粗糙度及其测量

1表面粗糙度及其测量表面粗糙度(过去又叫光洁度，在GB1031-83标准中改用表面粗糙度这个概念.)一．表面粗糙度对零件功能的影响：1.对摩擦，磨损和接触变形影响.一般a.精车表面接触面为10-15%b.精磨表面接触面为30-50%c.研磨才达90%接触部分的压力增加，凸峰变形下塌,甚至折断,滑动时两平面的凸峰互相搓削，凸峰变形产生了摩擦阻力，造成表面磨损。表面越粗糙,接触面积越少，单位面积压力越大，造成表面磨损，变形就越大,摩擦阻力也增加，磨损越快，结果导致机件性能下降，承载能力降低，机械精度降低，能量消耗增加，机械的使用寿命就缩短了。但磨擦力大，也不一定是坏事，有时还是需要有摩擦力，例如人在大地上能生存，能行走都需要有摩擦力。如果没有摩擦存在，世界试想是个什么样子，在工业上有时也需要有摩擦力。例如，汽车刹车靠的是摩擦，机床安装脚垫块，机器上刹车带都靠的是摩擦。2.对配合性质的影响：a.对滑动轴承和滑动导轨间隙配合，表面粗糙度大会破坏液体摩擦，又易磨损，使间隙扩大，会破坏原定配合性质。b.对于定位的过渡配合和间隙配合，在使用和装拆中表面粗糙，容易磨损，间隙会随着增大，会降低定心精度和导向精度.。3.对密封性的影响：表面凹凸虽可以贮油润滑，但气体和液体会通过表面接触的空隙渗漏，表面越粗糙，空隙就越大，密封性越差。为了密封，有的结构使用了金属薄片(软金属)或塑性材料(塑料、橡皮)做密封件。4.对抗腐蚀性的影响.由于腐蚀介质存在表面凹谷聚集，不易清除，对金属产生腐蚀，表面越粗糙凹谷越深，谷底越尖，形如裂纹，零件的抗腐蚀能力越差，表面受腐蚀，零件就会丧失功能。反之，零件越光滑，就越不会生锈。为了防止生锈就出现了加涂镀层，如喷塑、镀铬、镀锌、镀镍磷等。5.对耐疲劳强度的影响零件受载荷时，表面凹谷处形成应力集中。零件越粗糙，凹谷越深，凹处越尖，应力集中越厉害。零件受力过大，便从凹谷处裂开，尤其受到交变载荷时更易损坏。2因此，表面越粗糙，零件的耐疲劳强度越底。此外，零件表面粗糙降低了表面反射能力，影响零件的美观。二．表面粗糙度的评定标准（GB1031-83）1.不平度平均高度RZ在基本长度l内，从平行于轮廓中线的任意一条线到被测轮廓的五个最高点（峰点）和五个最低点（谷底）之间的平均距离。、即RZ=5)()(97531108642hhhhhhhhhhRZ只能反映峰谷情况一个基本长度取10点测量来评定，反映表面粗糙度不准确。2．Ry—取一个最高点、一个最低点，用两者差值来评定，更不能反映零件表面粗糙度的真实情况，其反映的是轮廓最大高度。3．轮廓的算术平均偏差Ra在基本长度l内，被测轮廓上各点到轮廓中线的距离（y1、y2、y3······yn）绝对值总和的平均值。即：Ra=l1xldY0可以近似为Ra=niiYl113Ra能反映轮廓的实际情况，RZ只能反映峰谷高度，而Ry只取一点最高点及一点最低点。目前我们通常所说的或就是说的Ra1.6或Ra3.2。三.基本长度和测量长度，基本长度(取样长度)L是评定表面粗糙度时规定的一段长度，是用来限制和减弱形状误差，特别是表面波度对表面粗糙度测量结果影响。测量方向应在取得Ra或RZ最大值的方向测量，一般沿垂直加工痕迹方向测量。并要剔除表面上的各种缺陷，（如擦伤，划痕和气孔）。由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了合理的反映某一表面的粗糙度特性，应由几个基本长度的Ra或RZ值求平均值。包括一个或数个基本长度的总长，叫做测量长度。一般测3～5l代表L四表面粗糙度的分级和代号表面光洁度标准（GB1031~68）与表面粗糙度标准(GB1031-83)代号对照参数表4表面粗糙度代(符)号及其标注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加工方法表面粗糙度Ra加工方法表面粗糙度Ra金属模铸造≤1.6拉削，精0.1切割锯≤1.6精密铸造≤0.8铣端面粗≤6.3车≤3.2压力铸造≤0.4半精≤0.4铣≤12.5模锻≤1.6精≤0.2磨≤1.6锉≤0.4车外圆粗≤6.3磨平面粗≤1.6钻孔≤0.8半精≤1.6半精≤0.4扩粗≤6.3精≤0.2精≤0.025孔精≤1.6车端面粗≤6.3螺纹加工丝锥板牙≤0.8镗孔粗≤6.3半精≤1.6车≤0.8半精≤0.8精≤0.2搓≤0.8精≤0.4磨外圆粗≤0.8滚压≤0.4铰孔粗≤1.6半精≤0.2半精≤0.4精≤0.05精≤0.1拉削，半精≤0.4图样上表示零件表面粗糙度的符号代号意义基本符号,单独使用这符号是没有意义的。表示用去材料的方法获得，例如车、铣、刨、钻、磨等表示用不去材料的方法获得，例如铸、锻、冲压、热轧等表面粗糙度参数的标注Ra代号意义用任何方法获得的表面，Ra的最大允许值为3.2μm。用去材料的方法获得的表面，Ra的最大允许值为3.2μm。用不去材料的方法获得的表面，Ra的最大允许值为3.2μm。用去材料的方法获得的表面，Ra的最大允许值（max）为3.2μm，Ra的最小允许值（min）为1.6μm.5公差等级与表面粗糙度值相互联系基本尺寸＞6～10＞10～18＞18～30＞30～50＞50～80＞80～120＞120～180＞180～250公差等级表面粗糙度数值Ra不大于（μm）IT60.20.40.8IT70.81.6IT80.81.6IT91.63.2IT101.63.26.3IT111.63.26.3IT123.26.3五.表面粗糙度的检测1.比较法──用粗糙度样块跟工件比较,适用于车间和检查站，操作方便。应分车、铣、刨、磨、端铣、钻等进行比较；也可从零件中挑选出来经检测后，作为标准样块，这种方法最符合实际。有时可借用放大镜。2.光切法3.光干涉法4.针描法——适用于Ra，是用触针在被测表面上轻轻划过，触针随表面轮廓的峰谷起伏而上下摆动，再通过测量头中的传感器转换成电量的变化，留下属于粗糙度的轮廓曲线信号。再送入放大器在记录仪器上描绘出一段表面轮廓的放大图形，用图解计算法，就可求出各项粗糙度参数的数值。用针描法原理制成的仪器，叫做表面轮廓检查记录仪，（或叫做表面粗糙度仪）一般只用于～。因针头用金刚石制造，过于光滑细小的凹谷，针尖插不进去，不能描倒。针描法测量迅速准确，国内外广泛用于测量各种零件。