粗糙度计算方法
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车削表面粗糙度的计算说说表面粗糙度的计算,以及"镜面效果"-表面粗糙度现在越来越受到各行业的重视,论坛里也经常问及如何提高表面粗糙度的帖子.今天讲一下关于车削的表面粗糙度.图片上面有车削表面粗糙度的计算方式,只需要将切削参数代入即可计算出可能最高的"表面粗糙度"(以下发言全部以粗糙度低为细,粗糙度高为粗)车削表面粗糙度=每转进给的平方*1000/刀尖R乘8以上计算方式是理论上的可能达到最坏的的效果,实际上因刀具品质、机床刚性精度、切削液、切削温度、切削速度、材料硬度等等原因,会将粗糙度提高或者降低的,如果你用上面的计算方式计算出来的粗糙度都不能满足想达到的效果,请先更改切削参数。
但进给一般和切深有着密切的关系,一般进给是切深的10%~20%之间,排削的效果是最好的切削深度,因为屑的宽度和厚度最合比例以上公式的各个参数我下面详细一项项解释一下对粗糙度的影响,如有不正请指点:1:进给——进给越大粗糙度越大,进给越大加工效率越高,刀具磨损越小,所以进给一般最后定,按照需要的粗糙度最后定出进给2:刀尖R——刀尖R越大,粗糙度越降低,但切削力会不断增大,对机床的刚性要求更高,对材料自身的刚性也要求越高。
建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖,而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖,否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了,就算能降低粗糙度也是枉然!3:切削时要计算设备功率,至于如何计算切削时所需要的功率(以电机KW的80%作为极限),下一帖再说。
要注意的时,现在大部分的数控车床都是使用变频电机的,变频电机的特点是转速越高扭力越大,转速越低扭力越小,所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。
而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系,而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果,所以任何时候都是“100%最大扭力输出”,这点比变频电机好。
地表粗糙度的常用计算方法及其在风蚀研究中的应用2.1 粗糙度概念的推导牛顿摩擦定律描述流体层流运动,粘性应力τ与垂直速度梯度成正比,即: dy du μτ= (2.1) 式中μ为动力黏性系数。
流动方式为湍流时,包括粘性力以及由于界面粗糙元的阻碍作用而产生的切应力,称为湍流剪应力;湍流剪应力通常比粘性应力大几个量级,因而对于湍流常忽略粘性应力而只考虑占主导的湍流应力的作用,湍流应力为:2*u ρτ= (2.2)对于固体表面的流体流动,Prandtl 通过量纲分析原理,给出另一种表达式,(2.1)式积分可得c y/u +=μτ。
代入(2.2)并利用边界条件 0=y 、0=u 得 0=c ,于是有: ⎪⎭⎫ ⎝⎛=v yu f u u ** (2.3) 其中,v 由v ρμ=定义,表示运动粘性系数;f 为v yu /*的普适函数。
在流体运动的粘性底层(11/*≤v yu )上式满足νν/yu =)/yu (f **即层流运动的式(2.3);在距界面较远或摩阻速度较大处(80) /v yu (f *>),流体为充分发展的湍流时运动决定于摩阻速度*u 和高度y ,于是可得: y u C dy du *= (2.4) C 写作κ/1,并积分上式得到: c y u u +=ln 1*κ (2.5)自然对数符号里的数值应是无量纲的,从量纲分析原理认为y 可由无量纲量或雷诺数来替代,例如用湍流雷诺数v yu /*代替,就成为满足层流运动的对数速度分布关系式:1**ln 1c v yu u u +=νκ (2.6) 对于湍流,用粗糙元高度0y 、附面层厚度δ或管半径R 与高度y 之比来表示,就可得到如下关系式: 4*3*20*ln 1ln 1ln 1c R y u u c y u u c y y u u +=+=+=κδκκ (2.7)基于这些发展了应用到各种植被覆盖地表和草方格等防沙工程及城市地表等粗糙面的关系式: )(,ln 1u u 50*H y c y d y ≥+-=κ (2.8)H 为植株或建筑群冠层高度。
车削粗糙度计算公式表面粗糙度现在越来越受到各行业的重视,论坛里也经常问及如何提高表面粗糙度的帖子.今天讲一下关于车削的表面粗糙度.图片上面有车削表面粗糙度的计算方式,只需要将切削参数代入即可计算出可能最高的"表面粗糙度"(以下发言全部以粗糙度低为细,粗糙度高为粗)车削表面粗糙度=每转进给的平方*1000/刀尖R乘8(每转进给的平方/刀尖半径X125)以上计算方式是理论上的可能达到最坏的的效果,实际上因刀具品质、机床刚性精度、切削液、切削温度、切削速度、材料硬度等等原因,会将粗糙度提高或者降低的,如果你用上面的计算方式计算出来的粗糙度都不能满足想达到的效果,请先更改切削参数。
但进给一般和切深有着密切的关系,一般进给是切深的10%~20%之间,排削的效果是最好的切削深度,因为屑的宽度和厚度最合比例以上公式的各个参数我下面详细一项项解释一下对粗糙度的影响,如有不正请指点:1:进给——进给越大粗糙度越大,进给越大加工效率越高,刀具磨损越小,所以进给一般最后定,按照需要的粗糙度最后定出进给2:刀尖R——刀尖R越大,粗糙度越降低,但切削力会不断增大,对机床的刚性要求更高,对材料自身的刚性也要求越高。
建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖,而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖,否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了,就算能降低粗糙度也是枉然!3:切削时要计算设备功率,至于如何计算切削时所需要的功率(以电机KW的80%作为极限),下一帖再说。
要注意的时,现在大部分的数控车床都是使用变频电机的,变频电机的特点是转速越高扭力越大,转速越低扭力越小,所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。
而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系,而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果,所以任何时候都是“100%最大扭力输出”,这点比变频电机好。
dem计算粗糙度摘要:1.概述:介绍DEM计算粗糙度的意义和背景2.方法:详述DEM计算粗糙度的具体步骤和方法3.应用:阐述DEM计算粗糙度在实际工程中的应用场景4.案例:提供一个DEM计算粗糙度的实际案例分析5.总结:总结DEM计算粗糙度的优势和局限性正文:近年来,数字高程模型(Digital Elevation Model,简称DEM)在地理信息系统(GIS)领域得到了广泛的应用。
DEM反映了地球表面的地形起伏,对于地形粗糙度的计算具有重要意义。
本文将从以下几个方面介绍DEM计算粗糙度的方法、应用及案例分析。
一、概述在自然地理和工程领域,地表粗糙度是一个重要的地形特征参数。
它对于分析地表侵蚀、风化、水资源分布等方面具有重要作用。
传统的粗糙度计算方法依赖于现场实地测量,耗时耗力。
随着遥感技术的发展,数字高程模型(DEM)逐渐成为计算地表粗糙度的有力工具。
通过DEM计算粗糙度,可以为地形分析、地貌研究、工程设计等领域提供重要依据。
二、方法1.计算原理DEM计算粗糙度的基本原理是利用地形起伏的统计特性来描述地表粗糙度。
常用的计算方法有:标准差法、高程差异法、功率谱法等。
2.具体步骤(1)准备DEM数据:获取足够分辨率的地形数据,一般选用SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)等卫星遥感数据。
(2)数据预处理:对DEM数据进行裁剪、插值、填充等预处理,以提高计算精度。
(3)计算地形起伏:根据DEM数据计算地表高程差异,得到地形起伏。
(4)计算粗糙度:采用相应的方法计算地表粗糙度,如标准差、高程差异、功率谱等。
三、应用1.地形分析:DEM计算粗糙度可用于分析地形特征,如山地、平原、丘陵等。
2.地貌研究:通过DEM计算粗糙度,可以研究地貌演化过程,如冰川侵蚀、河流沉积等。
3.工程设计:在土地利用、水利工程、交通运输等领域,DEM计算粗糙度有助于优化设计方案。
4.环境保护:计算粗糙度可用于评估生态敏感区的地形特征,为生态环境保护提供依据。
表面粗糙度的概念及计算方法论用何种加工方法加工,在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕,出现交错起伏的峰谷现象,粗加工后的表面用肉眼就能看到,精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。
这就是零件加工后的表面粗糙度。
过去称为表面光洁度。
国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。
高度参数共有三个:轮廓的平均算术偏差(Ra)如图1所示,通过零件的表面轮廓作一中线 m ,将一定长度的轮廓分成两部分,使中线两侧轮廓线与中线之间所包含的面积相等,即F1+F3+........+Fn-1=F2+F4+.......+Fn图1 轮廓的平均算术偏差轮廓的平均算术偏差值Ra,就是在一定测量长度 l 范围内,轮廓上各点至中线距离绝对值的平均算术偏差。
用算式表示或近似写成不平度平均高度(Rz)就是在基本测量长度范围内,从平行于中线的任意线起,自被测轮廓上五个最高点至五个最低点的平均距离(图2),即图2 不平度平均高度轮廓最大高度Ry,就是在取样长度内,轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
间距参数共有两个:轮廓单峰平均间距S,就是在取样长度内,轮廓单峰间距的平均值。
而轮廓单峰间距,就是两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si。
轮廓微观不平度的平均间距Sm。
含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi,称轮廓微观不平间距。
综合参数只有一个,就是轮廓支承长度率tp。
它是轮廓支承长度np与取样长度l之比。
在原有的国家标准中,表面光洁度分为14级,其代号为1、 2........;14。
后的数字越大,表面光洁度就越高,即表面粗糙度数值越小。
在车间生产中,常根据表面粗糙度样板和加工出来的零件表面进行比较,用肉眼或手指的感觉,来判断零件表面粗糙度的等级。
此外,还有很多测量光洁度的仪器。
表面粗糙度对零件使用情况有很大影响。
一般说来,表面粗糙度数值小,会提高配合质量,减少磨损,延长零件使用寿命,但零件的加工费用会增加。
表面粗糙度的三个评定参数一、介绍表面粗糙度是衡量物体表面粗细程度的参数,对于很多行业来说都是十分重要的质量指标。
在工业制造、建筑材料、土木工程等领域,粗糙度的评定参数对于保证产品质量、提高工程效率具有重要意义。
本文将介绍表面粗糙度的三个评定参数,包括使用范围、计算方法以及实际应用。
二、RMS粗糙度RMS(Root Mean Square)粗糙度被广泛应用于表面粗糙度的评定中。
RMS粗糙度是指表面粗糙度的均方根值,通过测量垂直于表面方向上的高度差来计算。
1. 计算方法:1.选取一小块表面区域;2.将该区域的高度值减去表面均值,得到各点的高度差;3.对高度差的平方求和;4.将求和结果除以测量区域的面积;5.取结果的平方根,即为RMS粗糙度。
2. 应用领域:RMS粗糙度广泛应用于汽车、航空航天等工业领域,用于评估零件的表面质量。
在生产过程中,根据RMS粗糙度的标准进行检测和筛选,可以保证零件的质量符合要求,提高生产效率和产品可靠性。
三、Ra粗糙度Ra(Roughness average)粗糙度指表面高度差的平均值,常用于描述表面粗糙度的平均水平。
1. 计算方法:1.选取一小段表面轨迹;2.计算轨迹上各点的高度差;3.将高度差的绝对值累加;4.将累加结果除以轨迹长度;5.得到的结果即为Ra粗糙度。
2. 应用领域:Ra粗糙度常用于机械工程、船舶制造等领域,用于评估零件表面的加工质量。
根据Ra粗糙度的要求进行表面加工,可以保证零件与零件之间的配合接触面积更大,提高零件的使用寿命和性能。
四、Rz粗糙度Rz(Average maximum height)粗糙度表示单位长度内最大凹凸高度的平均值,常用于对表面粗糙度的极值进行评定。
1. 计算方法:1.选取一小段表面轨迹;2.在轨迹上找到最高点和最低点;3.计算最高点和最低点之间的高度差;4.同样方法找到其它最高点和最低点,累加高度差;5.将累加结果除以轨迹长度;6.得到的结果即为Rz粗糙度。
直线导轨面粗糙度计算公式导轨是机械设备中常见的一种传动结构,用于支撑和引导运动部件,保证其在运动过程中的稳定性和精度。
而导轨表面的粗糙度对于设备的运行效率和寿命都有着重要的影响。
因此,对导轨表面粗糙度的计算和评估显得尤为重要。
导轨表面的粗糙度是指表面的不平整程度,通常用来描述表面的光滑程度和几何形状的不规则性。
粗糙度的计算可以通过一些标准化的公式和方法来进行,其中最常用的是均方根粗糙度和平均粗糙度。
均方根粗糙度是指在一定长度范围内,表面不平整度的平方平均值的开方。
其计算公式为:其中,RMS为均方根粗糙度,n为测量点的数量,zi为第i个测量点的高度值。
而平均粗糙度则是指在一定长度范围内,表面不平整度的平均值。
其计算公式为:其中,Ra为平均粗糙度,n为测量点的数量,zi为第i个测量点的高度值。
在实际的导轨表面粗糙度计算中,通常会采用均方根粗糙度和平均粗糙度两种指标来综合评价导轨表面的粗糙度。
通过这两种指标的计算,可以得到导轨表面的粗糙度数据,从而进行进一步的分析和评估。
在进行导轨表面粗糙度计算时,需要注意以下几点:1. 采样密度,导轨表面的粗糙度计算需要进行多点采样,以确保数据的准确性和代表性。
采样密度过低会导致数据不够全面,无法准确反映导轨表面的粗糙度情况。
2. 测量范围,导轨表面的粗糙度计算需要在一定长度范围内进行,通常选择1mm至10mm的范围。
选择合适的测量范围可以更好地反映导轨表面的整体粗糙度情况。
3. 仪器精度,在进行导轨表面粗糙度计算时,需要选择精度高、稳定性好的测量仪器,以确保数据的准确性和可靠性。
通过对导轨表面粗糙度的计算和评估,可以及时发现导轨表面的问题,并采取相应的措施进行修复和改进,从而保证设备的正常运行和使用寿命。
同时,粗糙度数据也可以作为设备维护和管理的重要参考,为设备的维护和管理提供科学依据。
总之,导轨表面粗糙度的计算是机械设备维护和管理中的重要工作之一,通过合理的计算和评估,可以为设备的正常运行和维护提供有效的支持和保障。
粗糙度计算公式粗糙度是指表面不平整程度的度量,它是表面形貌的一个参数。
在工业制造和科学研究中,粗糙度的计算是非常重要的,因为它可以用来描述表面的质量和功能性能,如摩擦、接触、润滑、密封等。
本文将介绍粗糙度计算的基本公式,包括平均粗糙度、均方根粗糙度、最大峰高度和最大谷深度等。
一、平均粗糙度平均粗糙度是表面粗糙度的一个基本参数,它是指表面高度的平均值。
平均粗糙度的计算公式如下:Ra = 1/n ∑|Zi|其中,Ra为平均粗糙度,n为采样点数,Zi为第i个采样点的高度。
在实际测量中,一般采用激光干涉仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜等仪器来测量表面高度,然后通过计算平均值得到平均粗糙度。
二、均方根粗糙度均方根粗糙度是表面粗糙度的另一个重要参数,它是指表面高度的均方根值。
均方根粗糙度的计算公式如下:Rq = √(1/n ∑(Zi- Z)^2)其中,Rq为均方根粗糙度,n为采样点数,Zi为第i个采样点的高度,Z为所有采样点的平均高度。
与平均粗糙度不同,均方根粗糙度更能反映表面高度的分布情况,因此在某些应用中更为重要。
三、最大峰高度和最大谷深度最大峰高度和最大谷深度是表面粗糙度的两个极值参数,它们分别表示表面上最高的凸起和最低的凹陷。
最大峰高度和最大谷深度的计算公式如下:Rp = max(Zi) - ZRv = Z - min(Zi)其中,Rp为最大峰高度,Rv为最大谷深度,Zi为所有采样点的高度,Z为所有采样点的平均高度。
在实际应用中,最大峰高度和最大谷深度常用于描述表面的极端情况,如表面缺陷、损伤等。
总之,粗糙度计算是表面质量评价的重要手段之一,它可以用来描述表面的几何形貌和功能性能。
不同的粗糙度参数对应不同的表面特征,因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的参数。
同时,粗糙度计算也需要结合实际测量技术和仪器,以获得准确的表面高度数据。
地表粗糙度计算公式
地表粗糙度是描述地表不平整程度的一个参数,通常用来衡量
地表的凹凸不平程度。
地表粗糙度可以通过不同的公式来计算,其
中一个常用的公式是曼宁方程。
曼宁方程是描述流体在开放渠道中
流动的经验公式,也可以用来计算地表粗糙度。
曼宁方程的数学表
达式为:
V = (1/n) R^(2/3) S^(1/2)。
在这个公式中,V代表流速,n代表曼宁系数,R代表水力半径,S代表水流的坡度。
水力半径R可以用地表粗糙度来计算,其数学
表达式为:
R = A/P.
在这个公式中,A代表过流断面积,P代表过流断面的湿周。
过
流断面积A和湿周P可以根据具体的地形和地表特征来计算。
除了曼宁方程,还有其他一些地表粗糙度计算的公式,比如基
于地形高程数据的傅立叶分析方法、基于地形坡度的统计学方法等。
这些方法都可以用来计算地表粗糙度,但需要根据具体的地理环境和数据特点来选择合适的公式和方法。
另外,地表粗糙度的计算也可以通过遥感技术和地理信息系统(GIS)来进行,利用遥感影像和地理空间数据进行地表粗糙度的定量分析和计算。
这些技术和方法可以帮助我们更全面、准确地理解地表的粗糙度特征,为地理环境和资源管理提供科学依据。
相对粗糙度和绝对粗糙度的计算
相对粗糙度和绝对粗糙度是描述表面粗糙程度的两种度量方式。
以下是它们的计算方法:
相对粗糙度:
相对粗糙度通常表示为表面粗糙度与某基准长度之比。
基准长度可以是任意选定的长度,但通常选择为取样长度或评定长度。
相对粗糙度常用于描述表面微观不平度的高度特征。
计算公式如下:(R_{y} = \frac{1}{l} \int_{0}^{l} |y(x)| dx)
其中,(R_{y}) 是相对粗糙度,(l) 是基准长度,(y(x)) 是表面轮廓函数,表示表面高度随位置的变化。
绝对粗糙度:
绝对粗糙度是指表面轮廓上峰顶线和峰底线之间的距离,即轮廓的最大高度。
它也被称为轮廓算术平均偏差,计算公式如下:(R_{a} = \frac{1}{l} \int_{0}^{l} |y(x) - y_{mean}| dx)
其中,(R_{a}) 是绝对粗糙度,(l) 是测量长度,(y(x)) 是表面轮廓函数,(y_{mean}) 是轮廓的平均高度。
需要注意的是,相对粗糙度和绝对粗糙度的计算都需要对表面进行精确的测量,通常使用光学显微镜、电子显微镜或激光共聚焦显微镜等设备进行测量。
此外,不同的行业和应用领域可能会有不同的粗糙度评价标准和计算方法,因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的评价方法和标准。
刀尖R=0.4时计算进给量:粗糙度为3.2时f=0.10mm/r
粗糙度为6.3时f=0.14mm/r
粗糙度为12.5时f=0.2mm/r
车削表面粗糙度=每转进给的平方 X 1000/(刀尖R乘8),单位微米以上计算方式是理论上的可能达到最坏的的效果,实际上因刀具品质、机床刚性精度、切削液、切削温度、切削速度、材料硬度等等原因,会将粗糙度提高或者降低的,如果你用上面的计算方式计算出来的粗糙度都不能满足想达到的效果,请先更改切削参数。
但进给一般和切深有着密切的关系,一般进给是切深的10%~20%之间,排削的效果是最好的切削深度,因为屑的宽度和厚度最合比例以上公式的各个参数我下面详细一项项解释一下对粗糙度的影响,如有不正请指点:
1:进给——进给越大粗糙度越大,进给越大加工效率越高,刀具磨损越小,所以进给一般最后定,按照需要的粗糙度最后定出进给 2:刀尖R——刀尖R越大,粗糙度越降低,但切削力会不断增大,对机床的刚性要求更高,对材料自身的刚性也要求越高。
建议一般切削钢件6150以下的车床不要使用R0.8以上的刀尖,而硬铝合金不要用R0.4以上的刀尖,否则车出的的真圆度、直线度等等形位公差都没办法保证了,就算能降低粗糙度也是枉然!
3:切削时要计算设备功率,至于如何计算切削时所需要的功率(以电机KW的80%作为极限),下一帖再说。
要注意的时,现在大部分的数控车床都是使用变频电机的,变频电机的特点是转速越高扭力越大,转速越低扭力越小,所以计算功率是请把变频电机的KW除2比较保险。
而转速的高低又与切削时的线速度有密切关系,而传统的普车是用恒定转速/扭力的电机依靠机械变速来达到改变转速的效果,所以任何时候都是“100%最大扭力输出”,这点比变频电机好。
但当然如果你的主轴是由昂贵的恒定扭力伺服电机驱动,那是最完美的选择
上面说得有点乱了,现在先举个例计算一下表面粗糙度:车削45号钢,切削速度150米,切深3mm,进给0.15,R尖R0.4,这是我很常用的中轻切削参数,基本上不是光洁度要求非常之高的工件一刀不分粗精切削直接车出表面,计算表面粗糙度等于0.15X0.15X1000/(0.4X8)=粗糙度 7.0(单位微米)。
如果有要求光洁度要到0.8的话,切削参数变化如下:刀具不变依旧上面0.4的刀片,切削参数进给0.05,切深要视乎刀具的断削槽而定,通常如果进给定了,那切深只会在一个很窄的范围(上面不是说过切深和进给很大关系嘛)——当切深在一定范围之内才会有最良好的排屑效果!当然你不介意拿个沟子一边车一边沟屑的话又另当别论! :lol我大约会按照进给的10倍起定切深,也就是0.5mm,此时0.05*0.05/0.4/8*1000=0.78微米,也就是粗糙度达到0.8了。
至于粗糙度的表示方法:RY是测量出最大粗糙度,RA是算术计法将整个工件的表面粗糙度平均算,而RZ则是取10点再平均算,一般同一工件用RA计算粗糙度应该是最低的,而RY肯定是最大的,如果用RY的计算公式可以达到比RA要求更低的数字,基本上车出来就可以达到标注的RA要求了。
另外理论上带修光刃的刀具最大可能将粗糙度降低一半,如果上面车出0.8光洁度的工件用带修光刃的刀片粗糙度就最小可能是0.4
以上是书本摘录的理论知识综合个人经验所书,以下再说说一些我个人感觉的理论,这些书本上我没见过的:
1:车床可以达到的最小粗糙度,首要原因是主轴精度,按照最大粗糙度计算的方法,如果你的车床主轴跳动精度是0.002mm,也就是2微米跳动,那理论上是不可能加工出粗糙度会低于0.002毫米粗糙度(RY2.0)的工件,但这是最大可能值,一般平均下来算50%好了,粗糙度1.0的工件可以加工出!再结合RA的算法一般不会得出超过RY 值的50%,变成RA0.5,再计算修光刃的作用降低50%,那最终主轴跳动0.002的车床极限是可以加工出RA0.2左右的工件!。