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金属镜面加工中的表面光洁度与粗糙度

1、表面粗糙度(surface roughness)
加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。它是互换性研究的问题之一。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。表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。和般标注采用Ra。
Ra(轮廓算术平均偏差):在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。

2表面光洁度
表面粗糙度的另一称法。表面光洁度是按人的视觉观点提出来的,而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。80年代后,以为与国际标准(ISO)接轨,中国采用表面粗糙度而废止了表面光洁度.在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后,表面光洁度的已不再采用。
其实,两者主要是名字不同,且有相应的对照表.粗糙度有测量的计算公式,而光洁度只能用样板规对照,相对来说,用粗糙度表示更科学严谨了。


3、如何提高表面光洁度与表面粗糙度
在机床上,用普通刀具将工件尺寸加工到基本到位后,再用豪克能金属表面加工设备的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍,即可使被加工工件表面光洁度提高3级以上(粗糙度Ra值轻松达到0.2以下);且工件的表面显微硬度提高20%以上;并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性。
表面光洁度与表面粗糙度对照表


光洁度(旧标)

粗糙度

级别

Ra(μm)

Ra(μm)

方案1

方案2

方案3

▽1

40~80

50

100

80

▽2

20~40

25

50

40

表面状况=明显可见的刀痕
加工方法=粗车、镗、刨、钻
应用举例=粗加工后的表面,焊接前的焊缝、粗钻孔壁等

▽ 3

10~20

12.5

25

20

表面状况=可见刀痕
加工方法=粗车、刨、铣、钻
应用举例=一般非结合表面,如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面,减重孔眼表面

▽4

5~10

6.3

12.5

10

表面状况=可见加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿
应用举例=不重要零件的配合表面,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圈圆表面等

▽5

2.5~5

3.2

6.3

5

表面状况=微见加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、铣、刮1~2点/cm^2、拉、磨、 锉、滚压、铣齿
应用举例=和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间,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

▽6

1.25~2.5

1.6

3.2

2.5

表面状况=看不清加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1~2点/cm^2铣齿
应用举例=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型带轮的表面,外径定心的内花键外径,轴承盖的定中心凸肩表面

▽7

0.63~1.25

0.8

1.6

1.25

表面状况=可辨加工痕迹的方向
加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3~10点/cm^2、滚压
应用举例=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径和外壳孔,中速转动的轴径,直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔,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(H7),间隙配合IT8~IT9级的孔(H8,H9),磨削的齿轮表面等

▽8

0.32~0.63

0.4

0.8

0.63

表面状况=微辨加工痕迹的方向
加工方法=铰、磨、镗、拉、刮3~10点/cm^2、滚压
应用举例=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,精度较高的齿轮表面,受变应力作用的重要零件,与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面,尺寸大于120mm的IT13~IT16级孔和轴用量规的测量表面

▽9

0.16~0.32

0.2

0.4

0.32

表面状况=不可辨加工痕迹的方向
加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工
应用举例=工作时受变应力作用的重要零件的表面。保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性,并在工作时不破坏配合性质的表面,如轴径表面、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、高精度齿轮的表面,与G级滚动轴承配合的轴径表面,尺寸大于315mm的IT7~IT9级级孔和轴用量规级尺寸大于120~315mm的IT10~IT12级孔和轴用量规的测量表面等

▽10

0.08~0.16

0.1

0.2

0.16

表面状况=暗光泽面
加工方法=超级加工
应用举例=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

▽11

0.004~0.08

0.05

0.1

0.08

▽12

0.02~0.04

0.025

0.05

0.04

▽13

0.01~0.02

0.012

0.025

0.02

▽14

<0.01

0.006

0.012

0.01

Ra:轮廓算术平均偏差值
*.方案1的Ra与旧国标各等级的平均值相近,能保证产品质量,建议用于重要表面.
**.方案2的Ra比旧国标的各等级上限大25%,其经济性较好,建议用于不太重要的表面.
***.方案3的Ra与旧国标各等级上限一致,当提高产品的制造精度有困难,而降低又不能保证功能时采用.

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