机加工表面粗糙度
..
.. . 4.1 基本概念
4.1.1 表面粗糙度的定义
表面粗糙度(Surface roughness)是指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性它是一种微观几何形状误差,也称为微观不平度。表面粗糙度应与形状误差(宏观几何形状误差)和表面波度区别开。通常,波距小于 1mm 的属于表面粗糙度,波距在 1~10mm 的属于表面波度,波距大于 10mm 的属于形状误差,如图 4-1 所示。
4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响
表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。
1. 影响零件的耐磨性
表面越粗糙,摩擦系数就越大,相对运动的表面磨损得越快。然而,表面过于光滑,由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因,也会使摩擦阻力增大和加速磨损。
2. 影响配合性质的稳定性
零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。对于间隙配合,两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损,造成间隙增大,影响配合性质;对于过盈配合,在装配时表面上微观凸峰极易被挤平,产生塑性变形,使装配后的实际有效过盈减小,降低联接强度;对于过渡配合,因多用压力及锤敲装配,表面粗糙度也会使配合变松。
3. 影响疲劳强度
承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。零件表面越粗糙,波谷越深,应力集中就越严重。因此,表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
4. 影响抗腐蚀性
粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质,久而久之,这些腐蚀性物质就会渗入到金属层,造成表面锈蚀。
此外,表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。所以,在设计零件的几何参数精度时,必须对其提出合理的表面粗糙度要求,以保证机械零件的使用性能。
/hhxing/book/version2/f42.htm
4.3 表面粗糙度的选用
4.3.1 评定参数的选用
1. 幅度参数的选用
幅度参数是标准规定的基本参数,可以独立选用。对于有粗糙度要求的表面,必须选用一个幅度参数。 ..
.. . 对于幅度方向的粗糙度参数值在0.025~6.3μm的零件表面,标准推荐优先选用Ra。这是因为Ra能够比较全面地反映被测表面的微小峰谷特征,同时,上述围用轮廓仪能够很方便地测出被测表面Ra的实际值。
对于Ra在6.3~100 和0.008~0.020 的零件表面可以选用Rz。
图4-11中,五种表面的轮廓最大高度参数相同,但使用质量显然不同。因此,对于有特殊要求的少数零件的重要表面,需要加选附加参数RSm或Rmr(c)。
2. 附加参数的选用
参数RSm和Rmr(c)一般不能作为独立参数选用,只能作为幅度参数的附加参数选用。
对于有特殊要求的表面,如喷涂均匀、涂层有极好的附着性和光洁性等,RSm作为附加参数选用。
对于有较高支撑刚度和耐磨性的表面,Rmr(c) 作为附加参数选用。
4.3.2 参数值的选用
1. 表面粗糙度的参数值
在GB/T 1031—95中,已经将表面粗糙度的参数值标准化。表4-1表4-4分别是参数Ra、
Rz、RSm和Rmr(c)的参数值。
表4-1 Ra的参数值(摘自GB/T1031-95)μm
0.012 0.2 3.2 50
0.025 0.4 6.3 100
0.05 0.8 12.5
0.1 1.6 25
表4-2 Rz的数值(摘自GB/T1031-95)μm
0.025 0.4 6.3 100 1600
0.05 0.8 12.5 200
0.1 1.6 25 400
0.2 3.2 50 800
注:这里的Rz对应GB/T 3505-83的Ry
表4-3 RSm的数值(摘自GB/T1031-95)mm
0.006 0.1 1.6
0.0125 0.2 3.2
0.025 0.4 6.3
0.05 0.8 12.5
注:这里的RSm对应GB/T 3505-83的Sm
表4-4 Rmr(c)(%)的数值(摘自GB/T 1031-95)
10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90
选用轮廓的支承长度率参数Rmr(c)时,必须同时给出轮廓水平位置c值。它可用微米或Rz的百分数表示,百分数系列如下:Rz的5,10,15,20,25,30,40,50,60,70,80,90%。
2. 表面粗糙度参数值的选用
设计时应按标准规定的参数值系列(表4-1表4-4)选取各项参数的参数值。
选用原则是在满足功能要求的前提下,参数的允许值尽量大(Rmr(c)尽量小)。以便于加工,降低成本,获得较好的经济效益。
选用方法目前多采用类比法。根据类比法初步确定参数值,同时还要考虑下列情况:
同一个零件上,工作表面比非工作表面的Ra或Rz值小。
摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的Ra或Rz值小。 ..
.. . 运动速度高、单位面积压力大、受交变载荷作用的零件表面、以及最易产生应力集中的沟槽、圆角部位应选用较小的粗糙度数值。
要求配合稳定、可靠时,粗糙度参数值应小些。如,小间隙配合表面、受重载作用的过盈配合表面,都应选用较小的粗糙度数值。
协调好表面粗糙度参数值与尺寸及形位公差的关系。通常,尺寸、形位公差值小,表面粗糙度Ra或Rz值也要小;尺寸公差等级相同时,轴比孔的粗糙度数值要小。
防腐蚀性、密封性要求高,或外形要求美观的表面应选用较小的粗糙度数值。
凡有关标准已对表面粗糙度作出规定的标准件或常用典型零件(例如,与滚动轴承配合的轴颈和基座孔、与键配合的轴槽、轮毂槽的工作面等),应按相应的标准确定其表面粗糙度参数值。
表4-5和表4-6分别列出了各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐值和各种加工方法可能达到的表面粗糙度数值,供参考。
表4-5 各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐值
配合要求 孔 轴
轻度装卸
(如挂轮、滚刀等) 基本尺寸mm 尺寸公差等级
5 6 7 8 5 6 7 8
Ra /μm 不大于
≤50 0.4 0.4~0.8 0.8 0.8~1.6 0.2 0.4 0.4~0.8 0.8
50~500 0.8 0.8~1.6 1.6 1.6~3.2 0.4 0.8 0.8~1.6 1.6
过盈配合
①按机械压入法装配
②按热基本尺寸mm 尺寸公差等级
5 6 7 8 5 6 7 8
Ra /μm 不大于
≤50 0.2~0.4 0.8 0.8 1.6 0.1~0.2 0.4 0.4 0.8
50~120 0.8 1.6 1.6 1.6~3.2 0.4 0.8 0.8 0.8~1.6
120~500 0.8 1.6 1.6 1.6~3.2 0.4 1.6 1.6 1.6~3.2 ..
.. . 处理法装配
滑动轴承配合 尺寸公 差 等 级
6~9 10~12 6~9
10~12
Ra /μm 不大于
0.8~1.6 1.6~3.2 0.4~0.8 0.8~3.2
精密定心用的配合 径向跳动公差/μm
2.5 4 6 10 16 25 2.5 4 6 10 16
25
Ra /μm 不大于
0.1 0.2 0.2 0.4 0.8 1.6 0.05 0.1 0.1 0.2 0.4
0.8
液体湿摩擦条件
Ra /μm 不大于
0.2~0.8
0.1~0.4
表4-6 不同加工方法可能达到的表面粗糙度
加工方法 表面粗糙度Ra /μm 加工方法 表面粗糙度Ra /μm 加工方法 表面粗糙度Ra /μm 加工方法 表面粗糙度Ra
/μm
砂模铸造 型壳铸造 6.30100 金刚镗孔 0.050.40 车端面
粗 6.3025 电解磨 0.0121.60
金属模铸造 1.6050 镗孔 粗 6.3050 半精 1.6012.5 电火花加工 0.8025
离心铸造 1.6025 半精 0.406.30 精 0.401.60 切割 气割 6.30100
精密铸造 0.8012.5 精 0.401.60 磨外圆 粗 0.806.30 锯 1.60100
蜡模铸造 0.4012.5 铰
孔 粗 1.6012.5 半精 0.1001.60 车 3.2025
压力铸造 0.406.30 半精 0.403.20 精 0.0250.40 铣 12.550
热轧 6.30100 精 0.1001.60 磨平面 粗 1.603.20 磨 1.606.30
模 锻 1.60100 拉削 半精 0.403.20 半精0.401.60 螺纹加工 丝锥0.806.30 ..
.. . 板牙
冷轧 0.2012.5 精 0.1000.40 精 0.0250.40 梳洗 0.806.30
挤 压 0.4012.5 滚铣 粗 3.2025 衍磨 平面 0.0251.60 滚 0.200.80
冷拉 0.206.30 半精 0.806.30 圆柱 0.0120.40 车 0.8012.5
锉 0.4025 精 0.401.60 研磨 半精 0.050.40 搓丝 0.806.30
表面粗糙度的基本术语
表面粗糙度的基本术语
表面粗糙度是指物体表面的不平整程度,通常用于描述工程制品的加工质量。表面粗糙度是一个重要的质量指标,对于一些机械零件的连接、密封和摩擦等方面都有很大的影响。因此,表面粗糙度也成为了机械加工行业中的一个重要概念。在描述表面粗糙度时,我们需要了解一些基本术语。
1. 粗糙度
粗糙度是指表面上的微小起伏,包括高峰和低谷。这些起伏的尺寸通常由表面的平均高度和深度确定。粗糙度是表面不规则程度的一个量化指标,通常用Ra值表示。
2. Ra值
Ra值是表面粗糙度的一个重要参数。它表示整个表面的平均高度偏差,通常以微米为单位。Ra值越小,表面越光滑。
3. Rz值
Rz值是表面粗糙度的另一个重要参数。它表示表面上最大峰和最大谷之间的距离。Rz值越小,表面越光滑。
4. Rt值
Rt值是表面粗糙度中的一个参数。它表示表面上最高和最低点之间的距离。Rt值越小,表面越光滑。
5. Rq值
Rq值是表面粗糙度的另一个参数。它表示表面上所有高度偏差的平方和的平方根。Rq值越小,表面越光滑。
6. Rmax值
Rmax值是表面粗糙度的一个参数。它表示表面上最大峰和最大谷之间的距离。Rmax值越小,表面越光滑。
7. Rmr值
Rmr值是表面粗糙度的另一个参数。它表示表面上所有高度偏差的平方和的平方根。Rmr值越小,表面越光滑。
8. Rk值
Rk值是表面粗糙度的一个参数。它表示表面上最大谷的深度。Rk值越小,表面越光滑。
9. Rpk值和Rvk值
Rpk值和Rvk值分别表示表面上最高峰和最低谷的高度。Rpk值和Rvk值越小,表面越光滑。
表面粗糙度是一个非常重要的概念,对于机械制造和加工行业有着重要的意义。掌握表面粗糙度的基本术语,可以更好地评估加工品质,并提高加工品质的控制能力。
机械加工通用公差要求
机械加工通用公差要求
Document serial number【KK89K-LLS98YT-SS8CB-SSUT-SST108】
本标准规定了有关未注技术要求,表面质量允许要求,螺纹及零部件表面去尖角,
毛刺等的检验合格条件,适用于本公司的机械加工工艺过程。
本《规程》共包括以下几个部分:
1.机加工工人的加工要求
2.螺纹的要求
3.表面质量允许要求
4.未注公差要求
5.其它
本《规程》部分内容摘自:
《图样通用技术要求》 Q/YT014.2-93
《机械设计手册》 (化学工业出版社出版 2004年)
《形状和位置公差未注公差值》 GB/T1184-1996
《国家标准 普通螺纹》 (中国标准出版社出版 1986年)
1.机械加工工人的加工要求
1.1 机加工人在加工前必须认真理解该零件的加工内容及有关技术要求,有疑问时必须
向技术人员提出并解决后方可加工;
1.2 机加工人应对来料验收,确认合格后方可按图纸、工艺加工;
1.3 工艺文件要求使用工装时,必须按要求使用工装加工,必须明确工装的使用方法及
注意事项;
1.4 开始工作前,须将所需的刀具、量具等必备工具准备好,并且要明确自己所需刀具、
量具等工具的使用方法,以确保加工过程的顺利进行;
1.5 机加过程中的安全性应严格按《机械加工安全操作规程》执行;
1.6 零部件应按工序检查验收,即与前道工序检查合格后,方可转入下道工序加工;
1.7 凡采用工装与专用刀具加工零部件时,必须进行首件检查,合格后方可继续使用;
1.8 各种机床必须定时检查,定时润滑,确保机床正常运行。
1.9 车间成品件与非成品件分开放置,做到分门别类,整齐、不混淆。机床周围干净整
表面粗糙度的三个评定参数
表面粗糙度的三个评定参数
一、介绍
表面粗糙度是衡量物体表面粗细程度的参数,对于很多行业来说都是十分重要的质量指标。在工业制造、建筑材料、土木工程等领域,粗糙度的评定参数对于保证产品质量、提高工程效率具有重要意义。本文将介绍表面粗糙度的三个评定参数,包括使用范围、计算方法以及实际应用。
二、RMS粗糙度
RMS(Root Mean Square)粗糙度被广泛应用于表面粗糙度的评定中。RMS粗糙度是指表面粗糙度的均方根值,通过测量垂直于表面方向上的高度差来计算。
1. 计算方法:
1. 选取一小块表面区域;
2. 将该区域的高度值减去表面均值,得到各点的高度差;
3. 对高度差的平方求和;
4. 将求和结果除以测量区域的面积;
5. 取结果的平方根,即为RMS粗糙度。
2. 应用领域:
RMS粗糙度广泛应用于汽车、航空航天等工业领域,用于评估零件的表面质量。在生产过程中,根据RMS粗糙度的标准进行检测和筛选,可以保证零件的质量符合要求,提高生产效率和产品可靠性。
三、Ra粗糙度
Ra(Roughness average)粗糙度指表面高度差的平均值,常用于描述表面粗糙度的平均水平。
1. 计算方法:
1. 选取一小段表面轨迹; 2. 计算轨迹上各点的高度差;
3. 将高度差的绝对值累加;
4. 将累加结果除以轨迹长度;
5. 得到的结果即为Ra粗糙度。
2. 应用领域:
Ra粗糙度常用于机械工程、船舶制造等领域,用于评估零件表面的加工质量。根据Ra粗糙度的要求进行表面加工,可以保证零件与零件之间的配合接触面积更大,提高零件的使用寿命和性能。
四、Rz粗糙度
Rz(Average maximum height)粗糙度表示单位长度内最大凹凸高度的平均值,常用于对表面粗糙度的极值进行评定。
1. 计算方法:
1. 选取一小段表面轨迹;
2. 在轨迹上找到最高点和最低点;
3. 计算最高点和最低点之间的高度差;
CNC机床加工中的表面粗糙度控制与提高
CNC机床加工中的表面粗糙度控制与提高
CNC机床是一种自动化控制的精密加工设备,广泛应用于各行业的零部件制造中。在CNC机床加工过程中,表面粗糙度的控制和提高是至关重要的。本文将介绍CNC机床加工中表面粗糙度的原因和影响因素,并探讨一些控制和提高表面粗糙度的方法。
一、表面粗糙度的原因和影响因素
CNC机床加工的表面粗糙度是由多种因素影响的,包括刀具的质量和磨损情况、加工参数的选择、材料的性质以及机床的精度等。下面分别介绍这些因素的影响:
1.刀具的质量和磨损情况:刀具的质量和磨损情况直接影响加工表面的质量。如果刀具的质量较差或者磨损严重,就会导致加工表面粗糙度增加。
2.加工参数的选择:加工参数包括切削速度、进给速度和切削深度等。选择合适的加工参数能够有效控制表面粗糙度,过高或过低的加工参数都会导致表面粗糙度的增加。
3.材料的性质:不同的材料具有不同的硬度和塑性,这直接影响加工过程中的切削情况。硬度较高的材料加工后表面粗糙度往往较高。
4.机床的精度:CNC机床的精度也对表面粗糙度有一定的影响。精度较低的机床容易产生振动和位置误差,从而导致表面粗糙度的增加。
二、控制表面粗糙度的方法 为了控制和提高CNC机床加工中的表面粗糙度,可以采用以下方法:
1.选择合适的刀具:选择质量较好的刀具,并定期检查和更换磨损严重的刀具。合适的刀具能够提高加工的稳定性和表面质量。
2.优化加工参数:通过调整切削速度、进给速度和切削深度等加工参数,找到最佳的加工组合,以达到控制表面粗糙度的目的。
3.采用合适的冷却液:冷却液的使用不仅可以降低加工温度,还可以提供有效的润滑和冷却作用,从而减少表面粗糙度。
4.提高机床的精度:定期维护和校准机床,保证其精度达到要求。精度较高的机床能够提供更稳定和精确的加工效果,从而减少表面粗糙度。
5.选用合适的加工策略:对于不同形状和尺寸的工件,可以采用相应的加工策略,比如采用多刀具刀径补偿、剪切切削等方式,以获得更好的表面质量。
加工表面粗糙度标准
加工表面粗糙度标准
首先,我们可以从加工方法的角度来看。不同的加工方法(例如车削、铣削、磨削等)对表面粗糙度的要求是不同的。通常,在加工图纸中会规定表面粗糙度的标准,比如常见的Ra值(平均粗糙度)、Rz值(十点平均粗糙度)等。这些数值代表了表面的光洁度和质量,可以作为加工过程中的参考依据。
其次,材料的性质也会影响表面粗糙度的标准。对于不同的材料(比如金属、塑料、陶瓷等),其表面粗糙度的要求也会有所不同。一般来说,硬度较高的材料对表面粗糙度的要求会更高,因为其加工难度较大,需要更高的表面质量来保证零件的功能和耐久性。
此外,从应用的角度来看,不同的零件在不同的工作环境下对表面粗糙度的要求也会有所不同。比如在需要密封的零件上,表面粗糙度的要求会更高;而在一些机械传动部件上,对表面粗糙度的要求可能相对较低。
总的来说,加工表面粗糙度标准是一个综合考量加工方法、材料性质和零件应用的结果。制定合理的表面粗糙度标准可以保证零件的质量和性能,提高加工效率和降低成本。因此,在实际加工过程中,需要根据具体情况制定和执行相应的表面粗糙度标准。
粗糙度、表面粗糙度(RaRzRy)的概念
粗糙度、表面粗糙度(Ra/Rz/Ry)的概念
所谓表面粗糙度就是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。
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,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
评定参数:通常采用下列参数之一来定量评定表面粗糙度
1. 轮廓算术平均偏差Ra:在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值
式中轮廓偏距y指在测量方向上轮廓点与基准线之间的距离。基准线为轮廓的最小二乘中线O。这条线划分轮廓并使其在取样长度内轮廓偏离该线的平方和为最小。
2. 微观不平度十点高度Rz:在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与 5个最大的轮廓谷深的平均值之和
式中ypi是第i个最大的轮廓峰高,yvi是第i个最大的轮廓谷深。
3.
轮廓最大高度Ry:在取样长度L内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离
关于表面粗糙度的数值和表面特征、获得方法、应用举例请参见下表
用电子仪器或光学仪器测量出Ra、Rz和Ry的数值即可定量评定表面粗糙度。在实际生产中,经常凭人的视觉和触感并用样块与被加工表面相比较来鉴定其粗糙度。
表面粗糙度标注
1 机加工零件表面几何状态参数测量实践
叶宗茂
神龙汽车有限公司
摘要 本文简述了表面形状、波纹度、粗糙度三个要素的特点、形成机理、对产品性能的影响;详细介绍了PSA表面几何状态标准中粗糙度、波纹度、支承率等各个参数的含义及各个参数分析与计算方法,及最新表征磨削表面质量的综合参数Rpk、Rk、Rvk、Mr1、Mr2的含义、应用及确定原则;如何根据不同配合表面的功能需要正确选择评定表面质量的微观参数;通过汽车零部件中一些典型零件表面的粗糙度、波纹度及支承率等参数的标注的具体实例,解释了粗糙度等各种参数在产品中所表示的意义,及在产品开发、工艺改造、现生产质量控制中如何理解这些标注。
关键词 表面状态 轮廓 粗糙度 波纹度 支承率 综合参数 测量分析
前言
随着加工工艺和检测技术的发展,人们对机加工零件表面状况的认识越来越清晰,原有的描述机加零件表面质量的国际标准已不能满足汽车生产厂家的需要,世界上各大汽车制造企业与计量设备制造商联合纷纷制订了高于国际标准的表面质量状态标准。神龙公司是中法合资的大型汽车公司,在引进法国先进制造技术的同时等同采用法国PSA集团的企业标准,这标志着神龙公司产品质量及质量控制水平达到了世界同步水平。
随着公司二期工程的全面启动,新产品不断推出,公司在保证产品质量的同时,不断地采用新技术、新工艺、新材料来降低制造成本,尽量采用柔性化生产、共线生产,尽量简化生产工艺,所有这些新技术的使用都要以满足产品定义为前提,因此我们必须深入研究PSA集团的各类标准,搞清楚标准对产品质量的要求,这样才能保证在执行新工艺时不会降低产品质量。下面以对PSA Q类标准A326100通用标准A—表面几何状态总则,A326105通用标准A—表面几何状态轮廓参数的计算,A326110通用标准A—表面几何状态在文件上的标注的理解为例,结合发动机、车桥零件的加工工艺及质量控制状态对机加零件的表面状态评价参数进行描述、分析和讨论,希望对公司正在从事发动机、车桥、变速箱零部件研究、设计、开发、工艺编制、质量控制等方面的技术人员有所帮助。
CNC机床加工中的加工速度与表面粗糙度
CNC机床加工中的加工速度与表面粗糙度
CNC(Computer Numerical Control,计算机数控)机床在现代制造业中起着至关重要的作用。它通过计算机程序控制机器的移动和操作,实现了高效、精确的零部件加工。在CNC机床加工过程中,加工速度与表面粗糙度是两个关键参数,它们直接影响着加工质量和效率。本文将探讨CNC机床加工中加工速度与表面粗糙度之间的关系,并分析如何优化加工过程以获得更好的加工结果。
一. 加工速度对表面粗糙度的影响
CNC机床加工速度是指工件在刀具与工件之间的相对速度,通常以每分钟刀具移动距离来衡量。加工速度的选择对表面粗糙度有直接的影响。
1. 速度过快
当加工速度过快时,切削过程中容易产生较大的切削力和热量,这会导致刀具磨损加剧、工件变形以及表面粗糙度增加。特别是对于切削性能较差的材料,提高加工速度可能会导致刀具立即磨损甚至断裂,从而降低加工质量。
2. 速度过慢
相反,当加工速度过慢时,切削力和热量相对较小,但切削过程中可能会出现副切削和系统刚度误差的影响,导致表面粗糙度增加。
二. 加工速度与切削参数的关系 为了平衡加工速度与表面粗糙度的关系,需要综合考虑多个切削参数。
1. 切削速度
切削速度是刀具在切削工件时的线速度,通常以米/分钟(m/min)作为单位。切削速度的选择应根据具体材料和刀具来确定,过高的切削速度容易导致表面烧伤和磨损,而过低的切削速度则可能导致表面粗糙度增加。
2. 进给速度
进给速度是刀具在工件上的移动速度,通常以毫米/转(mm/rev)或毫米/分钟(mm/min)作为单位。进给速度的选择应根据切削深度、刀具直径和材料硬度等因素来确定。适当的进给速度可以降低表面粗糙度,但过高的进给速度可能导致切削力过大。
3. 切削深度
切削深度是指刀具在一次切削中与工件接触的最大距离,通常以毫米(mm)作为单位。切削深度的选择应考虑到机床的刚度和刀具的性能。较大的切削深度可能会导致振动和刚度变形,从而使表面粗糙度增加。
表面粗糙度参数
1 第4章 表面粗糙度
4.1 概述
在机械加工过程中,由于切削会留下切痕,切削过程中切屑分离时的塑性变形,工艺系统中的高频振动,刀具和已加工表面的磨擦等等原因,会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷,这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。
一、表面粗糙度的实质
表面粗糙度是一种微观的几何形状误差,通常按波距的大小分为:波距≤1mm的属表面粗糙度;
波距在1~10mm间的属表面波度;
波距>10mm的属于形状误差。
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响
1.对摩擦和磨损的影响
一般地,表面越粗糙,则摩擦阻力越大,零件的磨损也越快。
2.对配合性能的影响
表面越粗糙,配合性能越容易改变,稳定性越差。
3. 对疲劳强度的影响
当零件承受交变载荷时,由于应力集中的影响,疲劳强度就会降低,表面越粗糙,越容易产生疲劳裂纹和破坏。
4.对接触刚度的影响
表面越粗糙,实际承载面积越小,接触刚度越低。
5.对耐腐蚀性的影响
表面越粗糙,越容易腐蚀生锈。
此外,表面粗糙度还影响结合的密封性,产品的外观,表面涂层的质量,表面的反射能力等等,所以要给予充分的重视。
4.2 表面粗糙度的评定
一.基本术语
1.轮廓滤波器 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。 2 2.λ滤波器 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
3.取样长度 用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。推荐的取样长度值见表4-1。在取样长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。
4.评定长度 评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。
为了充分合理地反映表面的特性,一般取ln =5l。
5.轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。
⑴轮廓的最小二乘中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。在取样长度范围内,使被测轮廓线上的各点至该线的偏距的平方和为最小。即:
机加工表面粗糙度
基本概念
4.1.1 表面粗糙度的定义
表面粗糙度(Surface roughness )是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观 几何形状特性性它是一种微观几何形状误差,也称为微观不平度。表面粗糙度应与形状误 差(宏观几何形状误差)和表面波度区别开。通常,波距小于 1mm的属于表面粗糙度,
波距在1~10mm的属于表面波度,波距大于 10mm的属于形状误差,如图 4-1所示。
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4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响
表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。
1. 影响零件的耐磨性
表面越粗糙,摩擦系数就越大,相对运动的表面磨损得越快。然而,表面过于光滑,由于 润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因,也会使摩擦阻力增大和加速磨损。
2. 影响配合性质的稳定性
零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。 对于间隙配合,两个表面粗糙的零件在相
对运动时会迅速磨损,造成间隙增大,影响配合性质;对于过盈配合,在装配时表面上微 观凸峰极易被挤平,产生塑性变形,使装配后的实际有效过盈减小,降低联接强度;对于 过渡配合,因多用压力及锤敲装配,表面粗糙度也会使配合变松。
3. 影响疲劳强度
承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。 疲劳裂纹主要是由
于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。零件表面越粗糙,波谷越深,应力集中 就越严重。因此,表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
4. 影响抗腐蚀性
粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质, 久而久之,这些腐蚀性物质就会渗入到金属内
层,造成表面锈蚀。
此外,表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表 面结合的胶合强度等都有很大影响。所以,在设计零件的几何参数精度时,必须对其提出 合理的表面粗糙度要求,以保证机械零件的使用性能。
