机械设计基础-表面粗糙度

金属加工件的表面是由无数细小的高低起伏所形成，将表面起伏的程度称为表面粗糙度。 常用单位为μm，粗糙度越小表面越光滑。

表面粗糙度对工件性能的影响

• 影响工件表面的光泽度和质感
• 影响疲劳强度
• 影响密封性
• 影响耐磨性能
• 影响配合的稳定性
• 影响测量精度

表面粗糙度的计算方式和标注方法

常用的表面粗糙度计算方式有Ra, Ry和Rz等。

表面粗糙度Ra

Ra粗糙度即算术平均粗糙度，表示在基准长度上粗糙度的绝对值的平均值。

Ra 是最常用的描述表面粗糙度的方式，能够反映出表面整体的粗糙程度，数值越小，表示表面越光滑。但 Ra 较难强调表面局部特征，难以通过Ra数值判断加工零件表面是否存在较为突出或凹陷的峰或谷。

表面粗糙度Rz

Rz粗糙度也叫十点平均粗糙度，是在指定的长度L内，取最大的5个波峰平均值和最大的5个波谷平均值的总和。

Rz粗糙度可以反映出工件表面较为突出或凹陷的峰或谷。

表面粗糙度Ry

Ry 粗糙度又称为最大粗糙度，是在取样长度内，取最高峰值点（Rp）和最低谷值点（Rv）的距离。

Ry 能直接反映出一个表面上最大的高度差，但不能表示表面整体的平均粗糙度。

表面粗糙度的标注

表面粗糙度符号

表面粗糙度标注规则：

1. 在工程制图中，表面粗糙度符号应标注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或他们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向材料表面；
2. 当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，注在图样的右上角并加注其余两字：

3. 当地位狭小或不便标注时符号代号可以引出标注：

4. 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其符号代号可在图样的右上角统一标注：

粗糙度等级的选用原则

1. 在保证零件满足使用条件的前提下，尽量选用较大的粗糙度值；
2. 工作表面比非工作表面的粗糙度要小，如检测平台；
3. 摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度小；
4. 间隙配合比过盈配合的粗糙度小，间隙越小粗糙度越小；
5. 配合面与尺寸精度要求相当，同一精度等级，小尺寸比大尺寸的粗糙度小，轴比孔粗糙度小；
6. 受周期性载荷的表面及可能会发生应力集中的内圆角、凹槽处粗糙度要小

不同加工方法可获得的粗糙度

一些常见工况下的推荐值

1. Ra6.3 —— 键槽底部、不重要的配合面、非外观面等
2. Ra3.2 —— 配合面和外观面、镀铬表面等
3. Ra1.6 —— 轴承位、导轨靠边、安装面、重要的配合面、与产品直接接触面等
4. “其余”粗糙度 ——
   1. Ra25 —— 毛坯料
   2. Ra12.5 —— 激光切割料边缘
   3. Ra6.3 —— 一般的板类
   4. Ra3.2 —— 轴类

表面粗糙度的检测

粗糙度仪

用于测量目标物表面粗糙度的仪器，分为触针式及光学式。

对照法

通过视、触觉对比粗糙度样块获得大致的粗糙度等级。