机械制图教程(7.5)表面粗糙度

7.5 零件图的表面粗糙度

    零件图不仅要把零件的形状和大小表达清楚，还需要对零件的材料、加工、检验、测量等提出必要的技术要求。用规定的代号、数字、文字等，表示零件在制造和检验过程中应达到的技术指标，称为技术要求。技术要求的主要内容包括：表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料及热处理等。这些内容凡有指定代号的，需用代号注写在视图上，无指定代号的则用文字说明，注写在图纸的空白处。

7.5. 1. 表面粗糙度的概念

    零件的表面，无论采用哪种方法加工，都不可能绝对光滑、平整，将其置于显微镜下观察，都将呈现出不规则的高低不平的状况，高起的部分称为峰，低凹的部分称为谷，这种表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度，如图7-34所示。这是由于加工零件时，刀具在零件表面上留下刀痕和切削时金属的塑性变形等影响，使零件表面存在着间距较小的轮廓峰谷。

 

 图7-34 表面粗糙度

    表面粗糙度反映了零件表面的加工质量，它对零件的耐磨性、耐腐蚀性、配合精度、疲劳强度及接触刚度和密封性等都有较大影响。国家标准规定了零件表面粗糙度的评定参数，应在满足零件表面功能要求的前提下，合理地选择表面粗糙度的参数值。一般来说，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，零件表面质量要求较高。

2. 表面粗糙度代号

    表面粗糙度用代号标注在图样上，代号由符号、数字及说明文字组成。在零件的每个表面，都应按设计要求，标注表面粗糙度代号。表面粗糙度符号有三种，见表7-2。

表7-2 表面粗糙度符号

3. 表面粗糙度的高度评定参数

    评定表面粗糙度的高度参数有：轮廓的算术平均偏差Ra、轮廓的最大高度Rz等。这里只介绍最常用的轮廓算术平均偏差Ra。其他内容可参阅国家标准。

    轮廓的算术平均偏差Ra是指在取样长度l内，轮廓偏距y绝对值的算术平均值，如图7-35。用公式可表示为：

 Ra=∣y(x)∣dx   或    Ra≈∣yi∣

图7-35 轮廓算术平均偏差

    表面粗糙度的高度评定参数Ra的数值见表7-3。

          表7-3 表面粗糙度Ra数值              μm

第1系列  第2系列	第1系列  第2系列	第1系列  第2系列	第1系列  第2系列
0.008  0.010 0.12 0.016 0.020 0.025 0.032 0.40 0.50 0.063 0.080 0.100	0.125 0.160 0.20 0.25 0.32 0.40 0.50 0.63 0.80 1.00	1.258 1.60 2.0 2.5 3.2 4.0 5.0 6.3 8.0 10.0	12.5 16.0 20 25 32 40 50 63 80 100

    零件的表面粗糙度高度评定参数轮廓算术平均偏差Ra的数值越大，表面越粗糙，零件表面质量越低，加工成本就越低；轮廓算术平均偏差Ra的数值越小，表面越光滑，零件表面质量越高，加工成本就越高。因此，在满足零件使用要求的前提下，应合理选用表面粗糙度参数。

4. 表面粗糙度代号在图样上的标注

    表面粗糙度符号的画法如图7-36所示。对于Ra、Rz粗糙度高度参数，尤其选用Ra数值的为最多，标注Ra数值时省略Ra字样，见表7-4。

图7-36 表面粗糙度符号的画法

 

表7-4 表面粗糙度代号

    在图样上标注表面粗糙度时，应注意以下几点：

(1) 同一零件图中，每个表面一般只标注一次表面粗糙度代号。

(2) 表面粗糙度代号的尖端必须从材料外指向材料表面。

(3) 表面粗糙度代号应标注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或引出线上，并且尽量标注在有关范围附近，如图7-3所示。 

 

图7-37 表面粗糙度的标注示例            图7-38 表面粗糙度的标注 

(4) 当表面粗糙度代号中，仅有高度参数值一项内容时，表面粗糙度代号和数字的方向应按图7-38规则标注。 

(5) 当零件表面有相同的表面粗糙度要求时，可将表面粗糙度代号统一标注在图样的右上角，如图7-39所示。

     图7-39 相同表面的表面粗糙度标注       图7-40 不连续的同一表面、连续表面的标柱

    当零件各表面的表面粗糙度要求不同时，可将使用最多的一种表面粗糙度代号统一标注在图样的右上角，并在代号的前面加上“其余”二字，如图7-37所示。

    零件上连续表面、重复要素（如孔、齿、槽等）的表面和用细实线连接不连续的同一表面，其表面粗糙度代号只注一次，如图7-40所示。

图7-41 同一表面不同要求的注法        图7-42 螺纹、齿轮、键槽、倒角、圆角的注法

    同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，应用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸，如图7-41所示。

 齿轮、螺纹、键槽等的工作表面和倒角、圆角的表面粗糙度代号可以简化标注，如图7-42所示。

 5. 表面粗糙度的选用

    表面粗糙度参数值的选用，应该既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济合理性。具体选用时，可参照已有的类似零件图，用类比法确定。

    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。

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。

表7-5列举了表面粗糙度参数Ra值与加工方法的关系及其应用实例，可供选用时参考。

表7-5 表面粗糙度参数Ra值应用举例

Ra	表面特征	表面形状	获得表面粗糙度的方法	应用举例
100	粗糙	明显可见的刀痕	锯断、粗车、粗铣、粗刨、钻孔及用粗纹锉刀、粗砂轮等加工	管的端部断面和其他半成品的表面、带轮法兰盘的结合面、轴的非接触端面，倒角，铆钉孔等。
50		可见的刀痕
25		微见的刀痕
12.5	半光	可见加工痕迹	拉制(钢丝）、精车、精铣、粗铰、粗铰埋头孔、粗剥刀加工、刮研	支架、箱体、离合器、带轮螺钉孔、轴或孔的退刀槽、量板、套筒等非配合面、齿轮非工作面、主轴的非接触外表面，IT8-ITll级公差的结合面。
6.3		微见加工痕迹
3.2		看不见加工痕迹
1.6	光	可辨加工痕迹的方向	精磨、金刚石车刀的精车、精铰、拉制、剥刀加工	轴承的重要表面、齿轮轮齿的表面、普通车床导轨面、滚动轴承相配合的表面、机床导轨面、发动机曲轴、凸轮轴的工作面、活塞外表面等IT6-IT8级公差的结合面。
0.8		微辨加工痕迹的方向
0.4		不可辨加工痕迹的方向
0.2	最光	暗光泽面	研磨加工	活塞销和涨圈的表面、分气凸轮、曲柄轴的轴颈、气门及气门座的支持表面、发动机气缸内表面、仪器导轨表面、液压传动件工作面、滚动轴承的滚道、滚动体表面、仪器的测量表面、量块的测量面等。
0.1		亮光泽面
0.05		镜状光泽面
0.025		雾状镜面
0.012		镜面

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