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表面粗糙度仪-质朋新闻

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机械加工中表面粗糙度的应用

2021-02-03 16:20:17

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导读:表面粗糙度,直接影响机器的使用寿命.正确理解表面粗糙度的概念,合理地选择表面粗糙度的评定参数及数值对保证机器的功能要求、提高经济效益十分重要.本文详细阐述了表面粗糙度的选择、应用及在图样上的标注.


表面粗糙度是指零件表面微小峰谷的高低程度和间距状况,是微观几何形状特性的指标.它主要是由机械加工中刀具与加工表面间的摩擦,切屑分离时的塑性,工艺系统的高频振动形成的,直接影响机械零件的表面的耐磨性、配合性质、抗腐蚀性、疲劳强度、密封性、外观质量、表面涂层质量从而影响机器的使用寿命.由此可见,零件设计中的表面粗糙度要求,是几何精度设计中必不可少的一方面.随着现代化工业生产的不断发展,尖端技术、国防工业和精密工程等对零件的表面质量提出了越来越高的要求.因此,合理选择表面粗糙度显得尤为重要.



1. 表面粗糙度的评定参数

(1)轮廓的算术平均偏差 Ra在取样长度lr范围内,轮廓上各点至中线的纵坐标值 Z(x 的绝对值的算术平均值;

(2)轮廓的最大高度 Rz Rz——在一个取样长度 lr范围内,最大轮廓峰高 Rp与最大轮廓谷深 Rv之和的高度;

(3)轮廓单元的平均线高度Rc在一个取样长度范围内所有轮廓单元的高度Zti的平均值;

(4)轮廓单元的平均宽度RSm(间距参数)在一个取样长度范围内所有轮廓单元的宽度Xsi的平均值;

(5)轮廓支承长度率Rmr(C是指在给定水平位置c上的轮廓实体材料长度 ML(c)与评定长度的比率.


2. 表面粗糙度的图形符号及其含义

2.1 指定表面是用去除材料的方法获得的,如通过机加工获得的表面。

表示指定表面是用不去除材料的方法获得的,此图形符合也可用于表示上道工序形成的表面,不管是否去除材料。


2..2 表面粗糙度要求的图样标注

(1)标注在轮廓线上或指引线上,表面粗糙度要求可标注在轮廓线上, 其符号应从材料外指向并接触表面,必要时, 表面粗糙度也可用带箭头或黑点的指引线引出标注;

(2)在不致引起误解时, 表面粗糙度要求可以标注在装配结构给定的尺寸线上;

(3)表面粗糙度也可标注在形位公差框格的上方;

(4)如果在工件的多数( 包括全部) 表面有相同的表面结构要求时, 则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近.此时, 表面结构要求的符号后面应有: 在圆括号内给出无任何其它标注的基本符号, 不同的表面结构要求仍应直接标注在图形中;

(5)在图纸空间有限时可用简化注法.


2..3 在图样中一般采用图形法标注表面结构要求

新标准允许用文字的方式表达表面结构要求.新标准规定,在报告和合同的文本中可以用文字“APA”、“MRR”、“NMR”分别表示允许用任何工艺获得表面、允许用去除材料的方法获得表面以及允许用不去除材料的方法获得表面.例如,对允许用去除材料的方法获得表面、其评定轮廓的算术平均偏差为0.8这一要求,在文本中可以表示为“MRR Ra0.8”.


3. 表面粗糙度的选择及其应用

零件的每一个表面都必须规定表面粗糙度的技术要求,其主要内容有两项: 选择哪些评定参数;评定参数的允许值选多大.

表面粗糙度轮廓的评定参数及允许值的大小应根据零件的功能要求和经济性来选择.


3..1 评定参数的选择

如无特殊要求,一般仅选用高度参数.推荐优先选用Ra值,因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征.以下情况下例外:

当表面过于粗糙(Ra>6.3μm)或过于光滑(Ra<0.025μm)时,可选用Rz,因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量.

当零件材料较软时,因为Ra一般采用触针测量.

当测量面积很小时,如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面,可选用Ry值.

R论文范文 —用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时;Rmr(c)—用于对耐磨性和接触刚度等有要求时,但同时要给出C值.


3..2 零件表面粗糙度数值的选用

零件表面粗糙度数值的选用,应该既要满足零件表面功用要求,又要考虑经济合理性.选用时要注意以下问题:

1)在满足功用的前提下,尽量选用较大的表面粗糙度数值,以降低生产成本.

2)一般情况下,零件的接触表面比非接触表面的粗糙度参数值要小.

3)受循环载荷的表面极易引起应力集中的表面,表面粗糙度参数值要小.

4)配合性质相同,零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小;同一公差等级,小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小.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,Ra数值小.

5)运动速度高、单位压力大的磨擦表面比运动速度低,单位压力小的磨擦表面的粗糙度参数值小.

6)要求密封性、耐腐蚀的表面其粗糙度参数值要小.特殊应按标准规定确定粗糙度值.

表面其粗糙度参数值:μm

Ra: 0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50

Rz: 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 200


3..3 参数值的选用方法

可用类比法来确定.一般尺寸公差、表面形状公差小时,表面粗糙度参数值也小,但不存在确定的函数关系.如机床的手轮或手柄.

一般情况下,它们之间有一定的对应关系,设形状公差为T,尺寸公差为IT,它们之间的关系可参照以下对应关系:

若T≈0.6 IT,则Ra≤0.05IT;Rz≤0.2IT

T≈0.4IT,则Ra≤0.025IT;Rz≤0.1IT T≈0.25IT,则Ra≤0.012IT; Rz≤0.05IT

T<0.25IT,则Ra≤0.15T;Rz≤0.6T


3.4 参数值的选用也可把粗糙度的选择同零件类型联系起来.机械零件设计手册中把零件分为精密零件、普通精密零件及通用零件三种类型.


第1类精密零件:Ra≥1.6Ra≤0.008×IT

Ra≤0.8Ra≤0.010×IT主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面,如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等.


第2类普通精密零件:Ra≥1.6Ra≤0.021×IT,Ra≤0.8Ra≤0.018×IT主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔,还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等.


第3类通用零件:Ra≤0.042×IT,如箱盖、套筒,要求紧贴的表面、键和键槽的工作面;相对运动速度不高的接触面,如支架孔、衬套、带轮轴孔的工作表面、减速器等等.


总之,即要考虑零件的功能要求又要考虑经济行,选择合理的表面粗糙度轮廓的评定参数及数值,正确标注在零件图上.


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