您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
表面粗糙度及檢測
用任何方法獲得的零件表面,，都不會的光滑平整，總會存在著由較小間距的峰和谷組成的微觀高低不平,。這種加工表面上具有的微觀幾何形狀誤差稱為表面粗糙度。它主要是在加工過程中,，由于刀具切削后留下的刀痕,、切屑分離時的塑性變形、工藝系統(tǒng)中存在高頻振動及刀具和零件表面之間的磨擦等原因所形成的,。表面粗糙度對零件的功能要求,、使用壽命、可靠性及美觀程度均有直接的影響,。為了正確地測量和評定零件表面粗糙度,，自從1956年頒布了1個表面光潔度標(biāo)準(zhǔn)JB 50-56以來，我國對表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)已進(jìn)行了多次修訂,，現(xiàn)在實(shí)施的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有GB/T3505-2000《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 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)》（代替GB/T3505-2000）、GB/T1031-2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》（代替GB/T 1031-1995）,、GB/T 10610-2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 評定表面結(jié)構(gòu)的規(guī)則和方法》（代替GB/T 10610-1998）,、GB/T131-2006《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)的表示法》（代替GB/T 131-1993《機(jī)械制圖 表面粗糙度符號、代號及其注法》）,、GB/T 6062-2009《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS） 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 接觸（觸針）式儀器的標(biāo)稱特性》（代替GB/T 6062-2002）,。本章將對上述標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容進(jìn)行介紹。
一,、表面粗糙度輪廓的界定
物體與周圍介質(zhì)分離的表面稱為實(shí)際表面,。為了研究零件的表面結(jié)構(gòu),，通常用垂直于零件實(shí)際表面的平面與該零件實(shí)際表面相交所得到的輪廓作為評估對象。該輪廓稱為表面輪廓,，它是一條輪廓曲線,，如圖6.1所示。
圖6.1零件的實(shí)際表面與表面輪廓
加工以后形成的零件的實(shí)際表面一般處于非理想狀態(tài),，其截面輪廓形狀是復(fù)雜的,，同時存在各種幾何形狀誤差。一般說來加工后零件的實(shí)際輪廓總是包含著表面粗糙度輪廓,、波紋度輪廓和宏觀形狀輪廓等構(gòu)成的幾何誤差,，它們疊加在同一表面上，如圖6.2所示,。
表面形狀誤差,、表面粗糙度、表面波紋度之間的界定,，通常按表面輪廓上相鄰兩波峰或波谷之間的距離,，即按波距的大小來劃分，或按波距與峰谷高度的比值來劃分,。一般來說,，波距小于1mm，大體呈周期性變化的屬于表面粗糙度范圍,；波距在1～10 mm之間呈周期性變化的屬于表面波紋度范圍,；波距大于10 mm的屬于表面宏觀形狀誤差范圍。
圖6.2 零件表面輪廓的組成（λ—波長）
二,、 表面粗糙度對零件使用性能的影響
零件表面粗糙度越小,，則表面越光滑。表面粗糙度的大小對零件的使用性能和使用壽命有很大影響,，尤其對高溫,、高速、高壓條件下工作的機(jī)械零件其影響更大,，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
（一）對耐磨性的影響
具有微觀幾何形狀誤差的兩個表面只能在輪廓峰頂處接觸,，一般來說，相互運(yùn)動的兩個零件表面越粗糙,，兩配合表面之間的實(shí)際有效接觸面積就越小,，導(dǎo)致單位面積上壓力增大，表面磨損加??；表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大,，摩擦阻力越大,，因摩擦而消耗的能量也越大,，零件的磨損也越快。因此降低零件表面粗糙度,，可以減少摩擦損失,，提高傳動效率，延長機(jī)器的使用壽命,。但是,，如果表面粗糙度值要求過小，零件的表面過于光滑,，一方面會增加制造成本,，另一方面由于配合表面過于光潔，加大了接觸表面金屬分子間的吸附力,，且不利于潤滑油的儲存,，容易使相互配合的工作面間形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使摩擦系數(shù)增大,，使金屬接觸面產(chǎn)生膠合磨損而損壞,。
（二）對配合性質(zhì)穩(wěn)定性的影響
對于有配合要求的零件表面，表面上的微小波峰被去掉后,，它們的配合性質(zhì)會發(fā)生變化,。對于間隙配合，在零件相對運(yùn)動的過程中配合表面上的微小峰被磨去,，使間隙增大,，因而影響或改變原設(shè)計(jì)的配合性質(zhì)。配合間隙的尺寸越小,，這種影響就越嚴(yán)重。對于過盈配合,，裝配時配合表面上的微小波峰將被擠平而使實(shí)際有效過盈量減小,，從而降低了零件的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度；對于過渡配合,，零件會在使用和拆裝過程中發(fā)生磨損,，使配合變松，降低了定位和導(dǎo)向的精度,。上述微觀凸峰被磨損或被擠平的現(xiàn)象,，對那些配合穩(wěn)定性要求較高、配合間隙過盈量較小以及高速重載機(jī)械影響更顯著,。
（三）對耐疲勞性的影響
零件表面越粗糙,，表面微小不平度凹痕越深，其根部曲率半徑越小,，對應(yīng)力集中越敏感,，特別是在交變應(yīng)力的作用下,，影響更大，往往在零件表面輪廓的微小谷底處產(chǎn)生疲勞裂紋而使零件失效,，所以,，對于承受交變載荷、重載荷及高速工作條件下的零件,，提高其表面質(zhì)量,，降低粗糙度值，可提高其疲勞強(qiáng)度,。
（四）對抗腐蝕性的影響
由于腐蝕性氣體或液體容易積存在波谷底部,，并通過表面的微觀凹谷向零件表層滲透。零件表面越粗糙,，凹谷越深,，則集聚在零件表面上的腐蝕性物質(zhì)也越多，腐蝕作用就越嚴(yán)重,。因此,，減小零件的表面粗糙度值可以增強(qiáng)其抗腐蝕的能力。
（五）對密封性的影響
靜力密封時,，粗糙的零件表面之間無法嚴(yán)密地貼合,，容易使氣體或液體通過接觸面間的微小縫隙發(fā)生滲漏；對于動力密封,，其配合面的表面粗糙度參數(shù)值也不能過低,，否則受壓會破壞油膜，從而失去潤滑作用,。
表面粗糙度對零件性能的影響遠(yuǎn)不止以上幾個方面,，如對零件的表面鍍涂層、接觸剛度,、沖擊強(qiáng)度,、流體流動阻力、導(dǎo)體表面電流的流通,、產(chǎn)品的測量精度及外觀質(zhì)量等都會產(chǎn)生不同程度的影響,。
綜上所述，為了保證零件的使用性能和壽命,，在進(jìn)行幾何精度設(shè)計(jì)時必須對零件表面粗糙度輪廓提出合理的技術(shù)要求,，這是零件精度設(shè)計(jì)中*的項(xiàng)目，也是評定零件表面質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo),。