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光洁度

表面光洁度 

 

表面粗糙度的另一称法。表面光洁度是按人的视觉观点提出来的,而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。

基本信息

  • 中文名称

    表面光洁度

  • 拼音

    biǎo miàn guāng jié dù

 
  • 别称

    表面粗糙度

  • 观点

    视觉观点

简介

表面光洁度:

定义:

折叠表面光洁度(surfacefinish)

其实,两者主要是名字不同,且有相应的对照表.粗糙度有测量的计算公式,而光洁度只能用样板规对照,相对来说,用粗糙度表示更科学严谨了。

折叠表面粗糙度(surfaceroughness)

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。它是互换性研究的问题之一。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,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra。

Ra(轮廓算术平均偏差):在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。

表面光洁度与表面粗糙度的对应关系:

光洁度(旧标)

粗糙度

级别

Ra(μm)

Ra(μm)

方案1

方案2

方案3

▽1

40~80

50

100

80

▽2

20~40

25

50

40

表面状况=明显可见的刀痕

加工方法=粗车、镗、刨、钻

应用举例=粗加工后的表面,焊接前的焊缝、粗钻孔壁等

▽ 3

10~20

12.5

25

20

表面状况=可见刀痕

加工方法=粗车、刨、铣、钻

应用举例=一般非结合表面,如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面,减重孔眼表面

▽4

5~10

6.3

12.5

10

表面状况=可见加工痕迹

加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿

应用举例=不重要零件的配合表面,如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面,紧固件通孔的表面,内、外花键的非定心表面,不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等

▽5

2.5~5

3.2

6.3

5

表面状况=微见加工痕迹

加工方法=车、镗、刨、铣、刮1~2点/cm^2、拉、磨、 锉、滚压、铣齿

应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面,如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴肩,键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面

▽6

1.25~2.5

1.6

3.2

2.5

表面状况=看不清加工痕迹

加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1~2点/cm^2铣齿

应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔,普通精度齿轮的齿面,定位销孔,V型带轮的表面,外径定心的内花键外径,轴承盖的定中心凸肩表面

▽7

0.63~1.25

0.8

1.6

1.25

表面状况=可辨加工痕迹的方向

加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3~10点/cm^2、滚压

应用举例=要求保证定心及配合特性的表面,如锥销与圆柱销的表面,与G级精度滚动轴承相配合的轴颈和外壳孔,中速转动的轴径,直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴颈及外壳孔,内、外花键的定心内径,外花键键侧及定心外径,过盈配合IT7级的孔(H7),间隙配合IT8~IT9级的孔(H8,H9),磨削的齿轮表面等

▽8

0.32~0.63

0.4

0.8

0.63

表面状况=微辨加工痕迹的方向

加工方法=铰、磨、镗、拉、刮3~10点/cm^2、滚压

应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面,IT7级的轴、孔配合表面,精度较高的齿轮表面,受变应力作用的重要零件,与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴颈表面、与橡胶密封件接触的轴的表面,尺寸大于120mm的IT13~IT16级孔和轴用量规的测量表面

▽9

0.16~0.32

0.2

0.4

0.32

表面状况=不可辨加工痕迹的方向

加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工

应用举例=工作时受变应力作用的重要零件的表面。保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性,并在工作时不破坏配合性质的表面,如轴径表面、要求气密的表面和支承表面,圆锥定心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的表面,与G级滚动轴承配合的轴颈表面,尺寸大于315mm的IT7~IT9级级孔和轴用量规级尺寸大于120~315mm的IT10~IT12级孔和轴用量规的测量表面等

▽10

0.08~0.16

0.1

0.2

0.16

表面状况=暗光泽面

加工方法=超级加工

应用举例=工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面,活塞销的外表面,仪器导轨面,阀的工作面。尺寸小于120mm的IT10~IT12级孔和轴用量规测量面等

▽11

0.04~0.08

0.05

0.1

0.08

▽12

0.02~0.04

0.025

0.05

0.04

▽13

0.01~0.02

0.012

0.025

0.02

▽14

<0.01

0.006

0.012

0.01

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Ra:轮廓算术平均偏差值

*.方案1的Ra与旧国标各等级的平均值相近,能保证产品质量,建议用于重要表面.

**.方案2的Ra比旧国标的各等级上限大25%,其经济性较好,建议用于不太重要的表面.

***.方案3的Ra与旧国标各等级上限一致,当提高产品的制造精度有困难,而降低又不能保证功能时采用.

以上表面粗糙度单位均为μm,即微米=10^-6米。

如何提高表面光洁度与表面粗糙度

在机床上,用普通刀具将工件尺寸加工到基本到位后,再用豪克能金属表面加工设备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洁度提高3级以上(粗糙度Ra值轻松达到0.2以下);且工件的表面显微硬度提高20%以上;并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性。

表面粗糙度的特征表现

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),用肉眼是难以区别的,因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则表面越光滑。表面粗糙度的大小,对机械零件的使用性能有很大的影响,主要表现在以下几个方面:

1) 表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面间的有效接触面积越小,压强越大,磨损就越快。

2) 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。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,降低了联结强度。

3) 表面粗糙度影响零件的疲劳强度。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) 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面,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) 表面粗糙度影响零件的密封性。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)表面粗糙度影响零件的接触刚度。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)影响零件的测量精度。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。

评定依据基准线

1,取样长度 l 用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度 (见图 4-1)。取样长度应根据零件实际表面的形成情况及纹理特征,选取能反映表面粗糙度特征的那一段长度,量取取样长度时应根据实际表面轮廓的总的走向进行。图4-1 取样长度和评定长度 从图4-1中可以看出,该轮廓线存在表面波纹度和形状误差,当选取的取样长度不同时得到的高度值是不同的。规定和选择取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度的测量结果的影响。

2.评定长度 Gp 评定轮廓所必须的一段长度,它可包括一个或几个取样长度。由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均匀,在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征,故需在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度,一般取 2,'=Slo 3.基准线 用以评定表面粗糙度参数给定的线,是表面粗糙度二维评定的基准。基准线有下列两种 :(1)轮廓的最小二乘中线:具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线,在取样长度内使轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和为最小 (见图4-2 ) 。(2)轮廓的算术平均中线:具有几何轮廓形状在取样长度内与轮廓走向一致的基准线。在取样长度内由该线划分轮廓,使上下两边的面积相等 (见图4-3 )。即:F,十F:+F3+…十凡=F,}+Fz'十F3'十…+只,'。 理论上最小二乘中线是惟一理想的基准线,但在实际应用中很难获得,因此一般用轮廓的算术平均中线代替,且测量时可用一根位置近似的直线。 图4-2 轮廓的最小二乘中线 图4-3 轮廓的算术平均中线 4 轮廓的单峰和轮廓的单谷 轮廓的单峰是指两相邻轮廓最低点之间的轮廓部分'(见图4-4 )。轮廓的单谷是指两相邻轮廓最高点之间的轮廓部分 (见图4-5 )。单峰与相邻的单谷组成了一个微观不平度,称单个微观不平度。轮廓的单峰轮廓的单谷 图4-4 轮廓的单峰图4-5 轮廓的单谷 5.轮廓峰和轮廓谷 轮廓峰是指在取样长度内轮廓与中线相交,连接两相邻交点向外的轮廓部分 (见图4-6 ) 。轮廓峰就是轮廓在中线以上的部分。轮廓谷是指在取样长度内,轮廓与中线相交,连接两相邻交点向内的轮廓部分 (见图4-7 ),轮廓谷就是轮廓在中线以下的部分,轮廓峰与轮廓谷就组成了在取样长度这一段内的轮廓微观不平度。

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