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表面粗糙度选择原则及其机加工方法

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表面粗糙度选择 很详细的 37．表面粗糙度如何选择？ 答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济性。 38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？ 答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。 摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。 受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值应选得小些。 配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠，受重载的过盈配合表面等都应取较小的表面粗糙度值。 配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。 对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下有一定的对应关系。 39．表面粗糙度Ra为50-100μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、气割毛坯可达此要求。 40．表面粗糙度Ra为25μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、气割毛坯可达此要求。 41．表面粗糙度Ra为12.5μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。 42．表面粗糙度Ra为6.3μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面，所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。 43．表面粗糙度Ra为3.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先加工面，主轴非接触的全部外表面等。是车削等基本切削加工方法较为经济地达到的表面粗糙度值。 44．表面粗糙度Ra为1.6μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为看不清加工痕迹，应用于表面质量要求较高的表面，中型机床工作台面（普通精度），组合机床主轴箱和盖面的结合面，中等尺寸平皮带轮和三角皮带轮的工作表面，衬套滑动轴承的压入孔，一般低速转动的轴颈。航空、航天产品的某些重要零件的非配合表面。 45．表面粗糙度Ra为0.8μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（普通精度）滑动导轨面，导轨压板，圆柱销和圆锥销的表面，一般精度的刻度盘，需镀铬抛光的外 表面，中速转动的轴颈，定位销压入孔等。是配合表面常用数值，中、重型设备的重要配合处，磨削加工经济。 46．表面粗糙度Ra为0.4μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（提高精度）滑动导轨面，滑动轴承的工作表面，夹具定位元件和钻套的主要表面，曲轴和凸轮轴的工作轴颈，分度盘表面，高速工作下的轴颈及衬套的工作面等。 47．表面粗糙度Ra为0.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为不可辨加工痕迹的方向，应用于精密机床主轴锥孔，顶尖圆锥面；直径小的精密心轴和转轴的结合面，活塞的活塞销孔，要求气密的表面和支承面。航空发动机叶片的叶盆和叶背面。 48．表面粗糙度Ra为0.1μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为暗光泽面，应用于精密机床主轴箱与套筒配合的孔，仪器在使用中要承受摩擦的表面，如导轨、槽面等，液压传动用的孔的表面，阀的工作面，汽缸内表面，活塞销的表面等。一般机械设计界限值。磨削加工很不经济。 49．表面粗糙度Ra为0.05μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为亮光泽面，应用于特别精密的滚动轴承套圈滚道，滚珠及滚柱表面，量仪中中等精度间隙配合零件的工作表面，工作量规的测量表面等。 50．表面粗糙度Ra为0.025μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为镜状光泽面，应用于特别精密的滚动轴承套圈滚道、滚珠及滚柱表面，高压油泵中柱塞和柱塞套的配合表面，保证高度气密的结合表面等。 51．表面粗糙度Ra为0.012μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为雾状镜面，应用于仪器的测量表面，量仪中高度精度间隙配合零件的工作表面，尺寸超过100mm的量块工作表面等。

52．表面粗糙度Ra为0.008μm时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为镜面，应用于量块工作表面，高精度测量仪器的测量面，光学测量仪器中的 金属镜面等。 53．表面粗糙度Ra为＞10-40μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为粗车、粗刨、粗铣、钻、毛锉、锯断。 54．表面粗糙度Ra为＞5-10μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、钻、粗铰。 55．表面粗糙度Ra为＞2.5-5μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、磨、拉、粗刮、滚压。 56．表面粗糙度Ra为＞1.25-2.5μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、磨、拉、刮、压、铣齿。 57．表面粗糙度Ra为＞0.63-1.25μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、镗、磨、拉、刮、精铰、磨齿、滚压。 58．表面粗糙度Ra为＞0.32-0.63μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为精铰、精镗、磨、刮、滚压。 59．表面粗糙度Ra为＞0.16-0.32μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为精磨、珩磨、研磨、超精加工。 60．表面粗糙度Ra为＞0.08-0.16μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为精磨、研磨、普通抛光。 61．表面粗糙度Ra为＞0.01-0.08μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为超精磨、精抛光、镜面磨削。 62．表面粗糙度Ra为≤0.01μm时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为镜面磨削、超精研。 63．螺纹表面粗糙度参数数值Ra如何选择？ 答：粗牙普通螺纹精度等级为4级时，Ra为0.4-0.8μm。 粗牙普通螺纹精度等级为5级时，Ra为0.8μm。 粗牙普通螺纹精度等级为6级时，Ra为1.6-3.2μm。 细牙普通螺纹精度等级为4级时，Ra为0.2-0.4μm。 细牙普通螺纹精度等级为5级时，Ra为0.8μm。 细牙普通螺纹精度等级为6级时，Ra为1.6-3.2μm。

64．键结合表面粗糙度参数数值Ra如何选择？ 答：结合形式为键, 沿毂槽移动处，Ra为0.2-0.5μm。 结合形式为键, 沿轴槽移动处，Ra为0.2-0.4μm。 结合形式为键, 不动处，Ra为1.6μm。 结合形式为轴槽,沿毂槽移动处，Ra为1.6μm。 结合形式为轴槽,沿轴槽移动处，Ra为0.4-0.8μm。 结合形式为轴槽,不动处，Ra为1.6μm。 结合形式为毂槽,沿毂槽移动处，Ra为0.4-0.8μm。 结合形式为毂槽,沿轴槽移动处，Ra为1.0μm。 结合形式为毂槽,不动处，Ra为1.6-3.2μm。 注：非工作表面Ra都为6.3μm。

65．矩形花键表面粗糙度参数数值Ra如何选择？ 答：内花键,外径处，Ra为6.3μm。 内花键,内径处，Ra为0.8μm。 内花键,键侧处，Ra为3.2μm。 外花键,外径处，Ra为3.2μm。 外花键,内径处，Ra为0.8μm。 外花键,键侧处，Ra为0.8μm。 66．齿轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择？ 答：部位为齿面精度等级为5 级时，Ra为0.2-0.4μm。 部位为齿面精度等级为6 级时，Ra为0.4μm。 部位为齿面精度等级为7级时，Ra为0.4-0.8μm。 部位为齿面精度等级为8级时，Ra为1.6μm。 部位为齿面精度等级为9级时，Ra为3.2μm。 部位为齿面精度等级为10级时，Ra为6.3μm。 部位为外圆精度等级为5 级时，Ra为0.8-1.6μm。 部位为外圆精度等级为6 级时，Ra为1.6-3.2μm。 部位为外圆精度等级为7级时，Ra为1.6-3.2μm。 部位为外圆精度等级为8级时，Ra为1.6-3.2μm。 部位为外圆精度等级为9级时，Ra为3.2-6.3μm。 部位为外圆精度等级为10级时，Ra为3.2-6.3μm。 部位为端面精度等级为5 级时，Ra为 0.4-0.8μm。 部位为端面精度等级为6 级时，Ra为 0.4-0.8μm。 部位为端面精度等级为7级时，Ra为0.8-3.2μm。 部位为端面精度等级为8级时，Ra为0.8-3.2μm。 部位为端面精度等级为9级时，Ra为3.2-6.3μm。 部位为端面精度等级为10级时，Ra为3.2-6.3μm。

1． 什么称为表面粗糙度？ 答：表面粗糙度是指零件加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。它是一种微观几何形状误差。 2． 表面粗糙度如何产生？ 答：零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等原因，总是存在着几何形状误差。 3． 表面粗糙度对零件有什么影响？ 答：表面粗糙度对零件的摩擦和磨损、疲劳强度、抗腐蚀性及零件间的配合性质等都有重要的影响。 4． 目前我国的“表面粗糙度”国家标准主要有哪些？ 答：GB/T 3505 2000 表面粗糙度术语表面及其参数； GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值； GB/T 131-1993 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法。 5． 什么称为实际轮廓？ 答：是平面与实际表面相交所得的轮廓线。按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除特殊指明，通常均按横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。 6． 什么称为取样长度？ 答：用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。表面越粗糙，取样长度就应越大。规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差对表面粗糙度测量结果的影响。在取样长度范围内，一般包括5个以上的轮廓峰与轮廓谷。取样长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。 7． 什么称为评定长度？ 答：是用以评定轮廓所必需的一段长度，可包括一个或几个取样长度。由于零件表面加工存在不均匀性，为了充分合理地反映被测表面的粗糙度特征，需要用几个取样长度来评定。评定长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。 8． 什么称为基准线？

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表面粗糙度

表面粗糙度

表面粗糙度
• 表面粗糙度是指工件表面上具有的较小间距的微小峰谷组 成的微观几何形状特性。表面缺陷应从中排除，且不考虑 表面其他物理特性诸因素；为避免与光亮，清洁的概念混 淆并与国际间称呼一致，不采用“表面光洁度”这一术语， 而称作表面粗糙度。表面粗糙度是在机械加工过程中，由 于刀痕，材料的塑性变形，工艺系统的高频振动，刀具与 被加工表面的摩擦等原因引起的。它对零件的配合性能， 耐磨性，抗腐蚀性，接触刚度，抗疲劳强度，密封性和外 观等都有影响。为了提高产品质量，促进互换性生产，必 须对表面粗糙度的评定方法，测量手段等提出科学的规定 和要求。表面粗糙度是工件表面上的微观几何特性。形状 误差是工件表面上的宏观几何特性。而表面波纹度是工件 表面上介于微观和宏观几何特性之间的特性。形状误差， 波纹度，粗糙度常于一个表面轮廓叠加出现，这中结构即 为所有表面几何误差的总和。表面波纹度是间距比粗糙度 大得多，随机的或接近周期形式的成分构成的表面不平度。
• 2表面粗糙度的评定参数： 表面粗糙度的常用评定参 数有5个即： • 轮廓的算术平均偏差Ra • 轮廓单元的平均线高度Rc • 轮廓的最大高度Rz • 轮廓单元的平均宽度RSm • 轮廓的支承长度率Rmr(c) • 与高度特性有关的参数为Ra,Rc,Rz,它们是基本评定参数。 • 与间距特性有关的参数为RSm. • 与形状特性有关的参数为Rmr(c)。
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加工纹理方向的符号有下列几种： ⑴ =：纹理方向平行于注有符号的视图投影面。 ⑵ ⊥：纹理方向垂直于注有符号的视图投影面。 ⑶ X：纹理对注有符号的视图投影面是两个相交的方相。 ⑷ M:纹理呈多方向。 ⑸ C:纹理对于注有符号表面的中心来说是近似同心圆。 ⑹ R:纹理对于注有符号表面的中心来说近似放射形。 ⑺ P:纹理无方向或呈凸起的细粒状。 表面粗糙度在图样的标注示例，如图所示。
机加工表面粗糙度

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。

第四章 表面粗糙度

第四章 表面粗糙度


二、表面粗糙度参数值的选择原则
表面粗糙度参数值的选择总原则是：在满足零件 表面粗糙度参数值的选择总原则是：在满足零件 表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。 一般原则：
1.同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的。 1.同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的。 2.摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值愈 2.摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值愈 小，尤其是对滚动摩擦表面。 3.受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度参数值 3.受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度参数值 要小。 4.要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度参数值要小。 4.要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度参数值要小。 5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度值应愈小。同一精 5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度值应愈小。同一精 度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。 6.在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。 6.在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。
形状公差 形状或位置 位置公差
公差原则
有关概念
公差原则
体外作用尺寸 最 最最 最 一 一 最大实体实效
独立原则 包容要求 最大实体要求
4.3 表面粗糙度的测量
1.比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进 1.比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进 行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的 工件。 2.光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 2.光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测量R 0.5～60μm。 常用于测量Rz为0.5～60μm。 3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测 3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测 量。可测量R 量。可测量Rz和Ry值。 4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材 4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材 料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地 测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表 面。
第5章 表面粗糙度

第5章 表面粗糙度

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2. 微观不平度十点平均高度Rz（新标准没有）
在取样长度内5个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大 轮廓谷深yvi平均值之和，即 5 1 5 Rz y pi yvi 5 i 1 i 1
Rz只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平 钝的几何特性，同时若取点不同，则所得Rz值不同，因 此受测量者的主观影响较大。
光波干涉原理
被测表面直接参与光路，并同另一标准反射镜比较，以 光波波长来度量干涉条纹的弯曲程度，从而测得该表面的粗 糙度。干涉法通常用于测定0.8～0.025m的Rz值。
干涉显微镜
1为白炽灯光源，它发出的光通过聚光 镜2，4，8(3是滤色片)，经分光镜9分 成两束，一束经补偿板lO，物镜11至被 测表面18，再经原路返回至分光镜9， 反射至目镜19；另一光束由分光镜9反 射后通过物镜12射至参考镜13(20是遮 光板)，再由原路返回到分光镜9再到达 目镜19。两路光束相遇叠加产生于涉， 通过目镜19可以看到在被测表面上的干 涉条纹。通过测出的干涉条纹的宽度和 弯曲量经数据处理得到粗糙度的值。
双管显微镜
从目镜1l可观察到如图所示的视场图。转动测微 目镜鼓轮13，可使视场中的黑十字线依次对准被测工 件表面峰、谷影像，自鼓轮13上相应地进行两次读数， 其两次读数之差再乘鼓轮每格的分度值c则得一组峰、 谷高度差。按前述标准规定进行测量和数据处理即可 确定粗糙度的数值Rz。
三、干涉法
利用“光波干涉原理”来测量表面粗糙度
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评定参数的选用
表面粗糙度国标(GB/T 1031-1995)规定：表面粗糙度的要 求可从上面6个参数中选取。其中高度参数是基本参数，对 表面粗糙度有要求的表面均需选取。当高度参数还不能满足表 面的功能要求时，根据需要可再选取间距参数或综合参数。 在高度参数的选取中优先选用参数Ra，当粗糙度要求 特别高或特别低时，生产中常选用参数RZ。当表面比较小， 不足一个取样长度时，常选取参数Ry，对于应力集中而导致疲 劳破坏比较敏感的表面，在选取参数Ra或RZ时可同时选取Ry 以控制波谷深度。但Ra和RZ在一个表面上不能同时选取。 表面粗糙度评定参数Sm，S和tp不能单独使用，只有当规 定高度参数还不能控制表面功能要求时，才能选取用以作为补 充控制，当选取参数tp时，还应同时给出水平截距c的数值。c 的数值可用微米给出，也可按Ry的百分数给出。