1.表面粗糙度参数的选择
表面粗糙度的评定参数中,Ra、Rz幅度参数为基本参数,Rsm为附加参数。这些参数从不同角度反映了零件的表面形貌特征,但也存在不同程度的不完整性,因此在选用时要根据零件的功能要求、材料特性、结构特点及测量的条件等情况适当选用一个或几个作为评定参数。
(1)幅度参数的选用。一般情况下可从Ra、Rz中任选一个,在常用值范围内(Ra为0.025~6.3μm、Rz为0.1~25μm),应优先选用Ra,因为Ra能较充分合理地反映零件表面的粗糙度特征。但在下面两种情况下除外:
① 当表面过于粗糙(Ra>6.3μm)或太光滑(Ra<0.025μm)时,可选用Rz;
② 当零件材料较软时,不能选用Ra。因为Ra一般采用触针测量,材料较软时易划伤零件表面,且测量不准确。
(2)附加评定参数的选用。附加评定参数一般情况下不作为独立的参数选用,只有零件的表面有特殊使用要求时,才在选用了幅度参数的基础上,附加选用间距参数。一般情况下,当表面要求耐磨时、承受交变应力或当表面着重要求外观质量和可漆性时,可选用Rsm。
2.表面粗糙度参数值的确定
表面粗糙度参数值的选用一般应按零件的表面功能要求和加工的经济性两者综合考虑选用适宜的标准的参数数值。控制一个表面的粗糙度不在于要求获得较小的粗糙度幅度参数值,而是在满足使用性能要求的前提下,尽可能选用较大的粗糙度参数值,这样有利于降低制造成本和取得较好的经济效益。
对给定的表面,规定表面粗糙度要求时,应该从载荷、润滑、材料、运动方向、速度、温度、成本等因素的调查研究或试验验证中确定适宜的标准参数值,而不应凭设计者的主观臆断随意给出。当在缺乏充分资料的前提下,按类似的设计和加工方法的经验统计资料和设计者的实践经验确定表面粗糙度参数值也是通常采用的办法。根据有关资料文献推荐,可考虑按下述原则选用粗糙度值:
(1)同一零件上工作表面的粗糙度值应小于非工作表面的粗糙度值。
(2)对摩擦表面,速度越高,承受的单位面积压力越大,则表面粗糙度值应小些,尤其对滚动摩擦的表面应规定较小的粗糙度值。
(3)对承受变动载荷的零件表面,以及最易产生应力集中的部位(如沟槽、圆角等处),粗糙度值应选得小些。
(4)要求配合稳定可靠时,粗糙度值也应选得小些。在间隙配合中,间隙越小,粗糙度值应越小;在过盈配合中,为了保证连接强度,也应规定较小的粗糙度值。
(5)配合零件的表面粗糙度应与尺寸及形状公差相协调。一般说来,尺寸及形状公差要求小时,表面粗糙度也要求小。然而,在实际生产中也有这样的情况,尺寸公差要求很大而表面粗糙度值却要求很小,如机床的手轮和手柄的表面等。
(6)一般情况下,同样尺寸公差的轴的粗糙度值要比孔的粗糙度值要求大些。
(7)对一些特殊用途的零件,应按特殊要求考虑,如对密封性、耐腐性或外表美观有要求的表面,粗糙度值应较小。
(8)凡在有关标准中已对表面粗糙度做出规定(如与滚动轴承配合的轴径和外壳孔的表面粗糙度),则应按该标准确定表面粗糙度参数值。
目前对规定表面粗糙度值有两种方法:一种是根据每一个表面所具有的主要表面轮廓和粗糙度,设法规定和控制每个表面的粗糙度要求,这种方法的基本要求是要获得全部功能利益,与此同时确保严密控制那些值得花费高精度加工费用的部件;另一种是只对零部件的关键部分进行控制,其余部分留给能达到粗糙度要求的尺寸精度和较精加工或精加工方法来保证。这两种方法各有其优点并在正常的情况下是行之有效的。
常用表面粗糙度的参数值及表面粗糙度与所适用的零件表面选择时可参考表5-2及表5-3。
表5-2 常用表面粗糙度的参数值
表5-3 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例
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