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表面粗糙度Ra的特征、对零件的影响及相关知识

浏览:1 作者: 来源: 时间:2019-09-23 分类:新闻动态

表面粗糙度Ra的特征、对零件的影响及相关知识

 

关于什么是工件表面粗糙度?

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度,其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下)则属于微观几何形状误差。

 

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。

 

    表面粗糙度对零件使用情况有很大影响。一般说来,表面粗糙度数值小,会提高配合质量,减少磨损,延长零件使用寿命,但零件的加工费用会增加。因此,要正确、合理地选用表面粗糙度数值。 在设计零件时,表面粗糙度数值的选择,是根据零件在机器中的作用决定的。总的原则是:

 

    在保证满足技术要求的前提下,选用较大的表面粗糙度数值。具体选择时,可以参考下述原则:

 

1)工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。

 

2)摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度数值小。摩擦表面的摩擦速度越高,所受的单位压力越大,则应越高;滚动磨擦表面比滑动磨擦表面要求粗糙度数值小。

 

3)对间隙配合,配合间隙越小,粗糙度数值应越小;对过盈配合,为保证连接强度的牢固可靠,

 

载荷越大,要求粗糙度数值越小。一般情况间隙配合比过盈酝合粗糙度数值要小。

 

4)配合表面的粗糙度应与其尺寸精度要求相当。配合性质相同时,零件尺寸越小,则应粗糙度数值越小;同一精度等级,小尺寸比大尺寸要粗糙度数值小,轴比孔要粗糙度数值小(特别是IT8~IT5的精度)。

 

(5)受周期性载荷的表面及可能会发生应力集中的内圆角、凹稽处粗糙度数值应较小。

具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况。一般按S分:

S<1mm 为表面粗糙度;

1≤S≤10mm为波纹度;

S>10mm为 f 形状。

 

VDI3400、Ra、Rmax对照表

 

    国家标准规定常用三个指标来评定表面粗糙度(单位为μm):轮廓的平均算术偏差Ra、不平度平均高度Rz和最大高度Ry。在实际生产中多用Ra指标。轮廓的最大微观高度偏差Ry在日本等国常用Rmax符号来表示,欧美常用VDI指标。下面为VDI3400、Ra、Rmax对照表。

VDI3400、Ra、Rmax对照表

 

表面粗糙度形成因素

 

    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、电加工的放电凹坑等。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。

 

表面粗糙度对零件的影响主要表现

 

表面越粗糙,配合表面间的有效接触面积越小,压强越大,摩擦阻力越大,磨损就越快;直接影响耐磨性

 

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,降低了连接强度;影响配合的稳定性

 

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;影响疲劳强度

 

粗糙的零件表面,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;影响耐腐蚀性

 

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;影响密封性。

 

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;影响接触刚度

 

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;影响测量精度。

 

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。

 

SS硕朔生产、定制的钨钢合金刀具加工工件表面粗糙光洁度高,产品包括:硬质合金单刃铣刀高光铝用铣刀成型刀具内冷钻头反倒角倒扣燕尾铣刀刀具修磨

【表面粗糙度Ra特征】

Ra max/μm

表面特征

加工方法

常用类型

0.0063

雾状表面


块规的工作表面,高精度测量仪器的测量面,高精度仪器摩擦机构的支承表面。

0.012

雾状镜面


仪器的测量表面和配合表面,尺寸超过100mm的块规工作面。

0。025

镜面光泽面


高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面,中等精度仪器零件配合表面,尺寸大于120mm的IT6级孔用量规、小于120mm的IT7~IT9级轴用和孔用量规测量表面。

0。05

亮光泽面


保证高气密性的接合表面,如活塞、柱塞和汽缸内表面。摩擦离合器的摩擦表面。对同轴度有精确要求的轴和孔。滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面。

0。1

暗光泽面

超级加工

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。

0.2

不可辩加工痕迹方向

布轮磨、磨、研磨、超级加工

工作时承受变应力的重要零件表面,保证零件的疲劳强度、防蚀性及耐久性,并在工作时不破坏配合性质的表面,如轴颈表面、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、高精度齿轮的齿面,与C级滚动轴承配合的轴颈表面,尺寸大于315mm的IT7~IT9级孔和轴用量规及尺寸大于120~315mm的IT10~IT12级孔和轴用量规的测量表面。

0.4

微辨加工痕迹方向

铰、磨、镗、拉、刮3~10点/cm2、滚压

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,精度较高的轮齿表面,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表面,尺寸大于120mm的IT13~IT16级孔和轴用量规的测量表面。

0.8

可辨加工痕迹方向

车、磨、立铣、刮3~10点/cm2、镗、拉、滚压

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,中速转动的轴颈,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,间隙配合IT8~IT9级的孔,磨靡削的齿轮表面等。

1.6

看不清加工痕迹

车、镗、拉、磨、铣、铰、刮1~2点/cm2、磨、滚压

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等。

3。2

微见加工痕迹

车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮l~2点/cm2、铣齿

与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等。

6。3

可见加工痕迹

车、镗、刨、钻、铣、磨、锉、粗铰、铣齿

 

不重要的非配合表面,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圆表面等。

12.5

可见刀痕

粗车、刨、钻、铣

一般非结合表面,如轴的端面、倒角、齿轮及带轮的侧面、键槽的非工作表面,减重孔眼表面等。

25

明显可见刀痕

粗车、镗、钻、刨

粗制后所得到的粗加工面,焊接前的焊缝、粗钻孔壁等。

50

100

——

——

 

常用零部件结构表面粗糙度参数数值如何选择?

 

1。 螺纹表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    粗牙普通螺纹精度等级为4级时,Ra为0.4~0.8μm。

    粗牙普通螺纹精度等级为5级时,Ra为0.8μm。

    粗牙普通螺纹精度等级为6级时,Ra为1.6~3.2μm。

    细牙普通螺纹精度等级为4级时,Ra为0.2~0.4μm。

    细牙普通螺纹精度等级为5级时,Ra为0.8μm。

    细牙普通螺纹精度等级为6级时,Ra为1.6~3.2μm。

 

2. 键结合表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    结合形式为键,沿毂槽移动处,Ra为0.2~0.5μm。

    结合形式为键,沿轴槽移动处,Ra为0.2~0.4μm。

    结合形式为键,不动处,Ra为1.6μm。

    结合形式为轴槽,沿毂槽移动处,Ra为1.6μm。

    结合形式为轴槽,沿轴槽移动处,Ra为0.4~0.8μm。

    结合形式为轴槽,不动处,Ra为1.6μm。

    结合形式为毂槽,沿毂槽移动处,Ra为0.4~0.8μm。

    结合形式为毂槽,沿轴槽移动处,Ra为1.0μm。

    结合形式为毂槽,不动处,Ra为1.6~3.2μm。

    注:非工作表面Ra都为6.3μm。

 

3. 矩形花键表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    内花键,外径处,Ra为6.3μm。

    内花键,内径处,Ra为0.8μm。

    内花键,键侧处,Ra为3.2μm。

    外花键,外径处,Ra为3.2μm。

    外花键,内径处,Ra为0.8μm。

    外花键,键侧处,Ra为0.8μm。

 

4. 齿轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    部位为齿面精度等级为5 级时,Ra为0.2~0.4μm。

    部位为齿面精度等级为6 级时,Ra为0.4μm。

    部位为齿面精度等级为7级时,Ra为0.4~0.8μm。

    部位为齿面精度等级为8级时,Ra为1.6μm。

    部位为齿面精度等级为9级时,Ra为3.2μm。

    部位为齿面精度等级为10级时,Ra为6.3μm。

    部位为外圆精度等级为5 级时,Ra为0.8~1.6μm。

    部位为外圆精度等级为6 级时,Ra为1.6~3.2μm。

    部位为外圆精度等级为7级时,Ra为1.6~3.2μm。

    部位为外圆精度等级为8级时,Ra为1.6~3.2μm。

    部位为外圆精度等级为9级时,Ra为3.2~6.3μm。

    部位为外圆精度等级为10级时,Ra为3.2~6.3μm。

    部位为端面精度等级为5 级时,Ra为 0.4~0.8μm。

    部位为端面精度等级为6 级时,Ra为 0.4~0.8μm。

    部位为端面精度等级为7级时,Ra为0.8~3.2μm。

    部位为端面精度等级为8级时,Ra为0.8~3.2μm。

    部位为端面精度等级为9级时,Ra为3.2~6.3μm。

    部位为端面精度等级为10级时,Ra为3.2~6.3μm。

 

5. 蜗轮蜗杆表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    蜗杆部位为齿面精度等级为5级时,Ra为0.2μm。

    蜗杆部位为齿面精度等级为6级时,Ra为0.4μm。

    蜗杆部位为齿面精度等级为7级时,Ra为0.4μm。

    蜗杆部位为齿面精度等级为8级时,Ra为0.8μm。

    蜗杆部位为齿面精度等级为9级时,Ra为1.6μm。

    蜗杆部位为齿顶精度等级为5级时,Ra为0.2μm。

    蜗杆部位为齿顶精度等级为6级时,Ra为0.4μm。

    蜗杆部位为齿顶精度等级为7级时,Ra为0.4μm。

    蜗杆部位为齿顶精度等级为8级时,Ra为0.8μm。

    蜗杆部位为齿顶精度等级为9级时,Ra为1.6μm。

    注:蜗杆部位为齿根,Ra都为6.3μm。

    蜗轮部位为齿面精度等级为5级时,Ra为0.4μm。

    蜗轮部位为齿面精度等级为6级时,Ra为0.4μm。

    蜗轮部位为齿面精度等级为7级时,Ra为0.8μm。

    蜗轮部位为齿面精度等级为8级时,Ra为1.6μm。

    蜗轮部位为齿面精度等级为9级时,Ra为3.2μm。

    注:蜗轮部位为齿根,Ra都为3.2μm。

 

6. 链轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    部位为链齿工作表面精度一般时,Ra为1.6~3.2μm。

    部位为链齿工作表面精度高时,Ra为0.8~1.6μm。

    部位为齿底精度一般时,Ra为3.2μm。

    部位为齿底精度高时,Ra为1.6μm。

   部位为齿顶精度一般时,Ra为1.6~3.2μm。

    部位为齿顶精度高时,Ra为1.6~6.3μm。

 

7。 带轮表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    部位为带轮工作表面带轮直径≤120mm时,Ra为0.8μm。

    部位为带轮工作表面带轮直径≤300mm时,Ra为1.6μm。

    部位为带轮工作表面带轮直径>300mm时,Ra为3.2μm。

 

8。 液压元件表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    部位为活塞泵曲柄,活塞处,Ra为1.6~0.8μm。

    部位为连杆轴颈,轴瓦,中心轴颈处,Ra为0.4μm。

    部位为活塞外柱面,侧表面处,Ra为0.8μm。

    部位为活塞泵连杆孔,缸筒,滑阀衬套,柱塞,活塞处,Ra为0.8~0.4μm。

    部位为滑阀,高压泵柱塞气门,气门座处,Ra为0.2~0.1μm。

 

9. 滑动轴承的配合表面表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    部位为轴公差等级IT7-IT9处,Ra为0.2~3.2μm。

    部位为轴公差等级IT11-IT12处,Ra为1.6~3.2μm。

    部位为孔公差等级IT7-IT9处,Ra为0.4~1.6μm。

    部位为孔公差等级IT11-IT12处,Ra为1.6~3.2μm。

 

10。 圆锥结合表面粗糙度参数数值Ra如何选择?

    部位为外圆锥表面密封结合处,Ra为≤0.1μm。

    部位为外圆锥表面定心结合处,Ra为≤0.2μm。

    部位为外圆锥表面其它结合处,Ra为≤1.6~3.2μm。

    部位为内圆锥表面密封结合处,Ra为≤0.2μm。

    部位为内圆锥表面定心结合处,Ra为≤0.8μm。

    部位为内圆锥表面其它结合处,Ra为≤1.6~3.2μm。

 

 

— End —


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