5.4表面粗糙度的选用
零件表面粗糙度参数的选用,应满足零件表面的功能要求,同时考虑工艺的可行性和经济性。表面粗糙度参数值选择的合理与否,不仅对产品的使用性能有很大的影响,而且直接影响到产品的质量和制造成本。
表面粗糙度的选择包括参数项目和参数数值。
5.4.1评定参数的选择
表面粗糙度是一项重要的技术经济指标,它的合理选用不仅影响产品的使用性能和寿命,而且直接关系到产品的质量和经济效益等,所以在选择表面粗糙度时,既要满足零件表面的使用要求,也要考虑其经济合理性。
评定参数的选取,首先应考虑对零件使用功能的要求,其次应考虑检测的方便性及仪器设备条件等因素。
在高度评定参数中,Ra参数最常用,因为它反映轮廓信息最多,能较完整、全面地表达零件表面微观几何特征。国家标准推荐:在常用数值(Ra0025~63μm,Rz01~25μm)内,应优先选用Ra参数。Ra参数通常采用电动轮廓仪用针描法测量。
Rz也是一个常用的基本评定参数。该参数直观易测,用一般光学仪器,如双管显微镜、干涉显微镜等,即可测得。但该参数通常反映轮廓的表面信息有限,不如Ra参数全面。
此外,对于仪表、轴承行业中的小零件,往往测量轮廓长度不是一个取样长度,也选用Rz参数。
一般情况下,选用基本评定参数Ra或Rz控制表面粗糙程度即可满足要求。但当某些关键的主要表面有更多的功能要求时,如涂镀性、抗腐蚀性、减小流体流动摩擦阻力(如车身迎风面)等,就需要加选Rsm来控制间距的细密度。对表面耐磨性有较高要求时(如轴瓦、轴承、量具等)需要加
选Rmr(c)来进一步控制加工表面的特征质量。
5.4.2评定参数值的选用
在满足功能性能要求的前提下,尽可能选用较大的粗糙度参数值。在工程实际中,由于表面粗糙度和功能的关系十分复杂,因而很难准确地确定参数的允许值,在具体设计时,除有特殊要求的表面外,一般多采用经验统计资料用类比法选取。
根据类比法初步确定表面粗糙度后,再对比工作条件做适当调整。这时应注意下述一些原则:
①同一零件上,工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的粗糙度参数值。
②摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小,滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值要小;运动速度高、单位压力大的摩擦表面,应比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小。
③受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分(如圆角、沟槽),表面粗糙度参数值要小。
④配合性质要求高的结合表面,配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面等,都应选取较小的粗糙度参数值。
⑤配合性质相同,零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值应愈小;同一精度等级,小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。
⑥要求防腐蚀、密封性能好,或者要求外表美观的表面粗糙度数值应较小。
⑦凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定(如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的表面粗糙度),则应按该标准确定表面粗糙度参数值。
⑧在确定表面粗糙度参数值时,应注意它与尺寸公差和形位公差相协调,一般尺寸公差、表面形状公差小时,表面粗糙度参数值也小,但它们之间不存在确定的函数关系。在实际设计中可参见表56。表57列出了表面粗糙度的表面特征、经济加工方法和应用举例。表58 为推荐常用表面粗糙度参数值。
零件表面粗糙度参数的选用,应满足零件表面的功能要求,同时考虑工艺的可行性和经济性。表面粗糙度的选择包括参数项目和参数数值。
评定参数的选取,首先应考虑对零件使用功能的要求,其次应考虑检测的方便性及仪器设备条件等因素。
在高度评定参数中,Ra 参数最常用,因为它反映轮廓信息最多,能较完整、全面地表达零件表面微观几何特征。国家标准推荐:在常用数值(Ra0.025~6.3μm,Rz0.1~25μm)内,应优先选用Ra参数。Ra参数通常采用电动轮廓仪用针描法测量。
Rz也是一个常用的基本评定参数。该参数直观易测,用一般光学仪器,如双管显微镜、干涉显微镜等,即可测得。表面过于粗糙、太光滑或有抗疲劳破坏要求时。当表面不允许出现较深加工痕迹,防止应力过于集中,要求保证零件的抗疲劳强度和密封性时,应选择Ra与Rz联用。
对于仪表、轴承行业中的小零件,测量面积很小时,往往测量能够长度不是一个取样长度,也选用Rz参数。
但当有更多的功能要求时,如涂镀性、抗腐蚀性、减小流体流动摩擦阻力(如车身迎风面)等,就需要加选RSm来控制间距的细密度。
对表面耐磨性有较高要求时(如轴瓦、轴承、量具等)需要加选Rmr(c)来进一步控制加工表面的特征质量。
在满足功能性能要求的前提下,尽可能选用较大的粗糙度参数值。在工程实际中,一般多采用经验统计资料用类比法选取。
选用原则: 首先满足功能要求,其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下, 幅度参数Ra、Rz的允许值应尽可能大些,Rsm、Rmr(c) 的允许值应尽可能小些。
粗糙度参数允许值已标准化,应选用标准参数值。
要求防腐蚀、密封性能好,或者要求外表美观的表面粗糙度数值应较小。
在确定表面粗糙度参数值时,应注意它与尺寸公差和形位公差相协调,一般尺寸公差、表面形状公差小时,表面粗糙度参数值也小。

