機械零件表面粗糙度的重要性和選擇
表面粗糙度是反映零件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術(shù)指標，是檢驗零件表面質(zhì)量的主要依據(jù)；它選擇的合理與否，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、使用壽命和生產(chǎn)成本。
機械零件表面粗糙度的選擇方法有3種：計算法、試驗法、類比法。
在機械零件設(shè)計工作中，應(yīng)用最普通的是類比法，此法簡便、迅速、有效。應(yīng)用類比法需要有充足的參考資料，現(xiàn)有的各種機械設(shè)計手冊中都提供了較全面的資料和文獻。最常用的是與公差等級相適應(yīng)的表面粗糙度。在通常情況下， 機械零件尺寸公差要求越小，機械零件的表面粗糙度值也越小，但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系。例如一-些機器、儀器上的手柄、手輪以及衛(wèi)生設(shè)備、食品機械上的某些機械零件的修飾表面，它們的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高，但其尺寸公差要求卻很低。在一般情況下，有尺寸公差要求的零件，其公差等級與表面粗糙度數(shù)值之間還是有一定的對應(yīng)關(guān)系的。在一些機械零件設(shè)計手冊和機械制造專著中，對機械零件的表面粗糙度和機械零件的尺寸公差關(guān)系的經(jīng)驗及計算公式都有很多介紹，并列表供讀者選用，但只要細心閱來，就會發(fā)現(xiàn)，雖然采取完全相同的經(jīng)驗計算公式，但所列表中的數(shù)值
也不盡相同，有的還有很大的差異。這就給不熟悉這方面情況的人帶來了迷惑。同時也增加了他們在機械零件工作中選擇表面粗糙度的困難。
在實際工作中，對于不同類型的機器，其零件在相同尺寸公差的條件下，對表面粗糙度的要求是有差別的。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機械零件的設(shè)計和制造過程中，對于不同類型的機器，其零件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的。在現(xiàn)有的機械零件設(shè)計手冊中，反映的主要有以下3種類型：第1類主要用于精密機械，對配合的穩(wěn)定性要求很高，要求零 件在使用過程中或經(jīng)多次裝配后，其零件的磨損極限不超過零件尺寸公差值的10%，這主要應(yīng)用在精密儀器、儀表、精密量具的表面、極重要零件的摩擦面，如汽缸的內(nèi) 表面、精密機床的主軸頸、坐標鏜床的主軸頸等。第2類主要用于普通的精密機械，對配 合的穩(wěn)定性要求較高，要求 零件的磨.損極限不超過零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接觸面，其主要應(yīng)用在.如機床、工具、與滾動軸承配合的表面、錐銷孔，還有相對運動速度較高的接觸面，如滑動軸承的配合表面、齒輪的輪齒工作面等。第3類主要用于通用機械，要求機械零件的磨損極限不超過尺寸公差值的50%，沒有相對運動的零件接觸面，如箱蓋、套筒，要求緊貼的表面、鍵和鍵槽的工作面;相對運動速度不高的接觸面，如支架孔、襯套、帶輪軸孔的工作表面、減速器等。
在此我們對機械設(shè)計手冊中的各類表值進行統(tǒng)計分析，將舊的表面粗糙度國家標準(GB1031-68)轉(zhuǎn)換為參照采用國際標準ISO 頒布的1983年的新的國家標準(GB1031-83)，采用優(yōu)先選用的評定參數(shù)，即輪廓算術(shù)平均偏差值Ra=(1)/(l)o| ∫y| dx。 并采用Ra優(yōu)先選用的第一系列數(shù)值， 推導(dǎo)出表面粗糙度Ra與尺寸公差I(lǐng)T之間的有關(guān)關(guān)系式為
第1類: Ra≥1.6Ra≤0.008xIT
Ra≤0.8Ra≤0.010xIT
第2類: Ra≥1.6 Ra≤0.021xIT
Ra≤0.8Ra≤0.018xIT
第3類: Ra≤ 0.042xIT
將上述3種關(guān)系式列表：
如表1、表2、表3所示。
在機械零件設(shè)計工作中，按尺寸公差選擇表面粗糙度數(shù)值時，應(yīng)當根據(jù)不同類型的機器，選擇相應(yīng)的表值。需要說明的是，表中Ra采用第1系列值，而舊的國標Ra的極限值為第2 系列值，換算時會遇到數(shù)值上靠和下靠的問題。我們在表中表值采用上靠，因為這有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，個別值采用下靠。舊國標的公差等級與表面粗糙度對應(yīng)的表的內(nèi)容和形式都比較復(fù)雜，對同一公差等級同一尺寸分段同一基本尺寸，孔與軸的表面粗糙度值不相同，不同配合種類數(shù)值也不相同，這是由于舊的公差與配合標準(GB159-59)的公差數(shù)值與上述因素有關(guān)。現(xiàn)行的新國標公差與配合(GB1800-79)對同一公差等級同一尺寸分段內(nèi)各基本尺寸的標準公差值是相同的，這樣就使公差等級與表面租糙度的對應(yīng)表大為簡化，也更為科學合理。
在設(shè)計工作中，表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發(fā)。全面衡量零件的表面功能和工藝經(jīng)濟性，才能作出合理的選擇。表中給出的公差等級與表面粗糙度值可供設(shè)計時參考。
速德瑞便攜式粗糙度儀SDR990、分體式粗糙度儀SDR990B是一種高精度表面光潔度檢測儀器，可對多種機械加工零件表面的粗糙度進行測量，包括平面、斜面、外圓柱面，曲面，小孔，溝槽及車軸等。
