机械零件表面粗糙度的选择
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机加工表面粗糙度
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。
倒矗匪AB54J戒却期Bi HU谀JE剧形状餾臺的缥合越晌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。
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。
机械制图 零件图 8-6表面粗糙度
承长度率。
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。如 车、铣、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方法获得。 如铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉未冶金等，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）。
齿轮、蜗轮等齿槽的粗糙度代 (符)号可注在分度线的延长线 上。键槽侧面的粗糙度代(符) 号可注在引出线上。
抛光 1.6
★ 齿轮、渐开线花键的 工作表面，在图中没有表 示出齿形时，其粗糙度代 号可注在分度线上。
RY2.5 RY2.5
螺纹工作表面需要注出粗 糙度代号而图形中又未画出 螺纹牙型时，其粗糙度代号 必须与螺纹代号一起注出。
优先选用轮廓算术平均偏差Ra
表面粗糙度的评定参数有：轮廓算术平均偏差（Ra）； 轮廓最大高度（Rz）。轮廓算术平均偏差Ra定义为：在取 样长度L内，轮廓偏距Yi绝对值的算术平均值。
Ra 1
L
Y (x)dx
L0
1、表面粗糙度数值的选择:
表面粗糙度反映了零件表面的加工质量，其数值越小，即 越光滑，表面质量越高，加工工艺越复杂，成本也越高。 因此，选择表面粗糙度时，即要考虑满足零件的功能要求 ，又要符合加工的经济性。
表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性 密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的 要求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运 动的表面，表面粗糙度参数值要小。
二、表面粗糙度的主要参数
★ 轮廓算术平均偏差——Ra ★ 微观不平度十点高度——Rz ★ 轮廓最大高度——Ry
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。如 车、铣、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方法获得。 如铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉未冶金等，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）。
齿轮、蜗轮等齿槽的粗糙度代 (符)号可注在分度线的延长线 上。键槽侧面的粗糙度代(符) 号可注在引出线上。
抛光 1.6
★ 齿轮、渐开线花键的 工作表面，在图中没有表 示出齿形时，其粗糙度代 号可注在分度线上。
RY2.5 RY2.5
螺纹工作表面需要注出粗 糙度代号而图形中又未画出 螺纹牙型时，其粗糙度代号 必须与螺纹代号一起注出。
优先选用轮廓算术平均偏差Ra
表面粗糙度的评定参数有：轮廓算术平均偏差（Ra）； 轮廓最大高度（Rz）。轮廓算术平均偏差Ra定义为：在取 样长度L内，轮廓偏距Yi绝对值的算术平均值。
Ra 1
L
Y (x)dx
L0
1、表面粗糙度数值的选择:
表面粗糙度反映了零件表面的加工质量，其数值越小，即 越光滑，表面质量越高，加工工艺越复杂，成本也越高。 因此，选择表面粗糙度时，即要考虑满足零件的功能要求 ，又要符合加工的经济性。
表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性 密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的 要求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运 动的表面，表面粗糙度参数值要小。
二、表面粗糙度的主要参数
★ 轮廓算术平均偏差——Ra ★ 微观不平度十点高度——Rz ★ 轮廓最大高度——Ry
表面粗糙度的三个评定参数
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。
表面粗糙度参数
第4章表面粗糙度4.1概述在机械加工过程中，由于切削会留下切痕，切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，刀具和巳加工表面的磨擦等等原因，会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。
一、表面粗糙度的实质表面粗糙度是一种微观的几何形状误垦，通常按波距的大小分为：波距的属表面粗糙度；波距在1-lOmm间的属表面波度；波距〉10mm的属于形状误垦。
住肚it二、表面粗糙度对零件使用性能的影响1.对摩擦和磨损的影响一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。
2.对配合性能的影响表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越蚩。
3.对疲劳强度的影响当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。
4.对接触刚度的影响表面越粗糙，实际承载面积越小，接触刚度越低。
5.对耐腐蚀性的影响表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。
此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量，表面的反射能力等等，所以要给予充分的重视。
4.2表面粗糙度的评定一•基本术语1•轮廓滤波器把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
2.M虑波器确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
3•取样长度用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。
推荐的取样长度值见表41。
在取样长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。
4.评定长度评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。
为了充分合理地反映表面的特性，一般取1口=51。
5.轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。
(1)轮廓的最小二乘中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。
在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距的平方和为最小。
即：(，r Z2J(> " dx = min(2)轮廓的算术平均中线在取样长度内，将实际轮廓划分为上、下两部分，并使上、下两部分的面积相等的基准线。
零件上有配合要求或有相对运动的表面粗糙度参数值
零件上有配合要求或有相对运动的表面粗糙度参数值表面粗糙度参数值在零件配合要求和相对运动中的作用1. 导言在机械零件的制造和设计中，表面粗糙度参数值是一个重要的指标。
在拥有配合要求或存在相对运动的零件上，表面粗糙度参数值的选择对其可靠性、摩擦、磨损和密封等性能起着至关重要的作用。
在本文中，将从深度和广度的角度探讨这个主题，分析表面粗糙度参数值在零件配合要求和相对运动中的作用，帮助读者更全面地理解这一概念。
2. 表面粗糙度参数值的含义表面粗糙度参数值是用于衡量表面粗糙度的一组指标，常见的参数值有Ra（平均粗糙度）、Rz（最大峰谷深度）、Rmax（最大高度差）等。
这些参数值反映了零件表面的起伏情况，比如凸起和凹坑的大小、密度和分布。
通过测量和控制表面粗糙度参数值，可以确保零件表面满足特定的要求。
3. 表面粗糙度参数值与零件配合要求在零件配合要求中，表面粗糙度参数值的选择对于确保配合的精确性和稳定性至关重要。
在滑动配合中，如果表面粗糙度参数值过大，会使配合副的接触面积减小，增加接触区域的应力集中，从而导致摩擦增加和磨损加剧。
另如果表面粗糙度参数值过小，会导致接触面积不足，无法形成稳定的润滑膜，同样会增加摩擦和磨损。
在选择表面粗糙度参数值时，需要根据配合类型、工作条件和材料等因素进行综合考虑。
4. 表面粗糙度参数值与零件相对运动在存在相对运动的零件中，表面粗糙度参数值的选择与摩擦、磨损和密封等性能密切相关。
在滑动副中，较小的表面粗糙度参数值可以减小接触面的摩擦，降低能量损耗，并且有助于提高工作效率和寿命。
在密封副中，合适的表面粗糙度参数值可以确保良好的密封性能，防止泄漏和污染。
在受力副或受压副中，表面粗糙度参数值也会对材料的疲劳寿命和强度起一定影响。
5. 个人观点和理解在我个人看来，表面粗糙度参数值的选择应该是一个综合考虑的过程，需要根据具体应用场景和要求进行合理选择。
在实际应用中，难免会遇到一些矛盾和取舍，比如在滑动副中需要满足较小的摩擦和磨损，同时又要保证足够的密封性能。
表面粗糙度最新国家标注
度宜L可选包用括较一长个 的L 或评多定个长取度样。L 长度。表L面不均匀的L表面，
评定长度一般按5个取样长n 度来确定。
3/29/2020
评定表面粗糙度的基准线
评定表面粗糙度的基准线,有以下两种： 轮廓的最小二乘中线m
在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为 最小。
即： n yi2 min i 1
技术产品文件中表面结构要求标注的控制元素
3/29/2020
a 上限或下限符号U或L b 滤波器类型“x”。标准滤波器是高斯滤波器(GB/T 18777)。
以前的标准滤波器是2RC滤波器。将来也可能对其他的滤波器 进行标准化。在转换期间，在图样上标注滤波器类型对某些公 司比较方便。滤波器类型可以标注为“高斯滤波器”或 “2RC"。滤波器名称并没有标准化，但这里所建议的标注名 称是明确的，无争议的。
表面粗糙度GB/T 131- 2006
重机技术中心标准化 侯岩舒 2016.8
新国标 GB/131- 2006《产品几何技术规范( GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》
充分考虑了对零件表面质量影响的多种因素, 除表面粗糙度外还有在机械加工过程中, 由 于机床、工件和刀具系统的振动, 在工件表 面所形成的间距比粗糙度大得多的表面不平 度、即波纹度的影响。所以, 表面粗糙度、 表面波纹度以及表面几何形状误差总是同时 生成并存在同一表面上综合影响零件的表面 轮廓。
3/29/2020
5 表面结构要求在图样中的注法
图1 表面结构要求的注写方向
3/29/2020
标注在轮廓线上或指引线上
表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一 致。表面结构要求可标注在轮廓线上, 其符号应从材料 外指向并接触表面, 如图 2 所示。必要时, 表面结构也 可用带箭头或黑点的指引线引出标注, 如图 3 所示。
评定长度一般按5个取样长n 度来确定。
3/29/2020
评定表面粗糙度的基准线
评定表面粗糙度的基准线,有以下两种： 轮廓的最小二乘中线m
在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为 最小。
即： n yi2 min i 1
技术产品文件中表面结构要求标注的控制元素
3/29/2020
a 上限或下限符号U或L b 滤波器类型“x”。标准滤波器是高斯滤波器(GB/T 18777)。
以前的标准滤波器是2RC滤波器。将来也可能对其他的滤波器 进行标准化。在转换期间，在图样上标注滤波器类型对某些公 司比较方便。滤波器类型可以标注为“高斯滤波器”或 “2RC"。滤波器名称并没有标准化，但这里所建议的标注名 称是明确的，无争议的。
表面粗糙度GB/T 131- 2006
重机技术中心标准化 侯岩舒 2016.8
新国标 GB/131- 2006《产品几何技术规范( GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》
充分考虑了对零件表面质量影响的多种因素, 除表面粗糙度外还有在机械加工过程中, 由 于机床、工件和刀具系统的振动, 在工件表 面所形成的间距比粗糙度大得多的表面不平 度、即波纹度的影响。所以, 表面粗糙度、 表面波纹度以及表面几何形状误差总是同时 生成并存在同一表面上综合影响零件的表面 轮廓。
3/29/2020
5 表面结构要求在图样中的注法
图1 表面结构要求的注写方向
3/29/2020
标注在轮廓线上或指引线上
表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一 致。表面结构要求可标注在轮廓线上, 其符号应从材料 外指向并接触表面, 如图 2 所示。必要时, 表面结构也 可用带箭头或黑点的指引线引出标注, 如图 3 所示。
表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
符号的尖端必须从材料外指向被注表面。 符号、数字的方向按规定标注。
12.5 12.5
图5－16 表面粗糙度代号注法
3.2 30º 3.2
3.2 30º 3.2
图5－17 表面粗糙度在图样上的标注
3.2 3.2
C×45º
3.2 0.4
φ
1.6 1.6
φ
3.2 M
12.5
φ
12.5
表面粗糙度重复表面的注法
a
c)
tp70%、C50%
a
a
b)
Sm0.05max
d)
tp70%min、C50%
其他各项规定的标注.2
③、加工纹理方向、加工方法的标注
纹理方向符号见表5-9。
铣
a
a
⊥
表5-15 表面加工纹理的标注
二、表面粗糙度要求的图样标注
表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮 廓线、尺寸界线、引出线或其延长线上， 见图5－16、5－17。
各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。 ⑴、满足使用要求的前提下，尽量选用较
大的粗糙度数值。 ⑵、同一零件，工作表面比非工作表面粗
糙度值小。 ⑶、摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦比
滑动摩擦表面粗糙度值小。
参数值的选择.1
⑷、运动速度高、单位压力大的摩擦表面， 比速度低、压力小的表面，Ra数值小。 受交变载荷的表面及易引起应力集中的 部分（圆角、沟槽等），Ra数值小。
表5-4 轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单 峰平均间距S的数值mm
0.006
0.1
1.6
0.0125
0.2
3.2
Sm 、S
0.025
0.4
6.3
12.5 12.5
图5－16 表面粗糙度代号注法
3.2 30º 3.2
3.2 30º 3.2
图5－17 表面粗糙度在图样上的标注
3.2 3.2
C×45º
3.2 0.4
φ
1.6 1.6
φ
3.2 M
12.5
φ
12.5
表面粗糙度重复表面的注法
a
c)
tp70%、C50%
a
a
b)
Sm0.05max
d)
tp70%min、C50%
其他各项规定的标注.2
③、加工纹理方向、加工方法的标注
纹理方向符号见表5-9。
铣
a
a
⊥
表5-15 表面加工纹理的标注
二、表面粗糙度要求的图样标注
表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮 廓线、尺寸界线、引出线或其延长线上， 见图5－16、5－17。
各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。 ⑴、满足使用要求的前提下，尽量选用较
大的粗糙度数值。 ⑵、同一零件，工作表面比非工作表面粗
糙度值小。 ⑶、摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦比
滑动摩擦表面粗糙度值小。
参数值的选择.1
⑷、运动速度高、单位压力大的摩擦表面， 比速度低、压力小的表面，Ra数值小。 受交变载荷的表面及易引起应力集中的 部分（圆角、沟槽等），Ra数值小。
表5-4 轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单 峰平均间距S的数值mm
0.006
0.1
1.6
0.0125
0.2
3.2
Sm 、S
0.025
0.4
6.3
表面粗糙度最新国家标注
有关检验规范的基本术语
1 取样长度和评定长度
取样长度——测量表面粗糙度轮廓时，测量限制的一
段足够短的长度，以限制或减弱波纹度、排除形状误 差对表面粗糙度轮廓测量的影响。（详见P134表5-1） 评定长度默认为 5 个取样长度, 否则应注明个数。 例如Rz0.4、Ra3 0.8、Rz1 3.2 分别表示评定长度
参数值的选用方法
可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小 时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数 关系。 一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公 差为t，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下对 应关系：
若t≈0.6 IT，则Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT
极限值判断规则
2 最大规则: 运用本规则时, 被检的整个表 面上测得的参数值一个也不应超过给定的 极限值。 16%规则是所有表面结构要求标注的默认 规则。即图样上不注写其它符号时，均默 认为应用 16%规则( 例如 Ra0.8) 。即当 参数代号后标注写“max”字样时, 则应用 最大规则( 例如 Ramax0.8)
即：F1+F2+…+Fn= G1+G2+…+Gm
F
1
F
2
y=f(x)
Fn
0 G1 G2 L Gm
x
轮廓参数
轮廓参数，与GB/T 3505标准相关的参数 有： —R轮廓（粗糙度参数）； —W轮廓（波纹度参数）；
—P轮廓（原始轮廓参数）。
评定表面结构常用的参数（三大参数）
轮廓参数( 由 GB/T35052000 定义)
表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采 用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。
机械零件表面粗糙度的选择
机械零件表面粗糙度的选择表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据。
通常，机械零件表面粗糙度的大小与加工方法和加工精度有关，它直接影响静配合的坚固程度、摩擦消耗功多少、零件的疲劳强度及耐蚀性能。
它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
1、零件表面粗糙度的选择原则⑴在满足表面工作要求的情况下，尽量选大值。
⑵同一零件上，工作表面粗糙度值低于非工作表面粗糙度值。
⑶摩擦表面粗糙度值低于非摩擦表面粗糙度值。
⑷受循环负荷的表面及易引起应力集中的表面粗糙度值要小。
⑸配合性质稳定性要求高的结合表面，粗糙度值要小。
对动配合，配合间隙小的表面，粗糙度值要小；对静配合，要求连接牢固可靠，承受载荷大时粗糙度值要小。
⑹配合性质相同，零件尺寸越小则粗糙度值越小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸的粗糙度值要小，轴比孔的粗糙度值要小。
2、常用的选择零件表面粗糙度的方法及弊病[在机械零件设计工作中粗糙度的选择方法有 3 种，即计算法、试验法和类比法。
应用最普遍的是类比法，此法虽简便、迅速、有效，但需要有充足的参考资料。
目前，设计中最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度，即计算法。
通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但它们之间又不存在固定的函数关系。
如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑（即表面粗糙度要求很高），但其尺寸公差要求却很低。
一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。
虽然机械零件表面粗糙度与尺寸公差之间关系的经验计算公式在相关工具书中都有很多介绍，并列表供读者选用。
但只要细心阅来就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。
这就给不熟悉这方面情况的人带来了困惑，同时也增加了他们在机械零件设计工作中选择表面粗糙度的困难。
机械制造中的工件表面质量与粗糙度的控制
机械制造中的工件表面质量与粗糙度的控制在机械制造过程中，工件的表面质量以及粗糙度的控制是非常重要的。
一个优质的工件表面可以提高产品的性能、延长使用寿命，并且对于某些特殊应用而言，还可以影响产品的功能。
本文将探讨机械制造中如何有效控制工件的表面质量与粗糙度。
一、表面质量的定义与重要性工件的表面质量是指工件表面所呈现出的物理特征，主要包括平整度、光洁度、无缺陷等。
表面质量的好坏直接影响到工件的性能和质量。
1.1 平整度平整度是指工件表面的平整程度，包括平面度、直线度、圆度等指标。
平整度的要求取决于具体的应用场景，通常要求表面平整度高，以保证工件在装配时的精度和稳定性。
1.2 光洁度光洁度是指工件表面的光亮程度，主要由表面的残余油脂、氧化物、氧膜等决定。
在很多应用场景中，如光学仪器、半导体制造等，要求工件表面光洁度高，以确保光学系统的透射和反射性能。
1.3 无缺陷无缺陷是指工件表面不应有裂纹、气泡、疤痕等缺陷。
这些缺陷会降低工件的强度、密封性和耐磨性能。
及早发现和修复缺陷是确保工件表面质量的重要环节。
二、粗糙度的定义与评价工件表面的粗糙度是指表面上的微小不规则形态，包括起伏高度、波动量等指标。
粗糙度的评价常常依据国际标准ISO 4287进行，通过测量和分析，得到粗糙度指标。
2.1 粗糙度参数常用的粗糙度参数有Ra、Rz、Rmax等，它们分别代表不同种类的表面起伏指标。
Ra是平均粗糙度，Rz是有效粗糙度，Rmax是最大峰值高度。
通过选择合适的评价参数，可以更准确地描述工件表面的粗糙状况。
2.2 粗糙度的影响粗糙度对工件性能和功能有很大的影响。
例如，在润滑剂润滑下，较低的粗糙度可以减小接触阻力和摩擦系数，从而提高工件的运动效率。
而对于密封件来说，粗糙度过大会导致泄漏，影响密封性能。
三、控制工件表面质量与粗糙度的方法为了保证工件表面的质量和粗糙度符合要求，可以采取以下几种方法。
3.1 材料选择选择适合的材料是控制表面质量与粗糙度的基础。
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机械零件表面粗糙度的选择
表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据；它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
机械零件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。
在机械零件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。
应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但是它们之间又不存在固定的函数关系。
例如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高，但其尺寸公差要求却很低。
在一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。
在一些机械零件设计手册和机械制造专著中，对机械零件的表面粗糙度和机械零件的尺寸公差关系的经验及计算公式都有很多介绍，并列表供读者选用，但只要细心阅来，就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。
这就给不熟悉这方面情况的人带来了迷惑。
同时也增加了他们在机械零件工作中选择表面粗糙度的困难。
在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。
这就是配合的稳定性问题。
在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。
在现有的机械零件设计手册中，反映的主要有以下3种类型：第1类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中或经多次装配后，其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%，这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面，如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。
第2类主要用于普通的精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接触面，其主要应用在
如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔，还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。
第3类主要用于通用机械，要求机械零件的磨损极限不超过尺寸公差值的50%，没有相对运动的零件接触面，如箱盖、套筒，要求紧贴的表面、键和键槽的工作面；相对运动速度不高的接触面，如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等等。
在此我们对机械设计手册中的各类表值进行统计分析，将旧的表面粗糙度国家标准(GB1031—68)转换为参照采用国际标准ISO颁布的1983年的新的国家标准(GB1031—83)，采用优先选用的评定参数，即轮廓算术平均偏差值R a＝(1)/(l)∫l0｜y｜dx。
并采用R a优先选用的第一系列数值，推导出表面粗糙度R a与尺寸公差IT之间的有关关系式为
第1类：R a≥1.6R a≤0.008×IT
R a≤0.8R a≤0.010×IT
第2类：R a≥1.6R a≤0.021×IT
R a≤0.8R a≤0.018×IT
第3类：R a≤0.042×IT
将上述3种关系式列表，如表1、表2、表3所示。
表1公差等级与表面粗糙度值(用于精密机械)
表2公差等级与表面粗糙度值(用于普通精密机械)
在机械零件设计工作中，按尺寸公差选择表面粗糙度数值时，应当根据不同类型的机器，选择相应的表值。
需要说明的是，表中R a采用第1系列值，而旧的国标R a的极限值为第2系列值，换算时会遇到数值上靠和下靠的问题。
我们在表中表值采用上靠，因为这有利于提高产品质量，个别值采用下靠。
旧国标的公差等级与表面粗糙度对应的表的内容和形式都比较复杂，对同一公差等级同一尺寸分段同一基本尺寸，孔与轴的表面粗糙度值不相同，不同配合种类数值也不相同，这是由于旧的公差与配合标准(GB159—59)的公差数值与上述因素有关。
现行的新国标公差与配合(GB1800—79)对同一公差等级同一尺寸分段内各基本尺寸的标准公差值是相同的，这样就使公差等级与表面粗糙度的对应表大为简化，也更为科学合理。
在设计工作中，表面粗糙度的选择归根到底还是必须从实际出发，全面衡量零件的表面功能和工艺经济性，才能作出合理的选择。
表中给出的公差等级与表面粗糙度值可供设计时参考。