹谷处易 造成应力集中，从而形成细小裂纹，甚至使工件损坏。 ５．对零件耐腐蚀性产生影响 零件的表面粗糙度在一定程度上影响零件的耐腐蚀 性。零件表面越粗糙，越容易积聚腐蚀性物质，凹谷越 深，渗透与腐蚀作用越强烈。 可见，要提高工件的使用性能，提高表面质量，就必 须减小工件表面粗糙度值。 二、降低工件表面粗糙度的措施 要降低切削工件表面粗糙度，我们主要应从以下几个 方面考虑。 困ｌ １．选用好的刀具 刀具的几何形状对工件表面质量影响最人，俗话说磨 不误砍柴工，磨 在冷加工中起到至关重要的作用。在 磨刀过程中应注意以Ｆ关键点：刀具的前角适当增大，使 具易丁切入工件，从而减小切削变形的切削力；当前角 一定时，适当增大后角，使切削刃钝圆半径减小，增大 州锋利度；在精加工时，为了减小刀具与工件的摩擦和挤 压，以提高工件表面加工质量，可选取较小的主偏角和副 偏角、较大的刀尖圆弧半径。 ２．合理使用加工参数 在工件材料、刀具几何参数、车床等切削条件一 定的 情况下，合理的选择粗加工和精加工余量、切削用量对工 件的加工精度、表面粗糙度有很大的影响，而且还与提高 ，丰产率，降低生产成本密切相关。在粗加工时，加工余量 较大，主要应考虑尽可能提高生产效率和保证必要的刀具 寿命，所以应首先选择尽可能大的切削深度，然后再选取 合适的进给量，最后在保证机床载荷及刀具经济耐用的条 件下，应尽可能选取较大的切削速度，同时为半精车或精 车留下最小的加工余量。在半精车和精车时，为了保证加 工精度的表面质量，由于被切削层较薄，切削阻力较小， 刀具磨损也不突出，所以应尽可能选取较高的切削速度， 同时选取较小的进给量和切削深度。 ３．合理使用切削液 在切削加工中合理选择切削润滑液，提高冷却润滑效 果，能减小切削过程中的摩擦，控制积屑和鳞刺的生成， 有利于减小表面粗糙度值。当切削润滑液中含有表面活性 物质如硫、氯等化合物时，润滑性能增强，能使切削区金 属材料的塑性变形程度下降，从而减小了加工表面的粗糙 度值。 ４．影响工件表面质量的其他因素 机床本身精度、工件结构特性、工艺制定合理性、合 理的工装及夹具对工件表面质量也起着至关重要的作用。 在工件材料方面，切削低碳钢、低合金钢时，要对 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；加工易 切削钢中应含有硫、铅等元素；灰铸铁中石墨的颗粒尺寸 要小。 在切削加工时要根据实际情况综合考虑各方面的因 素，并不断地总结经验，采取不同的措施，以减小工件表 面粗糙度值，以达到合格工件表面的质量要求。
零件表面粗糙度的重要性、正确获得及合理确定探讨
零件表面粗糙度的重要性、正确获得及合理确定探讨作者：吴恒艺来源：《职业·中旬》2012年第11期摘要：机械加工后的零件表面粗糙度与机械零件的使用性能有着密切的关系。
零件表面粗糙度将影响机器的工作可靠性和使用寿命，本文探讨零件表面粗糙度的正确获得及合理确定。
关键词：机械零件表面粗糙度性能精度使用公差配合与技术测量要求一个合格的零件应满足规定的尺寸精度、形状精度和位置精度以及表面粗糙度精度的技术要求。
在实际教学中，从学生反馈的信息及学生交流过程中发现，同学们对前三项精度训练要求很高，认为这是衡量自己技术操作水平的标准，而对表面粗糙度则误认为是辅助性的，重视程度不够。
根据这种情况，笔者在教学中侧重强调表面粗糙度的重要性，以及表面粗糙度在与之形成配合关系后零件表面间的相互影响，并使学生注意在获得零件尺寸、形状与位置精度的同时，必须获得规定的表面粗糙度精度。
零件表面粗糙度的重要性表现在它的精度不够会产生如下不良的影响上。
一、表面粗糙精度不够的影响1.影响零件的工作精度表面粗糙度达不到规定要求，不仅会降低机械运动的灵敏性，而且由于粗糙的表面会使实际接触面积减小，从而降低零件间接触刚度，引起振动，并降低机器工作精度的持久性，也会降低工件的使用寿命。
2.影响零件间配合的实际效果基本尺寸相同孔与轴的配合是以表面轮廓算术平均偏差Ra的大小来衡量，无论配合属于何种性质，相互配合表面接触的峰谷平均值的大小是衡量配合质量的标准；表面粗糙度的优劣直接影响配合效果及正常的配合寿命。
例如：间隙配合的孔与轴有相对运动，因为表面粗糙度差，接触面积减小则峰谷接触平均值减小，单位面积上受力增加，极易引起磨损，使配合间隙增大（孔径增大，轴径减小）引起实际配合超差。
影响配合精度，就会降低使用性能，如在过盈配合时，就会降低工件承载能力，更严重的是会改变配合性质，使过盈配合变成过渡配合，产生相对运动，从而引发事故。
3.增大摩擦力引起磨损零件实际表面越粗糙，则摩擦系数越大，消耗的能量越大，更易引起磨损，从而影响到机械传动效率及零件的使用寿命。
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表面粗糙度对精梳机零件及功能的影响分析作者：李海刚
来源：《中国科技纵横》2013年第13期
【摘要】纺机设备因其加工原料及使用条件的特殊性，故对于表面粗糙度有着特殊的要求。
通过近几年来精梳机技术改进及实验验证，研究表面粗糙度对精梳机零件及功能的影响程度。
【关键词】精梳机表面粗糙度零件及功能影响
我公司对精梳机的应用研究已有十多年的积累，相继推出了SXFA289型精梳机、
HXFA299型精梳机、HXFA299B型精梳机，并有近千台精梳机在纺织厂使用。
因精梳机加工原料为棉纤维，且设备实行24小时运转，设备的可靠性就显得尤为重要。
表面粗糙度对设备的可靠性起着重要的作用。
表面粗糙度对零件的功能的影响与其它几何参数不一样，它的特点是多功能的。
表面粗糙度对下述功能产生影响：如摩擦系数、磨损、疲劳强度、冲击强度、耐腐蚀性、接触强度和抗震性、间隙配合中的间隙、过盈配合中的结合强度、测量精度、导热性、导电性和接触电阻、密封性、粘接强度、涂漆性能、镀层质量、流体流动阻力、对光的反射性能、外观、喷涂金属质量、钣金冲压时的润滑作用等。
1 表面粗糙度对精梳机零件及功能的影响
1.1 对配合性质的影响
影响精梳机配合性能的可靠性和稳定性。
精梳机分离罗拉及钳板摆轴具有正、反转运动，采用了连杆偏心套及偏心轮结构。
如果车头箱加工后的零件表面存在峰顶、峰谷，这样接触面只是峰顶接触，进而减少了接触面积。
对间隙配合的相对运动的零件，虽然间隙得到了保证，但在运动过程中峰顶会很快的磨去，使间隙增大，进而增加车头箱内噪声；对过盈配合，装配压入时也会挤平波峰，减少实际有效过盈，在经过一段时间的运行受力，可能导致过盈配合的零件产生相对位移，使设备出现故障，降低了设备运行的可靠性和稳定性。
为了提高设备运行的可靠性和稳定性，我们对车头箱内间隙或过盈配合与表面粗糙度的对应关系作了如下要求（如表1）。
经过我们几年的长时间运行，相对应位置未出现质量问题，精梳机运行可靠、稳定
1.2 对密封性的影响
精梳机车头内采用油浴润滑，这样对于密封效果就要求较高，图1所示为车头箱左墙板部分轴密封图：钳板摆轴旋转唇形密封圈φ55×φ80×8（序号1）、轴承法兰盘O型密封圈（序号2）、分离罗拉旋转唇形密封圈φ22×φ30×7（序号3）。
序号1和2在自然状态下，油封内径
要比轴径小，即有一定的过盈量，以此达到密封的效果。
合成橡胶油封要求转轴线速度：
Vc≤20m/s，常用于12m/s以下，温度≤150℃。
同时要求对应轴的表面粗糙度为：Vc≤3m/s时，Ra=3.2μm；Vc=3～5m/s时，Ra=0.8μm；Vc≥5m/s时，Ra=0.2μm；聚四氟乙烯材料油封用于磨损严重的场合，寿命约比橡胶高10倍。
O型密封圈（序号3）安装在槽内，通过挤压产生压紧力，封闭密封间隙，达到密封的效果；如果安装在往复及旋转运动中，密封压力从1.33×10-5的真空到40MPa的高压，线速度为≤3～5m/s，Ra=0.4～0.8μm。
如果钳板摆轴、分离罗拉轴及轴承法兰盘表面粗糙度过大，受压后的密封材料不能完全填满，而留有缝隙，造成泄漏。
表面愈粗糙，泄露愈厉害。
1.3 对耐磨性的影响
牵伸气缸是否正常加压对于棉条质量起着关键作用，其结构见图2。
气缸内气膜材料为加布耐油橡胶，且缸体内孔与活塞头之间的间隙在装入气膜正常加压后，气膜紧贴缸体内壁摩擦。
如果气缸内壁表面存在峰谷，这样就使接触表面只是一些峰顶接触，从而减少了接触面积，比压增大，磨损加剧。
提升气缸内壁表面粗糙度，就会使气膜更耐用。
1.4 对精梳机功能的影响
钳板内弧形板定位是根据棉卷定量调节的。
弧形板与给棉罗拉之间的距离保证棉卷顺利通过，其结构示意如图3。
弧形板固定于钳板内，而给棉罗拉通过给棉棘轮旋转一个齿，达到给棉功能。
为了实现这一功能，就必须保证给棉罗拉有足够的摩擦力而能带动棉卷向前，而弧形板就要求有足够的光洁度，不致使棉卷堵塞于此。
故在设计过程中将给棉罗拉设计成齿状，表面粗糙度
Ra=1.6μm，也不会造成钩挂纤维，此种结构用铝型材最为经济、实惠。
弧形板表面粗糙度就要求Ra=0.8μm，对棉纤维通道材料的选择必须要求在高温高湿及长时间使用表面不会发生任何变化，选择不锈钢1Cr18Ni9Ti，表面在不加工的情况下就能达到使用要求。
将不锈钢材料改为铝合金材料后，表面粗糙度比不锈钢表面粗糙度低一档次，在经过试验后会造成不出棉现象，棉网被锡林全部梳走。
1.5 对金属表面涂镀质量的影响
工件镀锌、铬、铜后，其表面微观不平度的深度比镀前增加一倍，而镀镍后，则会比镀前减少一倍。
又因粗糙的表面能吸收喷涂金属层冷却时产生的拉伸应力，故不易产生裂纹，在喷涂工件前须使其表面有一定的粗糙度。
1.6 对棉纤维及落棉的影响
棉纤维在经过的工件表面粗糙度如果达不到要求，就会对棉纤维有所损失。
如果零件表面有在焊接中出现焊扎、喷涂中出现颗粒就会出现钩挂纤维及落棉的情况。
1.7 对精梳机噪音和振动的影响
精梳机运动副如果表面粗糙不平，运转中会产生噪音和振动，尤其以高速运转的轴承及齿轮等零部件更为明显。
因此，运动副表面粗糙度Ra值愈小，则运动愈平稳无声。
2 表面粗糙度参数值的选择
（1）对新设计的零件，可以参考已经实践验证的实例，用类比的方法选定其表面粗糙度。
（2）在满足零件表面功能的前提下，尽量选用数值大的粗糙度。
（3）参考尺寸公差、形位公差与表面粗糙度的关系选择表面粗糙度。
（4）在确定表面粗糙度时，应考虑可能采用的加工方法。
3 结语
表面粗糙度对于精梳机的整体性能起着重要的作用。
合理利用零部件的表面粗糙度既能提高设备的可靠性和稳定性，将其表面功能发挥至最大，又能节约经济成本。
参考文献：
[1]成大先主编.《机械设计手册》.北京：化学工业出版社，2004.1.。