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表面粗糙度

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外文名 ：roughness 领 域：工业 属   性： 几何形状特性

表面粗糙度，是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，一般是由所采取的加工方法或其他因素形成的。

零件表面的功用不同，所需的表面粗糙度参数值也不一样。

表面粗糙度产生的原因

无论用何种金属加工方法加工，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。

获得镜面的机械加工方法有：去除材料方式、无切削方式（滚压加工）。

去除材料加工方式有：磨削、研磨、抛光、电火花、车削、铣削等。

无切削加工方式有：滚压（采用镜面工具）、挤压。

表面粗糙度高度参数

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零件图上要标注表面粗糙度符号，用以说明该表面完工后须达到的表面特性。表面粗糙度高度参数有3种：

1．轮廓算术平均偏差Ra

在取样长度内，沿测量方向(Y方向）的轮廓线上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值。

2．微观不平度十点高度Rz

指在取样长度内5个最大轮廓峰高的平均值和5个最大轮廓谷深的平均值之和。

3．轮廓最大高度Ry

在取样长度内，轮廓最高峰顶线和最低谷底线之间的距离。

一般机械制造工业中主要选用Ra。

Ra值按下列公式计算： Ra=1/l ∫t0|Y(x)|dx或近似为Ra= 1/n ∑|Yi|。式中，Y为轮廓线上的点到基准线(中线）之间的距离；ι为取样长度。

粗糙度多用于表征钢板，因为钢板涂覆前必须要有一定得粗糙度，否则油漆的咬合力不足，容易脱落。

加工方法对照

表面特征：明显可见刀痕

表面粗糙度(Ra)数值：Ra100,Ra50,Ra25

加工方法举例：粗车，粗刨，粗铣，钻孔

表面特征：微见刀痕

表面粗糙度(Ra)数值：Ra12.5,Ra6.3,Ra3.2

加工方法举例：精车，精刨，精铣，粗铰，粗磨

表面特征：不可见加工痕迹，微辩加工方向

表面粗糙度(Ra)数值：Ra1.6,Ra0.8,Ra0.4

加工方法举例：精车，精磨，精铰，研磨

表面特征：暗光泽面

表面粗糙度(Ra)数值：Ra0.2,Ra0.1,Ra0.05

加工方法举例：研磨，珩磨，超精磨，抛光

测量方法

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  粗糙度仪 原圖鏈接来自仪器仪表网

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  表面粗糙度对比较样块 原圖鏈接来自搜了网

比较法

比较法测量简便，使用于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表面的测量。方法是将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。

比较时可以采用的方法: Ra > 1.6μm 时用目测，Ra1.6~Ra0.4μm 时用放大镜，Ra < 0.4μm 时用比较显微镜。

比较时要求样板的加工方法，加工纹理，加工方向，材料与被测零件表面相同。

触针法

利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。

一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。

这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，它能自动计算出轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz，轮廓最大高度Ry和其他多种评定参数，测量效率高，适用于测量Ra为0.025～6.3微米的表面粗糙度。

表面粗糙度仪使用方法_操作视频_如何使用

光切法

双管显微镜测量表面粗糙度，可用作Ry与Rz参数评定，测量范围0.5~50。

干涉法

利用光波干涉原理 (见平晶、激光测长技术)将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高 （可达500倍）的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜

。这种方法适用于测量Rz和Ry为 0.025～0.8微米的表面粗糙度。

表面粗糙度符号

原圖鏈接来自爱学网表面粗糙度符号

国标规定表面粗糙度代号是由规定的符号和有关参数组成 。 1）表面粗糙度符号

按国标标准在图样上表示表面粗糙度的符号有五种，见右图。

2）表面粗糙度代号

表面粗糙度代号要求标注如：粗糙度参数值、测量时的取样长度值、加工纹理、加工方法等

表面粗糙度代号

表面粗糙度对零件的影响

表面粗糙度对零件的影响主要表现在以下几个方面：

1、影响耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，摩擦阻力越大，磨损就越快。

2、影响配合的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了连接强度。

3、影响疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。

4、影响耐腐蚀性。粗糙的零件表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。

5、影响密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

6、影响接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。

7、影响测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。

此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。

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