簡(jiǎn)介
表面光潔度:
定義
表面光潔度
其實(shí),兩者主要是名字不同,且有相應(yīng)的對(duì)照表.粗糙度有測(cè)量的計(jì)算公式,而光潔度只能用樣板規(guī)對(duì)照,相對(duì)來(lái)說(shuō),用粗糙度表示更科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)了。
表面粗糙度
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。它是互換性研究的問(wèn)題之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過(guò)程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。表面粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、’接觸剛度、振動(dòng)和噪聲等有密切關(guān)系，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標(biāo)注采用Ra。
Ra(輪廓算術(shù)平均偏差):在取樣長(zhǎng)度L內(nèi)輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。
表面光潔度與表面粗糙度的對(duì)應(yīng)關(guān)系:
| 光潔度(舊標(biāo)) |
粗糙度 |
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級(jí)別 |
Ra(μm) |
Ra(μm) |
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方案1 |
方案2 |
方案3 |
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▽1 |
40~80 |
50 |
100 |
80 |
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▽2 |
20~40 |
25 |
50 |
40 |
表面狀況=明顯可見的刀痕 加工方法=粗車、鏜、刨、鉆 應(yīng)用舉例=粗加工后的表面，焊接前的焊縫、粗鉆孔壁等 |
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▽ 3 |
10~20 |
12.5 |
25 |
20 |
表面狀況=可見刀痕 加工方法=粗車、刨、銑、鉆 應(yīng)用舉例=一般非結(jié)合表面，如軸的端面、倒角、齒輪及皮帶輪的側(cè)面、鍵槽的非工作表面，減重孔眼表面 |
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▽4 |
5~10 |
6.3 |
12.5 |
10 |
表面狀況=可見加工痕跡 加工方法=車、鏜、刨、鉆、銑、銼、磨、粗鉸、銑齒 應(yīng)用舉例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外殼、襯套、軸、蓋等的端面。緊固件的自由表面，緊固件通孔的表面，內(nèi)、外花鍵的非定心表面，不作為計(jì)量基準(zhǔn)的齒輪頂圈圓表面等 |
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▽5 |
2.5~5 |
3.2 |
6.3 |
5 |
表面狀況=微見加工痕跡 加工方法=車、鏜、刨、銑、刮1~2點(diǎn)/cm^2、拉、磨、 銼、滾壓、銑齒 應(yīng)用舉例=和其他零件連接不形成配合的表面，如箱體、外殼、端蓋等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的軸肩，鍵和鍵槽的工作表面。不重要的緊固螺紋的表面。需要滾花或氧化處理的表面 |
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▽6 |
1.25~2.5 |
1.6 |
3.2 |
2.5 |
表面狀況=看不清加工痕跡 加工方法=車、鏜、刨、銑、鉸、拉、磨、滾壓、刮1~2點(diǎn)/cm^2銑齒 應(yīng)用舉例=安裝直徑超過(guò)80mm的G級(jí)軸承的外殼孔，普通精度齒輪的齒面，定位銷孔，V型帶輪的表面，外徑定心的內(nèi)花鍵外徑，軸承蓋的定中心凸肩表面 |
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▽7 |
0.63~1.25 |
0.8 |
1.6 |
1.25 |
表面狀況=可辨加工痕跡的方向 加工方法=車、鏜、拉、磨、立銑、刮3~10點(diǎn)/cm^2、滾壓 應(yīng)用舉例=要求保證定心及配合特性的表面，如錐銷與圓柱銷的表面，與G級(jí)精度滾動(dòng)軸承相配合的軸頸和外殼孔，中速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸徑，直徑超過(guò)80mm的E、D級(jí)滾動(dòng)軸承配合的軸頸及外殼孔，內(nèi)、外花鍵的定心內(nèi)徑，外花鍵鍵側(cè)及定心外徑，過(guò)盈配合IT7級(jí)的孔(H7)，間隙配合IT8~IT9級(jí)的孔(H8，H9)，磨削的齒輪表面等 |
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▽8 |
0.32~0.63 |
0.4 |
0.8 |
0.63 |
表面狀況=微辨加工痕跡的方向 加工方法=鉸、磨、鏜、拉、刮3~10點(diǎn)/cm^2、滾壓 應(yīng)用舉例=要求長(zhǎng)期保持配合性質(zhì)穩(wěn)定的配合表面，IT7級(jí)的軸、孔配合表面，精度較高的齒輪表面，受變應(yīng)力作用的重要零件，與直徑小于80mm的E、D級(jí)軸承配合的軸頸表面、與橡膠密封件接觸的軸的表面，尺寸大于120mm的IT13~IT16級(jí)孔和軸用量規(guī)的測(cè)量表面 |
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▽9 |
0.16~0.32 |
0.2 |
0.4 |
0.32 |
表面狀況=不可辨加工痕跡的方向 加工方法=布輪磨、磨、研磨、超級(jí)加工 應(yīng)用舉例=工作時(shí)受變應(yīng)力作用的重要零件的表面。保證零件的疲勞強(qiáng)度、防腐性和耐久性，并在工作時(shí)不破壞配合性質(zhì)的表面，如軸徑表面、要求氣密的表面和支承表面，圓錐定心表面等。IT5、IT6級(jí)配合表面、高精度齒輪的表面，與G級(jí)滾動(dòng)軸承配合的軸頸表面，尺寸大于315mm的IT7~IT9級(jí)級(jí)孔和軸用量規(guī)級(jí)尺寸大于120~315mm的IT10~IT12級(jí)孔和軸用量規(guī)的測(cè)量表面等 |
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▽10 |
0.08~0.16 |
0.1 |
0.2 |
0.16 |
表面狀況=暗光澤面 加工方法=超級(jí)加工 應(yīng)用舉例=工作時(shí)承受較大變應(yīng)力作用的重要零件的表面。保證精確定心的錐體表面。液壓傳動(dòng)用的孔表面。汽缸套的內(nèi)表面，活塞銷的外表面，儀器導(dǎo)軌面，閥的工作面。尺寸小于120mm的IT10~IT12級(jí)孔和軸用量規(guī)測(cè)量面等 |
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▽11 |
0.04~0.08 |
0.05 |
0.1 |
0.08 |
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▽12 |
0.02~0.04 |
0.025 |
0.05 |
0.04 |
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▽13 |
0.01~0.02 |
0.012 |
0.025 |
0.02 |
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▽14 |
<0.01 |
0.006 |
0.012 |
0.01 |
Ra:輪廓算術(shù)平均偏差值
*.方案1的Ra與舊國(guó)標(biāo)各等級(jí)的平均值相近,能保證產(chǎn)品質(zhì)量,建議用于重要表面.
**.方案2的Ra比舊國(guó)標(biāo)的各等級(jí)上限大25%,其經(jīng)濟(jì)性較好,建議用于不太重要的表面.
***.方案3的Ra與舊國(guó)標(biāo)各等級(jí)上限一致,當(dāng)提高產(chǎn)品的制造精度有困難,而降低又不能保證功能時(shí)采用.
以上表面粗糙度單位均為μm,即微米=10^-6米。
如何提高表面光潔度與表面粗糙度
在機(jī)床上，用普通刀具將工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金屬表面加工設(shè)備的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件表面光潔度提高3級(jí)以上(粗糙度Ra值輕松達(dá)到0.2以下);且工件的表面顯微硬度提高20%以上;并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蝕性。
特征表現(xiàn)
表面粗糙度是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小(在1mm以下)，用肉眼是難以區(qū)別的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。表面粗糙度的大小，對(duì)機(jī)械零件的使用性能有很大的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1) 表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，磨損就越快。
2) 表面粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對(duì)間隙配合來(lái)說(shuō)，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過(guò)程中間隙逐漸增大;對(duì)過(guò)盈配合來(lái)說(shuō)，由于裝配時(shí)將微觀凸峰擠平，減小了實(shí)際有效過(guò)盈，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。
3) 表面粗糙度影響零件的疲勞強(qiáng)度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對(duì)應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。
4) 表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面，易使腐蝕性氣體或液體通過(guò)表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面腐蝕。
5) 表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無(wú)法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過(guò)接觸面間的縫隙滲漏。
6)表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機(jī)器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。
7)影響零件的測(cè)量精度。零件被測(cè)表面和測(cè)量工具測(cè)量面的表面粗糙度都會(huì)直接影響測(cè)量的精度，尤其是在精密測(cè)量時(shí)。
此外，表面粗糙度對(duì)零件的鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動(dòng)的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會(huì)有不同程度的影響。
評(píng)定基準(zhǔn)線
1，取樣長(zhǎng)度 l 用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度 (見圖 4-1)。取樣長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)零件實(shí)際表面的形成情況及紋理特征，選取能反映表面粗糙度特征的那一段長(zhǎng)度，量取取樣長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際表面輪廓的總的走向進(jìn)行。圖4-1 取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度 從圖4-1中可以看出，該輪廓線存在表面波紋度和形狀誤差，當(dāng)選取的取樣長(zhǎng)度不同時(shí)得到的高度值是不同的。規(guī)定和選擇取樣長(zhǎng)度是為了限制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗糙度的測(cè)量結(jié)果的影響。
2.評(píng)定長(zhǎng)度 Gp 評(píng)定輪廓所必須的一段長(zhǎng)度，它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均勻，在一個(gè)取樣長(zhǎng)度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取幾個(gè)取樣長(zhǎng)度來(lái)評(píng)定表面粗糙度，一般取 2，'=Slo 3.基準(zhǔn)線 用以評(píng)定表面粗糙度參數(shù)給定的線，是表面粗糙度二維評(píng)定的基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)線有下列兩種 :
(1)輪廓的最小二乘中線:具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)使輪廓線上各點(diǎn)的輪廓偏距的平方和為最小 (見圖4-2 ) 。
(2)輪廓的算術(shù)平均中線:具有幾何輪廓形狀在取樣長(zhǎng)度內(nèi)與輪廓走向一致的基準(zhǔn)線。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)由該線劃分輪廓，使上下兩邊的面積相等 (見圖4-3 )。即:F，十F:+F3+…十凡=F,}+Fz'十F3'十…+只，'。 理論上最小二乘中線是惟一理想的基準(zhǔn)線，但在實(shí)際應(yīng)用中很難獲得，因此一般用輪廓的算術(shù)平均中線代替，且測(cè)量時(shí)可用一根位置近似的直線。 圖4-2 輪廓的最小二乘中線 圖4-3 輪廓的算術(shù)平均中線 4 輪廓的單峰和輪廓的單谷 輪廓的單峰是指兩相鄰輪廓最低點(diǎn)之間的輪廓部分'(見圖4-4 )。輪廓的單谷是指兩相鄰輪廓最高點(diǎn)之間的輪廓部分 (見圖4-5 )。單峰與相鄰的單谷組成了一個(gè)微觀不平度，稱單個(gè)微觀不平度。輪廓的單峰輪廓的單谷 圖4-4 輪廓的單峰圖4-5 輪廓的單谷 5.輪廓峰和輪廓谷 輪廓峰是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向外的輪廓部分 (見圖4-6 ) 。輪廓峰就是輪廓在中線以上的部分。輪廓谷是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向內(nèi)的輪廓部分 (見圖4-7 )，輪廓谷就是輪廓在中線以下的部分，輪廓峰與輪廓谷就組成了在取樣長(zhǎng)度這一段內(nèi)的輪廓微觀不平度。
