什么是零件的表面粗糙度?

表面粗糙度

零件加工表面的实际形状,是由一系列不同高度和间距的峰谷组成的,它包括宏观的形状误差、表面波度和表面粗糙度。通常可按相邻两波峰或波谷之间的距离(即波距)加以区分,波距大于10mm的属于宏观几何形状误差;波距小于1mm的为表面粗糙度;波距为1~10mm的属于表面波度,如图4.1所示。

图4.1 形状误差、表面波度和表面粗糙度

表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征。由于波距很小,用肉眼是难以区分的,因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度值越低,则表面越光滑平整。表面粗糙度产生的原因主要是由切削加工过程中由刀具和工件表面之间的强烈摩擦、切屑分离过程中的物料破损残留以及工艺系统的高频振动等。

表面粗糙度对零件工作性能的影响

表面粗糙度对机械零件的配合性质、工作精度、耐磨损性、抗腐蚀性等有着十分密切的关系,它直接影响到机器或仪器的可靠性和使用寿命。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减小,压强增大,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。粗糙的零件表面,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,造成表面锈蚀。

(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。

此外,表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有一定的影响。如上所述,是否表面粗糙度值越小越好呢?为了获得粗糙度小的表面,零件需经过复杂的工艺过程,这样加工成本可能随之急剧增高,再者,表面粗糙度值过小,也会不利于配合表面润滑油的储存,形成干摩擦或半干摩擦,同样会影响机械效率。因此表面粗糙度参数值要合理。

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