
表麵粗糙度是一項重要的技術(shù)指標,反(fǎn)映零件(jiàn)表麵的微(wēi)觀(guān)幾何誤差(chà),是檢驗零(líng)件表麵質量(liàng)的首要依據,並直接關係到產品的質量、使用壽命和製造成本。
確定機械零件表麵粗糙度的方法主要有三種(zhǒng):計算法、試驗法和類比(bǐ)法。其中最(zuì)常用方法為類比法,具有簡單、快速和有效的優點。使用類比法需(xū)要足夠的參(cān)考資料,當然現在已經有足夠豐富的參考資(zī)料。一般情況下,對(duì)於有尺寸公差(chà)要求的零件(jiàn),公差等(děng)級與表麵粗糙度值有一(yī)定的(de)對應關係,機械零件(jiàn)的尺寸公差要求越小,往往其表麵粗(cū)糙度的值就越小,但它們之間並沒有固定的函數關係。例如,一些機器、儀器手柄、手輪、衛浴設備、食品(pǐn)機械,以及一些表麵改性的機械零件,它們的表麵要求處理得非常平滑,即(jí)表麵(miàn)粗糙度要求很高,但(dàn)尺寸公差要求非常低。
目(mù)前,一些製造指南中對(duì)機械零件表麵粗糙度與機械零(líng)件尺寸公差的關係有很多經驗和公式,有些還是相差很大的(de),即使使用(yòng)了相同的經驗公式。
在實際工作中,不同機器對相同尺寸公(gōng)差下的零件表麵粗糙度要求不同,在設計和製造機器零(líng)件時需要充分考慮,一般有三種類型。
第一類主要用於(yú)精密機械,對配合穩定性要求較(jiào)高。零件在使用過(guò)程中或重複裝配後的磨損極限不應超過零件尺寸公差的10%。主要用於精密儀器、儀表、精密量具的表麵(miàn),以及氣缸內表麵、精密機床主(zhǔ)軸頸、坐標鏜床主軸(zhóu)頸等非(fēi)常重要零件的摩擦麵。
第二種主要用於普通精密機(jī)械。這就要求有很高的配合穩定性,零件的磨損極限不超過(guò)零件尺寸公差的25%,並且要求接觸麵很緊。主要用於機器、工(gōng)具、與滾動軸承一起工作的表麵(miàn)、錐形銷孔、滑動軸承(chéng)的配合麵、輪齒的機加工(gōng)麵等相對高速(sù)的接觸麵。
第(dì)三種主要用於機械零件磨損(sǔn)極限不超過(guò)尺寸公差值的50%,且箱蓋、套筒等相對運動部件(jiàn)無接觸麵的一般機械。緊密的表麵、鍵和鍵槽工作表麵。相對速度較慢的接觸麵(miàn),如支架孔、襯套、帶輪軸孔的工作麵、減速機等。
在設計工作中,為了做出合理(lǐ)的選擇,在選擇表麵粗糙度和綜合衡量零件的表麵功能和工藝的經濟性時,一(yī)切都需要最(zuì)終以實際為準。
配合性質相(xiàng)同時,零件尺寸越小,則應粗糙度數值(zhí)越小;同一精度等級,小尺寸比大(dà)尺寸要粗糙度數值小,軸比(bǐ)孔(kǒng)要(yào)粗糙度數值小(特別(bié)是IT8~IT5的精度)。
表麵粗糙度對零件使用情況有很大影響。一般說(shuō)來,表(biǎo)麵粗糙度數值小,會(huì)提高配合質量,減少磨損,延長零件使用壽(shòu)命,但零件的加工費用會增加。因此,要正確、合理地選用表麵粗(cū)糙度數值。 在設計零件(jiàn)時,表(biǎo)麵粗糙度數(shù)值的選(xuǎn)擇,是根據零件(jiàn)在機器中的作用決定的(de)。
擴展(zhǎn)資料
表麵粗糙(cāo)度對零件的影響主要表現在以(yǐ)下幾個方麵:
1、影響耐磨性。表(biǎo)麵越粗糙,配合表麵間的有效接觸麵積越小,壓強越大,摩(mó)擦阻(zǔ)力越大,磨損就越快。
2、影響配(pèi)合的穩定性。對間隙配合來說,表麵越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過盈(yíng)配合來說,由於(yú)裝配(pèi)時將微觀凸峰擠平,減小了實際有(yǒu)效過盈,降低了連接強度。
一般的,公差精度(dù)等級越高,必然地要求其表麵質量要好(從使用的角度來講);公差精度等級越高,必然加(jiā)工要精細(xì),表麵質量自(zì)然會更好(從加工的角度來講)。所以,表麵粗糙度(dù)跟公差等級有關。
“假設(shè)一個公差等級IT7,基本尺寸是25mm的軸,它的公差等級是25um,假如它的表麵粗糙度是(shì)Ra1.6,那為什麽是1.6而不是3.2,或是0.8,或是6.3呢??1.6,0.8,3.2,6.3相比其公(gōng)差25都小(xiǎo),那是為什麽選(xuǎn)1.6??是什麽決定了粗(cū)糙度的大小?”——表麵粗糙度的高、低,還與加工成本有關,在保證滿足使用的前提(tí)下,盡(jìn)量選(xuǎn)擇低(dī)加工成本的粗糙度數值,以提高經濟性。
軸承的精(jīng)度,主要分為尺寸精度與旋轉精度。精度等級已標準化,分為P0級(jí)、P6級、P5級、P4級、P2級五個等級。精度從0級起依次提高,對於一般用途0級已足夠,但在用於特殊條件(jiàn)或場合時,需要5級或更高的精度(dù)。
表麵粗糙度跟尺寸公差等級是有一定關聯的,以齒輪的漸開線齒麵的粗糙度為例:
一、正確的定義:
齒麵粗糙度(dù)0.8或1.6(也就是0.8微米、1.6微米)
公法線長度公差等級為IT5級(或IT6級)
二、錯誤的定義之(zhī)一:
粗糙(cāo)度定為3.2
公法線長(zhǎng)度公差等級為IT5級(jí)(或IT6級)
問題:齒麵太粗糙,尺寸精度相對太高
三、錯誤的定義之二:
粗糙度定為0.4
公法線長度公差等級(jí)為IT8級(jí)
問題:齒麵粗糙度定義過高,公法線長度公差定義又過低
通俗的說(shuō):齒輪的齒麵一般是要求比較光滑的,但你將其定(dìng)義得如同水泥路(lù)麵那樣的粗糙度,試想,這樣(yàng)的(de)齒輪有何精度(dù)呢?這(zhè)樣粗糙(cāo)的齒麵,其表麵的波峰波穀之差都大於公(gōng)法線尺寸公差了,當然是不(bú)正確的配置了,也就是說:尺寸精度與表麵粗糙度是有一定的關聯配(pèi)置的,慢慢摸索就會明白的,祝你進步!
追問
但是你想想,假設一個公差等級IT7,基本尺寸(cùn)是25mm的軸,它的公差等(děng)級(jí)是25um,假如它的表麵粗糙度是Ra1.6,那為什(shí)麽是1.6而不是3.2,或(huò)是0.8呢????
追答
按我的設計來說,這(zhè)個軸的表麵粗糙度可以定義(yì)為3.2,作為(wéi)一般零件(jiàn),並考慮降低加工成(chéng)本,還可以定義為0.8(需要上磨床加工),若整套機器的檔次都比較高的前提下,單個零件(jiàn)也會相應的提高表麵質量,這種配(pèi)比不是唯一對應的數值關係,是有(yǒu)一定範圍可供選擇的,這取決於工程師的想法
通常情況(kuàng)下,公(gōng)差越(yuè)小,機械零(líng)件表(biǎo)麵的粗糙度(dù)也越小,但他們沒有固定的(de)函(hán)數關係,一些裝飾表麵除外。這是因為粗糙度規定的就是被加(jiā)工麵的最高(gāo)點和最低點之間的關係。一般要求(qiú)的(de)是被加工麵的不平(píng)整程度即粗糙度要小於公差等級(jí)要求,否則無法(fǎ)控製公差,即沒有測量點。在《機械設計手冊》上給出出了兩者的對應關(guān)係。
追問
你說的我懂,那我(wǒ)再問你一個問題,假設(shè)一個公差等級IT7,基(jī)本尺寸是25mm的(de)軸,它的公(gōng)差等級是25um,假如它的表麵粗糙度是Ra1.6,那為什(shí)麽是(shì)1.6而不(bú)是3.2,或是0.8,或是6.3呢(ne)??1.6,0.8,3.2,6.3相比其公差25都小,那(nà)是為什麽選1.6??是什麽決定了粗糙度的大小?
表麵粗糙度與公差沒有直接的關(guān)係。但是很粗糙(cāo)的表麵也做不成較小的公差,一般根據使用要求和要達到的公差要求設定粗糙度。有的(de)時候沒有公差要求也要求有一定的粗糙度要求。比如電鍍件沒有較好的粗糙度鍍後就沒有很好的表(biǎo)麵(miàn)。再一公差要求為6級沒有3.2粗糙度以上要求就不(bú)能使用。
工件(jiàn)表麵粗糙度是(shì)指表麵的微觀不平度,公差是用來控製宏觀尺寸的範圍的。
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