表麵粗糙度概述和常用參數(shù)

日期：2025-03-24 21:31

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表麵粗糙度概述和常用參數(shù)

關(guān)鍵詞：表麵粗糙度評(píng)定基準(zhǔn)Ra Rz Ry tp

摘要：根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3505-2000、GB/T1031-1995、GB/T131-1993，從表麵粗糙度的形成、與產(chǎn)品性能的關(guān)係和評(píng)定參數(shù)等方麵介紹表麵粗糙度

表麵粗糙度的概述

無(wú)論是機(jī)械加工後的零件表麵，還是用其他方法獲得的零件表麵，總會(huì)存在著由較小間距和峰穀組成的微量高低不平的痕跡，這種加工表麵上具有的較小間距和峰穀所組成的微觀幾何形狀特性，就是零件的表麵粗糙度。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)互換性生產(chǎn)，必須對(duì)表麵粗糙度的評(píng)定方法、測(cè)量手段等提出科學(xué)的規(guī)定和要求。

表麵粗糙度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由GB/T3505—2000《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)範(fàn) 表麵結(jié)構(gòu) 輪廓法表麵結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)、定義及參數(shù)》、GB/T1031—1995《表麵粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成。

表麵粗糙度的形成

表麵粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差,它不同於表麵宏觀形狀(形狀誤差)和表麵波度(中間形狀誤差).這三者常在一個(gè)表麵輪廓疊加出現(xiàn),如下圖所示.

微觀形狀誤差是在機(jī)械加工中因切削刀痕、表麵撕裂擠壓、振動(dòng)和摩擦等因素，在被加工表麵留下的間距很小的微觀起伏，如圖b所示。

中間形狀誤差具有較明顯的周期性的間距λ和幅度h，如圖c所示，隻在高速切削條件下才時(shí)有出現(xiàn)，它是由機(jī)床—工件—刀具加工係統(tǒng)的振動(dòng)、發(fā)熱和運(yùn)動(dòng)不平衡造成的。

表麵宏觀形狀誤差產(chǎn)生的原因是機(jī)床幾何精度方麵的誤差引起的。

對(duì)表麵粗糙度、波度和形狀誤差通常按間距來劃分：間距小於1mm的屬於表麵粗糙度；間距在1~10mm的屬於表麵波度；間距大於10mm的屬於形狀誤差。

表麵粗糙度對(duì)零件使用性能的影響

1，對(duì)摩擦和摩損的影響一般說，表麵越粗糙，摩擦阻力越大，零件的磨損也越快。

2，對(duì)配合性質(zhì)的影響對(duì)於有配合要求的零件表麵，無(wú)論是哪一類配合，表麵粗糙度都影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。

3，對(duì)抗腐蝕的影響表麵越粗糙，積聚在零件表麵上的腐蝕性氣體或液體也越多，且通過表麵的微觀凹穀向零件表層滲透，使腐蝕加劇。

4，對(duì)抗疲勞強(qiáng)度的影響表麵越粗糙，對(duì)應(yīng)力集中越敏感，零件疲勞損壞的可能性越大，疲勞強(qiáng)度就越低。

5，對(duì)接觸剛度的影響零件表麵越粗糙，表麵間的接觸麵積就越小，單位麵積受力就越大，峰頂處的局部塑性變形就越大，接觸剛度降低，進(jìn)而影響零件的工作精度和抗振性。

6，對(duì)結(jié)合密封性的影響降低零件表麵粗糙度數(shù)值，可提高其密封性。

此外，表麵粗糙度還影響檢驗(yàn)零件時(shí)的測(cè)量不確定性、零件外觀的美觀等。

表麵粗糙度的評(píng)定

評(píng)定基準(zhǔn)

為了客觀地評(píng)定表麵粗糙度，首先要確定測(cè)量的長(zhǎng)度範(fàn)圍和方向，即評(píng)定基準(zhǔn)。它包括取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度和基準(zhǔn)線。評(píng)定基準(zhǔn)是在實(shí)際輪廓線上量取得一段長(zhǎng)度。

實(shí)際輪廓是平麵與實(shí)際表麵相交所得的輪廓線。按照相截方向的不同，可分為橫向?qū)嶋H輪廓和縱向?qū)嶋H輪廓兩種。在評(píng)定或測(cè)量表麵粗糙度時(shí)，除非特彆指明，通常均指橫向?qū)嶋H輪廓，即加工紋理方向垂直的截麵上的輪廓。

1，取樣長(zhǎng)度l 用於判彆具有表麵粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。規(guī)定和選擇這段長(zhǎng)度是為了限製和減弱表麵波度對(duì)表麵粗糙度測(cè)量結(jié)果的影響。如果l過長(zhǎng)，則有可能將表麵波度的成分引入到表麵粗糙度的結(jié)果中；若l過短，則將不能反映待測(cè)表麵粗糙度的實(shí)際情況。在取樣長(zhǎng)度範(fàn)圍內(nèi)，一般應(yīng)包含5個(gè)以上的輪廓峰和輪廓穀。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣長(zhǎng)度在輪廓總的走向上量取。

2，評(píng)定長(zhǎng)度ｌn 評(píng)定輪廓所必需的一段長(zhǎng)度，它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。由於加工表麵的粗糙度並不均勻，隻取一個(gè)取樣長(zhǎng)度中的粗糙度值來評(píng)定該表麵粗糙度的質(zhì)量，還不夠客觀，所以要取幾個(gè)連續(xù)的取樣長(zhǎng)度。至於取多少個(gè)與加工方法有關(guān)，即與加工所得到的表麵粗糙度的均勻程度有關(guān)。越均勻，所取個(gè)數(shù)越少，一般情況下，ｌn=5ｌ。

3，基準(zhǔn)線用以評(píng)定表麵粗糙度參數(shù)給定的線。基準(zhǔn)線有兩種：

⑴輪廓的小二乘中線（中線）具有幾何輪廓形狀並劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)使輪廓線上各點(diǎn)的輪廓偏距（在測(cè)量方向上輪廓線上的點(diǎn)與基準(zhǔn)線之間的距離）的平方和為小。

⑵輪廓的算術(shù)平均中線具有幾何輪廓形狀，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)與輪廓走向一致，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)有該線劃分，使上、下兩邊的麵積相等的基準(zhǔn)線。

小二乘中線符合小二乘原則，從理論上講是理想的、**的基準(zhǔn)線，但由於在輪廓圖形上確定其位置比較困難，所以隻適用於**測(cè)量。

評(píng)定參數(shù)

1，高度評(píng)定參數(shù)

⑴輪廓算術(shù)平均偏差Ra 在取樣長(zhǎng)度ｌ內(nèi)，輪廓偏距**值的算術(shù)平均值。

⑵微觀不平度十點(diǎn)高度Rz 在取樣長(zhǎng)度ｌ內(nèi)，5個(gè)大的輪廓峰高的平均值與5個(gè)大的輪廓穀深的平均值之和.

⑶輪廓大高度Ry 在取樣長(zhǎng)度ｌ內(nèi)，輪廓峰頂線和輪廓穀底線之間的距離

Ry參數(shù)不如Ra，Rz值反映的幾何特性準(zhǔn)確，故其應(yīng)用不多，一般與Ra和Rz合用。

2，形狀參數(shù)——輪廓支承長(zhǎng)度率tp 在取樣長(zhǎng)度ｌ內(nèi)，一條平行於中線的線與輪廓相截所得各段截線長(zhǎng)度bi之和與取樣長(zhǎng)度之比。

輪廓支承長(zhǎng)度率是耐磨性的度量指標(biāo)，當(dāng)輪廓實(shí)際接觸麵積較大或?qū)δ湍バ杂休^高要求時(shí)，可用此參數(shù)控製。一般情況下，tp值越大，零件表麵的耐磨性越好。
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