表面粗糙度概述和常用參數(shù)

日期：2025-06-06 01:25

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表面粗糙度概述和常用參數(shù)

關(guān)鍵詞：表面粗糙度評(píng)定基準(zhǔn)Ra Rz Ry tp

摘要：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)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(guān)系和評(píng)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(jī)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(huì)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(zhì)量，促進(jìn)互換性生產(chǎn)，必須對(duì)表面粗糙度的評(píng)定方法、測量手段等提出科學(xué)的規(guī)定和要求。

表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)由GB/T3505—2000《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范表面結(jié)構(gòu) 輪廓法表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義及參數(shù)》、GB/T1031—1995《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)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(gè)表面輪廓疊加出現(xiàn),如下圖所示.

微觀形狀誤差是在機(jī)械加工中因切削刀痕、表面撕裂擠壓、振動(dòng)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(shí)有出現(xiàn)，它是由機(jī)床—工件—刀具加工系統(tǒng)的振動(dòng)、發(fā)熱和運(yùn)動(dòng)不平衡造成的。

表面宏觀形狀誤差產(chǎn)生的原因是機(jī)床幾何精度方面的誤差引起的。

對(duì)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(duì)零件使用性能的影響

1，對(duì)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(duì)配合性質(zhì)的影響對(duì)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(zhì)的穩(wěn)定性。

3，對(duì)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(duì)抗疲勞強(qiáng)度的影響表面越粗糙，對(duì)應(yīng)力集中越敏感，零件疲勞損壞的可能性越大，疲勞強(qiáng)度就越低。

5，對(duì)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(jìn)而影響零件的工作精度和抗振性。

6，對(duì)結(jié)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(yàn)零件時(shí)的測量不確定性、零件外觀的美觀等。

表面粗糙度的評(píng)定

評(píng)定基準(zhǔn)

為了客觀地評(píng)定表面粗糙度，首先要確定測量的長度范圍和方向，即評(píng)定基準(zhǔn)。它包括取樣長度、評(píng)定長度和基準(zhǔn)線。評(píng)定基準(zhǔn)是在實(shí)際輪廓線上量取得一段長度。

實(shí)際輪廓是平面與實(shí)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?qū)嶋H輪廓和縱向?qū)嶋H輪廓兩種。在評(píng)定或測量表面粗糙度時(shí)，除非特別指明，通常均指橫向?qū)嶋H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(zhǔn)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(duì)表面粗糙度測量結(jié)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(jié)果中；若l過短，則將不能反映待測表面粗糙度的實(shí)際情況。在取樣長度范圍內(nèi)，一般應(yīng)包含5個(gè)以上的輪廓峰和輪廓谷。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣長度在輪廓總的走向上量取。

2，評(píng)定長度ｌn 評(píng)定輪廓所必需的一段長度，它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長度。由于加工表面的粗糙度并不均勻，只取一個(gè)取樣長度中的粗糙度值來評(píng)定該表面粗糙度的質(zhì)量，還不夠客觀，所以要取幾個(gè)連續(xù)的取樣長度。至于取多少個(gè)與加工方法有關(guān)，即與加工所得到的表面粗糙度的均勻程度有關(guān)。越均勻，所取個(gè)數(shù)越少，一般情況下，ｌn=5ｌ。

3，基準(zhǔn)線用以評(píng)定表面粗糙度參數(shù)給定的線?；鶞?zhǔn)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(zhǔn)線，在取樣長度內(nèi)使輪廓線上各點(diǎn)的輪廓偏距（在測量方向上輪廓線上的點(diǎn)與基準(zhǔn)線之間的距離）的平方和為小。

⑵輪廓的算術(shù)平均中線具有幾何輪廓形狀，在取樣長度內(nèi)與輪廓走向一致，在取樣長度內(nèi)有該線劃分，使上、下兩邊的面積相等的基準(zhǔn)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(zhǔn)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。