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表面粗糙度

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外文名 ：roughness 領 域：工業 屬   性： 幾何形狀特性

表面粗糙度，是指加工後的零件表面上具有的較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特徵，一般是由所採取的加工方法或其他因素形成的。

零件表面的功用不同，所需的表面粗糙度參數值也不一樣。

表面粗糙度產生的原因

無論用何種金屬加工方法加工，在零件表面總會留下微細的凸凹不平的刀痕，出現交錯起伏的峰谷現象，粗加工後的表面用肉眼就能看到，精加工後的表面用放大鏡或顯微鏡仍能觀察到。這就是零件加工後的表面粗糙度，過去稱為表面光潔度。國家規定表面粗糙度的參數由高度參數、間距參數和綜合參數組成。

獲得鏡面的機械加工方法有：去除材料方式、無切削方式（滾壓加工）。

去除材料加工方式有：磨削、研磨、拋光、電火花、車削、銑削等。

無切削加工方式有：滾壓（採用鏡面工具）、擠壓。

表面粗糙度高度參數

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零件圖上要標註表面粗糙度符號，用以說明該表面完工後須達到的表面特性。表面粗糙度高度參數有3種：

1．輪廓算術平均偏差Ra

在取樣長度內，沿測量方向(Y方向）的輪廓線上的點與基準線之間距離絕對值的算術平均值。

2．微觀不平度十點高度Rz

指在取樣長度內5個最大輪廓峰高的平均值和5個最大輪廓谷深的平均值之和。

3．輪廓最大高度Ry

在取樣長度內，輪廓最高峰頂線和最低谷底線之間的距離。

一般機械製造工業中主要選用Ra。

Ra值按下列公式計算： Ra=1/l ∫t0|Y(x)|dx或近似為Ra= 1/n ∑|Yi|。式中，Y為輪廓線上的點到基準線(中線）之間的距離；ι為取樣長度。

粗糙度多用於表徵鋼板，因為鋼板塗覆前必須要有一定得粗糙度，否則油漆的咬合力不足，容易脫落。

加工方法對照

表面特徵：明顯可見刀痕

表面粗糙度(Ra)數值：Ra100,Ra50,Ra25

加工方法舉例：粗車，粗刨，粗銑，鑽孔

表面特徵：微見刀痕

表面粗糙度(Ra)數值：Ra12.5,Ra6.3,Ra3.2

加工方法舉例：精車，精刨，精銑，粗鉸，粗磨

表面特徵：不可見加工痕跡，微辯加工方向

表面粗糙度(Ra)數值：Ra1.6,Ra0.8,Ra0.4

加工方法舉例：精車，精磨，精鉸，研磨

表面特徵：暗光澤面

表面粗糙度(Ra)數值：Ra0.2,Ra0.1,Ra0.05

加工方法舉例：研磨，珩磨，超精磨，拋光

測量方法

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  粗糙度儀 原圖鏈接來自儀器儀表網

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  表面粗糙度對比較樣塊 原圖鏈接來自搜了網

比較法

比較法測量簡便，使用於車間現場測量，常用於中等或較粗糙表面的測量。方法是將被測量表面與標有一定數值的粗糙度樣板比較來確定被測表面粗糙度數值的方法。

比較時可以採用的方法: Ra > 1.6μm 時用目測，Ra1.6~Ra0.4μm 時用放大鏡，Ra < 0.4μm 時用比較顯微鏡。

比較時要求樣板的加工方法，加工紋理，加工方向，材料與被測零件表面相同。

觸針法

利用針尖曲率半徑為2微米左右的金剛石觸針沿被測表面緩慢滑行，金剛石觸針的上下位移量由電學式長度傳感器轉換為電信號，經放大、濾波、計算後由顯示儀表指示出表面粗糙度數值，也可用記錄器記錄被測截面輪廓曲線。

一般將僅能顯示表面粗糙度數值的測量工具稱為表面粗糙度測量儀，同時能記錄表面輪廓曲線的稱為表面粗糙度輪廓儀。

這兩種測量工具都有電子計算電路或電子計算機，它能自動計算出輪廓算術平均偏差Ra，微觀不平度十點高度Rz，輪廓最大高度Ry和其他多種評定參數，測量效率高，適用於測量Ra為0.025～6.3微米的表面粗糙度。

表面粗糙度儀使用方法_操作視頻_如何使用

光切法

雙管顯微鏡測量表面粗糙度，可用作Ry與Rz參數評定，測量範圍0.5~50。

干涉法

利用光波干涉原理 (見平晶、激光測長技術)將被測表面的形狀誤差以干涉條紋圖形顯示出來，並利用放大倍數高 （可達500倍）的顯微鏡將這些干涉條紋的微觀部分放大後進行測量，以得出被測表面粗糙度。應用此法的表面粗糙度測量工具稱為干涉顯微鏡

。這種方法適用於測量Rz和Ry為 0.025～0.8微米的表面粗糙度。

表面粗糙度符號

原圖鏈接來自愛學網表面粗糙度符號

國標規定表面粗糙度代號是由規定的符號和有關參數組成 。 1）表面粗糙度符號

按國標標準在圖樣上表示表面粗糙度的符號有五種，見右圖。

2）表面粗糙度代號

表面粗糙度代號要求標註如：粗糙度參數值、測量時的取樣長度值、加工紋理、加工方法等

表面粗糙度代號

表面粗糙度對零件的影響

表面粗糙度對零件的影響主要表現在以下幾個方面：

1、影響耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強越大，摩擦阻力越大，磨損就越快。

2、影響配合的穩定性。對間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對過盈配合來說，由於裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了連接強度。

3、影響疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度。

4、影響耐腐蝕性。粗糙的零件表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內層，造成表面腐蝕。

5、影響密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。

6、影響接觸剛度。接觸剛度是零件結合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決於各零件之間的接觸剛度。

7、影響測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。

此外，表面粗糙度對零件的鍍塗層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。

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