表面粗糙度概述和常用參數(shù)
關鍵詞： 表面粗糙度 評定基準Ra Rz Ry tp
摘要：根據(jù)國家標準GB/T3505-2000、GB/T1031-1995、GB/T131-1993，從表面粗糙度的形成、與產(chǎn)品性能的關系和評定參數(shù)等方面介紹表面粗糙度
表面粗糙度 的概述
無論是機械加工后的零件表面，還是用其他方法獲得的零件表面，總會存在著由較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡，這種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，就是零件的表面粗糙度。為了提高產(chǎn)品質量，促進互換性生產(chǎn)，必須對表面粗糙度的評定方法、測量手段等提出科學的規(guī)定和要求。
表面粗糙度國家標準由GB/T3505—2000《產(chǎn)品幾何技術規(guī)范 表面結構 輪廓法 表面結構的術語、定義及參數(shù)》、GB/T1031—1995《表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值》標準構成。
表面粗糙度 的形成
表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差,它不同于表面宏觀形狀(形狀誤差)和表面波度(中間形狀誤差).這三者常在一個表面輪廓疊加出現(xiàn),如下圖所示.
微觀形狀誤差是在機械加工中因切削刀痕、表面撕裂擠壓、振動和摩擦等因素，在被加工表面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，只在高速切削條件下才時有出現(xiàn)，它是由機床—工件—刀具加工系統(tǒng)的振動、發(fā)熱和運動不平衡造成的。
表面宏觀形狀誤差產(chǎn)生的原因是機床幾何精度方面的誤差引起的。
對表面粗糙度、波度和形狀誤差通常按間距來劃分：間距小于1mm的屬于表面粗糙度；間距在1~10mm的屬于表面波度；間距大于10mm的屬于形狀誤差。
表面 粗糙度 對零件使用性能的影響
1，對摩擦和摩損的影響 一般說，表面越粗糙，摩擦阻力越大，零件的磨損也越快。
2，對配合性質的影響 對于有配合要求的零件表面，無論是哪一類配合，表面粗糙度都影響配合性質的穩(wěn)定性。
3，對抗腐蝕的影響 表面越粗糙，積聚在零件表面上的腐蝕性氣體或液體也越多，且通過表面的微觀凹谷向零件表層滲透，使腐蝕加劇。
4，對抗疲勞強度的影響 表面越粗糙，對應力集中越敏感，零件疲勞損壞的可能性越大，疲勞強度就越低。
5，對接觸剛度的影響 零件表面越粗糙，表面間的接觸面積就越小，單位面積受力就越大，峰頂處的局部塑性變形就越大，接觸剛度降低，進而影響零件的工作精度和抗振性。
6，對結合密封性的影響 降低零件表面粗糙度數(shù)值，可提高其密封性。
此外，表面粗糙度還影響檢驗零件時的測量不確定性、零件外觀的美觀等。
表面粗糙度 的評定
評定基準
為了客觀地評定表面粗糙度，首先要確定測量的長度范圍和方向，即評定基準。它包括取樣長度、評定長度和基準線。評定基準是在實際輪廓線上量取得一段長度。
實際輪廓是平面與實際表面相交所得的輪廓線。按照相截方向的不同，可分為橫向實際輪廓和縱向實際輪廓兩種。在評定或測量表面粗糙度時，除非特別指明，通常均指橫向實際輪廓，即加工紋理方向垂直的截面上的輪廓。
1， 取樣長度l 用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。規(guī)定和選擇這段長度是為了限制和減弱表面波度對表面粗糙度測量結果的影響。如果l過長，則有可能將表面波度的成分引入到表面粗糙度的結果中；若l過短，則將不能反映待測表面粗糙度的實際情況。在取樣長度范圍內，一般應包含5個以上的輪廓峰和輪廓谷。
標準規(guī)定取樣長度在輪廓總的走向上量取。
2， 評定長度ｌn 評定輪廓所必需的一段長度，它可包括一個或幾個取樣長度。由于加工表面的粗糙度并不均勻，只取一個取樣長度中的粗糙度值來評定該表面粗糙度的質量，還不夠客觀，所以要取幾個連續(xù)的取樣長度。至于取多少個與加工方法有關，即與加工所得到的表面粗糙度的均勻程度有關。越均勻，所取個數(shù)越少，一般情況下，ｌn=5ｌ。
3， 基準線 用以評定表面粗糙度參數(shù)給定的線。基準線有兩種：
⑴輪廓的*小二乘中線（中線） 具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線，在取樣長度內使輪廓線上各點的輪廓偏距（在測量方向上輪廓線上的點與基準線之間的距離）的平方和為*小。
⑵輪廓的算術平均中線 具有幾何輪廓形狀，在取樣長度內與輪廓走向一致，在取樣長度內有該線劃分，使上、下兩邊的面積相等的基準線。
*小二乘中線符合*小二乘原則，從理論上講是理想的、**的基準線，但由于在輪廓圖形上確定其位置比較困難，所以只適用于**測量。
評定參數(shù)
1， 高度評定參數(shù)
⑴輪廓算術平均偏差Ra 在取樣長度ｌ內，輪廓偏距***的算術平均值。
⑵微觀不平度十點高度Rz 在取樣長度ｌ內，5個*大的輪廓峰高的平均值與5個*大的輪廓谷深的平均值之和.
⑶輪廓*大高度Ry 在取樣長度ｌ內，輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離
Ry參數(shù)不如Ra，Rz值反映的幾何特性準確，故其應用不多，一般與Ra和Rz合用。
2， 形狀參數(shù)——輪廓支承長度率tp 在取樣長度ｌ內，一條平行于中線的線與輪廓相截所得各段截線長度bi之和與取樣長度之比。
輪廓支承長度率是耐磨性的度量指標，當輪廓實際接觸面積較大或對耐磨性有較高要求時，可用此參數(shù)控制。一般情況下，tp值越大，零件表面的耐磨性越好。
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