編輯本段基本介紹

　　為研究表面粗糙度對(duì)零件性能的影響和度量表面微觀不平度的需要，從20年代末到30年代，德國(guó)、美國(guó)和英國(guó)等國(guó)的一些專家設(shè)計(jì)制作了輪廓記錄儀、輪廓儀，同時(shí)也產(chǎn)生出了光切式顯微鏡和干涉顯微鏡等用光學(xué)方法來測(cè)量表面微觀不平度的儀器，給從數(shù)值上定量評(píng)定表面粗糙度創(chuàng)造了條件。表面粗糙度儀

　　從30年代起，已對(duì)表面粗糙度定量評(píng)定參數(shù)進(jìn)行了研究，如美國(guó)的Abbott就提出了用距表面輪廓峰頂?shù)纳疃群椭С虚L(zhǎng)度率曲線來表征表面粗糙度。1936年出版了Schmaltz論述表面粗糙度的專著，對(duì)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)和數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化提出了建議。但粗糙度評(píng)定參數(shù)及其數(shù)值的使用，真正成為一個(gè)被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)還是從40年代各國(guó)相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以后開始的。

　　首先是美國(guó)在1940年發(fā)布了ASA B46.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，之后又經(jīng)過幾次修訂，成為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASME B46.1-1988《表面結(jié)構(gòu)表面粗糙度、表面波紋度和加工紋理》，該標(biāo)準(zhǔn)采用中線制，并將Ra作為主參數(shù)；接著前蘇聯(lián)在1945年發(fā)布了GOCT2789-1945《表面光潔度、表面微觀幾何形狀、分級(jí)和表示法》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而后經(jīng)過了3次修訂成為GOCT2789-1973《表面粗糙度參數(shù)和特征》，該標(biāo)準(zhǔn)也采用中線制，并規(guī)定了包括輪廓均方根偏差即現(xiàn)在的Rq在內(nèi)的6個(gè)評(píng)定參數(shù)及其相應(yīng)的參數(shù)值。另外，其它工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)大多是在50年代制定的，如聯(lián)邦德國(guó)在1952年2月發(fā)布了DIN4760和DIN4762有關(guān)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)和術(shù)語等方面的標(biāo)準(zhǔn)等。

　　以上各國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中都采用了中線制作為表面粗糙度參數(shù)的計(jì)算制，具體參數(shù)千差萬別，但其定義的主要參數(shù)依然是Ra或Rq，這也是國(guó)際間交流使用最廣泛的一個(gè)參數(shù)。

編輯本段主要表現(xiàn)

　　主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1） 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，磨損就越快。

　　2） 表面粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對(duì)間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對(duì)過盈配合來說，由于裝配時(shí)將微觀凸峰擠平，減小了實(shí)際有效過盈，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。

　　　　3） 表面粗糙度影響零件的疲勞強(qiáng)度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對(duì)應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。

　　4） 表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面腐蝕。

　　5） 表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。

　　　　6）表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機(jī)器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。

　　7）影響零件的測(cè)量精度。零件被測(cè)表面和測(cè)量工具測(cè)量面的表面粗糙度都會(huì)直接影響測(cè)量的精度，尤其是在精密測(cè)量時(shí)。

　　此外，表面粗糙度對(duì)零件的鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動(dòng)的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會(huì)有不同程度的影響。

編輯本段測(cè)量方法

比較法

　　將被測(cè)量表面與標(biāo)有一定數(shù)值的粗糙度樣板比較來確定被測(cè)表 面粗糙度數(shù)值的方法。 比較時(shí)可以采用的方法: Ra > 1.6&micro;m 時(shí) 目測(cè) Ra1.6~Ra0.4&micro;m 時(shí)用 放大鏡 Ra < 0.4&micro;m 時(shí)用比較顯微鏡。

　　注：比較時(shí)要求樣板的加工方法，加工紋理，加工方向，材料與被測(cè)零件表面相同。

　　特點(diǎn)：該方法測(cè)量簡(jiǎn)便，使用于車間現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，常用于中等或較粗糙表面的測(cè)量。

光切法

　　雙管顯微鏡測(cè)量表面粗糙度，可用作Ry與Rz參數(shù)評(píng)定，測(cè)量范圍0.5~50&micro;m

編輯本段評(píng)定依據(jù)

取樣長(zhǎng)度

　　　　用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度 (見圖 4-1)。取樣長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)零件實(shí)際表面的形成情況及紋理特征，選取能反映表面粗糙度特征的那一段長(zhǎng)度，量取取樣長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際表面輪廓的總的走向進(jìn)行。圖4-1 取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度 從圖4-1中可以看出，該輪廓線存在表面波紋度和形狀誤差，當(dāng)選取的取樣長(zhǎng)度不同時(shí)得到的高度值是不同的。規(guī)定和選擇取樣長(zhǎng)度是為了限制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗糙度的測(cè)量結(jié)果的影響。

評(píng)定長(zhǎng)度

　　　　Gp 評(píng)定輪廓所必須的一段長(zhǎng)度，它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均勻，在一個(gè)取樣長(zhǎng)度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取幾個(gè)取樣長(zhǎng)度來評(píng)定表面粗糙度，一般取 2，‘=Slo

基準(zhǔn)線

　　　　用以評(píng)定表面粗糙度參數(shù)給定的線，是表面粗糙度二維評(píng)定的基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)線有下列兩種 : (1)輪廓的最小二乘中線:具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)使輪廓線上各點(diǎn)的輪廓偏距的平方和為最小 (見圖4-2 ) o (2)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)與輪廓走向一致的基準(zhǔn)線。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)由該線劃分輪廓，使上下兩邊的面積相等 (見圖4-3 )。即:F，十F:+F3+…十凡=F,}+Fz’十F3‘十…+只，‘。 理論上最小二乘中線是惟一理想的基準(zhǔn)線，但在實(shí)際應(yīng)用中很難獲得，因此一般用輪廓的算術(shù)平均中線代替，且測(cè)量時(shí)可用一根位置近似的直線。 圖4-2 輪廓的最小二乘中線 圖4-3 輪廓的算術(shù)平均中線

單峰單谷

　　　　輪廓的單峰是指兩相鄰輪廓最低點(diǎn)之間的輪廓部分。輪廓的單谷是指兩相鄰輪廓最高點(diǎn)之間的輪廓部分。單峰與相鄰的單谷組成了一個(gè)微觀不平度，稱單個(gè)微觀不平度。 輪廓峰是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向外的輪廓部分 輪廓峰就是輪廓在中線以上的部分。輪廓谷是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向內(nèi)的輪廓部分 ,輪廓谷就是輪廓在中線以下的部分，輪廓峰與輪廓谷就組成了在取樣長(zhǎng)度這一段內(nèi)的輪廓微觀不平度。

編輯本段應(yīng)用原則

　　　　表面粗糙度對(duì)零件使用情況有很大影響。一般說來，表面粗糙度數(shù)值小，會(huì)提高配合質(zhì)量，減少磨損，延長(zhǎng)零件使用壽命，但零件的加工費(fèi)用會(huì)增加。因此，要正確、合理地選用表面粗糙度數(shù)值。 在設(shè)計(jì)零件時(shí)，表面粗糙度數(shù)值的選擇，是根據(jù)零件在機(jī)器中的作用決定的?？偟脑瓌t是：

　　在保證滿足技術(shù)要求的前提下，選用較大的表面粗糙度數(shù)值。具體選擇時(shí)，可以參考下述原則：

　?。?）工作表面比非工作表面的粗糙度數(shù)值小。

　?。?）摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度數(shù)值小。摩擦表面的摩擦速度越高，所受的單位壓力越大，則應(yīng)越高；滾動(dòng)磨擦表面比滑動(dòng)磨擦表面要求粗糙度數(shù)值小。

　?。?）對(duì)間隙配合，配合間隙越小，粗糙度數(shù)值應(yīng)越??；對(duì)過盈配合，為保證連接強(qiáng)度的牢固可靠，

　　載荷越大，要求粗糙度數(shù)值越小。一般情況間隙配合比過盈醞合粗糙度數(shù)值要小。

　?。?）配合表面的粗糙度應(yīng)與其尺寸精度要求相當(dāng)。配合性質(zhì)相同時(shí)，零件尺寸越小，則應(yīng)粗糙度數(shù)值越?。煌?a target="_blank" style="color: rgb(19, 110, 194); text-decoration: none; ">精度等級(jí)，小尺寸比大尺寸要粗糙度數(shù)值小，軸比孔要粗糙度數(shù)值?。ㄌ貏e是IT8～I(xiàn)T5的精度）。

　?。?）受周期性載荷的表面及可能會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中的內(nèi)圓角、凹稽處粗糙度數(shù)值應(yīng)較小。

編輯本段標(biāo)注方法

　　1、表面粗糙度代號(hào)^[1]
　　圖樣上表示零件表面的粗糙度符號(hào)的畫法如圖10－3所示。

　　    圖10-3　表面粗糙度符號(hào)的比例

　　圖樣上表示零件表面粗糙度的符號(hào)如表10-3。

　　                表10-3　表面粗糙度符號(hào)

　　2、表面粗糙度代號(hào)的標(biāo)注方法
　　代號(hào)和參數(shù)的注寫方向如圖10-4所示。當(dāng)零件大部分表面具有相同的表面粗糙度時(shí)，對(duì)其中使用最多的一種符號(hào)、代號(hào)可統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的右上角，并加注“其余”兩字，統(tǒng)一標(biāo)注的代號(hào)及文字高度，應(yīng)是圖形上其它表面所注代號(hào)和文字的1.4倍。

　　       圖10-4　表面粗糙度代號(hào)的基本標(biāo)注方法

　　       不同位置表面代號(hào)的注法，符號(hào)的尖端必須從材料外指向表面，代號(hào)中數(shù)字的方向與尺寸數(shù)字方向一致，如圖10-5所示。

　　            圖10-5　不同位置表面上表面粗糙度代號(hào)的標(biāo)注^[1]

編輯本段符號(hào)畫法

　　B/T131-93規(guī)定,表面粗糙度代號(hào)是由規(guī)定的符號(hào)和有關(guān)參數(shù)組成,表面粗糙度符號(hào)的畫法和意義如下表所示：

編輯本段加工方法

編輯本段表面粗糙度與表面光潔度區(qū)別

　　1、表面粗糙度(surface roughness)
　　　加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。它是互換性研究的問題之一。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，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。表面粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、振動(dòng)和噪聲等有密切關(guān)系，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。和般標(biāo)注采用Ra。 
　　Ra(輪廓算術(shù)平均偏差):在取樣長(zhǎng)度L內(nèi)輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。
2、表面光潔度
　　 表面粗糙度的另一稱法。表面光潔度是按人的視覺觀點(diǎn)提出來的，而表面粗糙度是按表面微觀幾何形狀的實(shí)際提出來的。80年代后,以為與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)接軌,中國(guó)采用表面粗糙度而廢止了表面光潔度.在表面粗糙度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83、GB1031-83頒布后，表面光潔度的已不再采用。
　　其實(shí),兩者主要是名字不同,且有相應(yīng)的對(duì)照表.粗糙度有測(cè)量的計(jì)算公式,而光潔度只能用樣板規(guī)對(duì)照,相對(duì)來說,用粗糙度表示更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)了。

　　3、如何提高表面光潔度與表面粗糙度
　　在機(jī)床上，用普通刀具將工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金屬表面加工設(shè)備的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件表面光潔度提高3級(jí)以上（粗糙度Ra值輕松達(dá)到0.2以下）；且工件的表面顯微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蝕性。

　　
4、表面光潔度與表面粗糙度對(duì)照表

　　Ra:輪廓算術(shù)平均偏差值
　　*.方案1的Ra與舊國(guó)標(biāo)各等級(jí)的平均值相近,能保證產(chǎn)品質(zhì)量,建議用于重要表面.
　　**.方案2的Ra比舊國(guó)標(biāo)的各等級(jí)上限大25%,其經(jīng)濟(jì)性較好,建議用于不太重要的表面.
　　***.方案3的Ra與舊國(guó)標(biāo)各等級(jí)上限一致,當(dāng)提高產(chǎn)品的制造精度有困難,而降低又不能保證功能時(shí)采用.