机加工表面粗糙度

精品文档 1欢迎下载 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 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 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 精品文档 2欢迎下载 对于幅度方向的粗糙度参数值在 0 025 6 3 m 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 述范围内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 m 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 m 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 精品文档 3欢迎下载 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 尺寸公差等级 5 6 7 8 5 6 7 8 基本 尺寸 mm Ra m 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 轻 度 装 卸 如 挂 轮 滚 刀 等 50 5 00 0 8 0 8 1 6 1 6 1 6 3 2 0 4 0 8 0 8 1 6 1 6 尺寸公差等级 5 6 7 8 5 6 7 8 基本 尺寸 mm Ra m 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 过 盈 配 合 按 机 械 压 入 法 精品文档 4欢迎下载 装 配 按 热 处 理 法 装 配 尺寸公 差 等 级 6 9 10 12 6 9 10 12 Ra m 不大于 滑动轴承 配合 0 8 1 6 1 6 3 2 0 4 0 8 0 8 3 2 径向跳动公差 m 2 5 4 6 10 16 25 2 5 4 6 10 16 25 Ra m 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 m 不大于 精密定心 用的配合 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 m 加工方法 表面粗糙度 Ra m 加工方 法 表面粗糙度 Ra m 加工方 法 表面粗 糙度 Ra m 砂模铸 造 型 壳铸造 6 30 100 金刚镗孔 0 05 0 40 粗 6 30 25 电解磨 0 012 1 6 0 金属模 铸造 1 60 50 粗 6 30 50 半 精 1 60 12 5 电火花 加工 0 80 25 离心铸造 1 60 25 半 精 0 40 6 30 车端面 精 0 40 1 60 气 割 6 30 100 精密铸造 0 80 12 5 镗孔 精 0 40 1 60 粗 0 80 6 30 锯 1 60 100 蜡模铸 造 0 40 12 5 铰 孔 粗 1 60 12 5 磨外圆 半 精 0 100 1 60 切割 车 3 20 25 精品文档 5欢迎下载 压力铸造 0 40 6 30 半 精 0 40 3 20 精 0 025 0 40 铣 12 5 50 热轧 6 30 100 精 0 100 1 6 0 粗 1 60 3 20 磨 1 60 6 30 模 锻 1 60 100 半 精 0 40 3 20 半 精 0 40 1 60 丝 锥 板 牙 0 80 6 30 冷轧 0 20 12 5 拉削 精 0 100 0 4 0 磨平面 精 0 025 0 40 梳 洗 0 80 6 30 挤 压 0 40 12 5 粗 3 20 25 平 面 0 025 1 60 滚 0 20 0 80 冷拉 0 20 6 30 半 精 0 80 6 30 衍磨 圆 柱 0 012 0 40 车 0 80 12 5 锉 0 40 25 滚铣 精 0 40 1 60 半 精 0 05 0 40 搓 丝 0 80 6 30 刮削 0 40 12 5 粗 3 20 12 5 研磨 精 0 012 0 10 0 滚 压 0 40 3 20 粗 6 30 25 半 精 0 40 6 30 一 般 0 100 1 60 磨 0 20 1 60 半 精 1 60 6 3 0 端面铣 精 0 20 1 60 抛光 精 0 012 0 10 0 螺纹加工 研 磨 0 05 1 60 刨削 精 0 40 1 6 0 粗 6 30 25 滚压抛 光 0 05 3 20 刨 0 80 6 30 插销 1 60 25 半 精 1 60 12 5 平 面 0 012 0 40 滚 0 80 6 30 钻孔 0 80 25 车外圆 精 0 20 1 60 超 精 加 工 柱 面 0 012 0 40 插 0 80 6 30 粗 6 30 25 磨 0 100 0 8 0 扩孔 精 1 60 6 3 0 金刚车 0 025 0 2 0 化学磨 0 80 25 齿轮及花键加工 剃 0 20 1 60 4 3 3 取样长度的选用 精品文档 6欢迎下载 一般情况下 在测量 Ra Rz 时 推荐按表 4 7 选用对应的取样长度及评定长度值 此时 取样长度值的标注在图样上或技术文件中可省略 当有特殊要求时应给出相应的取样长 度值 并在图样上或技术文件中注出 表 4 7 lr 和 ln 的数值 摘自 GB T 1031 95 Ra m 0 008 0 0 2 0 02 0 10 0 1 2 0 2 0 10 0 10 0 80 0 Rz m 0 025 0 1 0 0 10 0 50 0 50 10 0 10 0 50 0 50 0 32 0 lr mm 0 08 0 25 0 8 2 5 8 0 ln mm ln 5l 0 4 1 25 4 0 12 5 40 0 4 4 表面粗糙度符号 代号及标注 图样上所标注的表面粗糙度符号 代号 是该表面完工后的要求 4 4 1 表面粗糙度的符号 表 4 8 是图样上表示零件表面粗糙度的符合及其说明 若仅需要加工 采用去除材料的 方法或不去除材料的方法 但对表面粗糙度的其他规定没有要求时 允许只注表面粗糙 度符号 表 4 8 表面粗糙度符号 摘自 GB T131 93 符 号 意义及说明 基本符号 表示表面可用任何方法获得 当不加注 粗糙度参数值或有关说明 例如 表面处理 局部 热处理状况等 时 仅适用于简化代号标注 基本符号加一短划 表示表面是用去除材料的方法 获得 例如 车 铣 钻 磨 剪切 抛光 腐蚀 电火花加工 气割等 基本符号加一小圆 表示表面是用不去除材料的方 法获得 例如 铸 锻 冲压变形 热轧 冷轧 粉末冶金等 或者是用于保持原供应状况的表面 包括保持上道 工序的状况 在上述三个符号的长边上均可加一横线 用于标注 有关参数和说明 在上述三个符号上均可加一小圆 表示所有表面具 有相同的表面粗糙度要求 4 4 2 表面粗糙度代号及其注法 当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的 16 时 应在图样 上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值 当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时 应在图样上标注表面粗糙 度参数的最大值或最小值 1 表面粗糙度幅度参数的标注 精品文档 7欢迎下载 图样上所标注的表面粗糙度符号 代号是该表面完工后的要求 若仅需要加工 采用去 除材料的方法或不去除材料的方法 但对表面粗糙度的其它规定没有要求时 允许只注 表面粗糙度符号 幅度参数是表面粗糙度的基本参数 Ra Rz 在代号中用数值表示 单位为微米 m Ra 的参数值前可不标注参数代号 Rz 的参数值前需标注出相应的参数代号 表 4 9 是表 面粗糙度幅度参数的各种代号及其意义 表 4 9 表面粗糙度幅度参数标注的释义 摘自 GB T 131 93 代 号 意 义 代 号 意 义 用任何方法获得的表面粗 糙度 Ra 的上限值为 3 2 m 用任何方法获得的表面粗糙 度 Ra 的最大值为 3 2 m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度 Ra 的上限值为 3 2 m 用去除材料方法获得的表面 粗糙度 Ra 的最大值为 3 2 m 用不去除材料方法获得的 表面粗糙度 Ra 的上限值 为 3 2 m 用不去除材料方法获得的表 面粗糙度 Ra 的最大值为 3 2 m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度 Ra 的上限值为 3 2 m Ra 的下限值为 1 6 m 用去除材料方法获得的表面 粗糙度 Ra 的最大值为 3 2 m Ra 的最小值为 1 6 m 用不去除材料方法获得的 表面粗糙度 Rz 的上限值 为 200 m 用不去除材料方法获得的表 面粗糙度 Rz 的最大值为 200 m 用去除材料方法获得的表 面粗糙度 Rz 的上限值为 3 2 m 下限值为 1 6 m 用去除材料方法获得的表面 粗糙度 Rz 的最大值为 3 2 m 最小值为 1 6 m 2 表面粗糙度附加参数的标注 若需要标注表面粗糙度的附加参数 RSm 或 Rmr c 时 应注在符号长边的横线下面 数值 写在相应代号的后面 图 4 12 中 a 是 RSm 上限值的标注示例 b 是 RSm 最大值的标 注示例 c 是 Rmr c 的标注示例 表示水平位置 c 在 Rz 的 50 位置上 Rmr c 为 70 此时 Rmr c 为下限值 d 是 Rmr c 最小值的标注示例 3 表面粗糙度其它项目的标注 表面粗糙度数值及其有关的规定在符号中注写的位置见图 4 13 取样长度应标注在符号长边的横线下面 单位为 mm 见图图 4 14 a 若按 GB 10610 89 的有关规定 见表 4 7 选用对应的取样长度时 在图样上可省略标注 精品文档 8欢迎下载 如图样上注出的表面粗糙度要求由指定的加工方法获得时 可用文字标注在符号长边的 横线上面 见图 4 14 b 需要标注加工余量时 可在符号的左边加注加工余量数值 单位为 mm 见图 4 14 c 需要控制表面加工纹理方向时 可在符号的右边加注加工纹理方向符号 见图 4 14 d 常见的加工纹理方向符号见表 4 10 表 4 10 加工纹理方向的符号 摘自 GB T 131 95 符号 示意图 符 号 示意图 纹理平行于标注代号的视图投 影面 纹理呈两相交的方向 纹理垂直于标注代号的视图投 影面 M 纹理呈多方向 注 若表中所列符号不能清楚表明所要求的纹理方向 应在图样上用文字说明 4 表面粗糙度在图样上的标注方法 表面粗糙度符号 代号一般注在可见轮廓线 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 如图 4 15 图 4 16 精品文档