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一切都来自伟大的优先编号系统！

法国工程师雷诺看到热气球上的钢丝绳有多种规格，于是他想了个办法，把10的5次方提高得到一个数1.6，然后反复相乘得到5优先数字如下：

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3

这是一个几何序列，最后一个数字是第一个数字的1.6倍，那么10以下的钢丝绳只有5种，而10到100之间的钢丝绳只有5种，分别是10、16、 25、40、63。

但这种划分方式过于稀疏，于是雷老师再接再厉，将10的10次方求大，得到R10优先数系统如下：

1.0

1.25

1.6

2.0

2.5

3.15

4.0

5.0

6.3

8.0

公比为1.25，所以10以内的钢丝绳只有10种，10到100的钢丝绳只有10种，比较合理。 这时候肯定有人要说了，这个系列前面的数字好像差别不大，比如1.0和1.25。 没有区别。 我通常四舍五入，但是6.3和8.0之间的区间很大。 这合理吗？

合理不合理，打个比方吧。 比如自然数1、2、3、4、5、6、7、8、9，看起来很顺利。 我们用这个序列来支付工资。 我们给张三1000，李四2000，两个人都很服气。 突然通货膨胀，八千给张三，九千给李四。 以前李四的工资是张三的两倍，现在变成了1.12倍。 你觉得李斯会愿意吗？ 他是主管，给他发一万六千也差不多。 张三不会抱怨主管比他多了八千。

比较这个自然的东西有两种方式，就是“相对”和“绝对”！ 优先编号系统是相对的。

有人说他的产品规格有10吨、20吨、30吨、40吨。 现在看来不合理吧？ 如果取双，应该是10吨，20吨，40吨，80吨，或者保留头尾，也应该是10吨，16吨，25吨，40吨，公比1.6合理的。

这就是“标准化”。 经常在论坛上看到有人说“标准化”，其实是指“标准件”。 他们做的工作只是把整机的标准件整理出来，这叫标准化。 其实不是这样的。 . 要实现真正的标准化，您需要将您产品的所有参数按优先编号系统序列化，然后将所有零部件的功能参数和尺寸按优先编号系统序列化。

自然数是无限的，但在机械设计师眼中，世界上只有10个数，而且是优先数R10。 而且，这10个数乘、除、平方、开方，结果还是在这10个数里，多么神奇啊！ 当你在做设计不知道选什么尺码的时候ra粗糙度，就从这10个数字中选一个，你说多方便！

1.0 N0

1.12 氮气

1.25 N4

1.4 N6

1.6 N8

1.8 N10

2.0 N12

2.24 N14

2.5 N16

2.8 N18

3.15 N20

3.55 N22

4.0 N24

4.5 N26

5.0 N28

5.6 N30

6.3 N32

7.1 N34

8.0 N36

9.0 N38

两个优先级数，如4和2，其序号分别为N24和N12，将它们相乘并相加其序号，结果等于N36，即8； 除法时，序号相减，等于N12，即2。对于2的立方，将其序号N12乘以3，得到N36，即8； 4的根，用它的序号N24除以2得到N12，也就是2。如果要求2的4次方怎么办？ N12*4=N48，这里没有，怎么办？ 在上面的列表中，如果没有写数字，就是10，它的序列号是N40。 如果序号大于40，只看大于40的部分。比如N48，看N8，就是1.6，再乘以10，就得到16。。 如果序号是N88，看N8得到1.6，再乘以100得到160，因为100的序号是N80，1000的序号是N120，机械设计以此类推。 这20个号码，够用一辈子。 但有时需要 R40 数字系统。 如果有40个数就更完美了。 不够的话，还有R80系列。 R40数制倒背了，一般的计算不用计算器。 简单来说，计算直径为40的45钢的抗扭能力，抗扭系数为0.5*π*R^3，抗扭应力选择为屈服点360的一半，即180MPa，pi选择为 3.15。 一会儿出来。 有人说你不加安全系数吗？ 告诉我，它是 1.25、1.5 还是 2？ 呵呵。

黄金分割是0.618，就是1.618，这里也有1.6。

平方根数列是根数1、根数2、根数3，很容易算出来吧？ （3的序号为N19）

pi的平方等于多少？ 等于10，压力bar稳定的时候方便吗？

一根圆杆的扭力系数大概是0.1*D^3，现在可以口算扭力系数了吧？

为什么大螺丝直接从M36跳到了M40？

为什么齿轮的传动比是6.3或7.1？

为什么槽钢有12.6的尺寸，市场上很少见？

为什么外包厂打电话说没有140方管，却有120和160的？ 因为 R5 数系优先于 R20 数系。

为什么标准件的参数有第一顺序和第二顺序？ 一般来说，第一个序列是R5序列。

为什么Inventor的螺丝孔列表有M11.2？ 现在你知道这不是编造的数字，对吧？

还有钢板厚度、型钢类型、齿轮模数、所有标准件、功能参数、尺寸参数、所有工业产品样品的标准公差表等等。 他们的出处，此刻在我们心中慢慢清晰。 .

可以说机械设计手册我们已经看懂了一半，还有那些还没有做出来的工业产品。 那么，我们在设计一个产品的时候，可以同时设计一个系列，而不是设计完成后再进行所谓的“标准化”； 更进一步，如果产品注定要序列化，那么我们甚至可以在不了解的情况下，根据实际工作条件设计产品，因为优先号系统已经包括了所有型号。

上面列举的优先号系统的应用可谓是沧海一粟，还有无穷无尽的应用等着我们自己去开发。

知道了表面粗糙度值的由来，我们就来看看表面粗糙度的知识吧！

一、表面粗糙度的概念

表面粗糙度是指加工表面具有的小间距和微小峰谷的不平整度。 两个波峰或两个波谷之间的距离（波距）很小（1mm以下），属于微观几何形状误差。

具体是指微小峰谷的高度和距离S的程度。一般按S来划分：S1≤S≤10mm为波纹度S>10mm为f形

2、VDI3400、Ra、Rmax对照表

国家标准规定常用三个指标来评价表面粗糙度（单位为μm）：轮廓的平均算术偏差Ra、不平度的平均高度Rz和最大高度Ry。 Ra指数在实际生产中经常使用。 型材的最大微高偏差Ry在日本等国家常用Rmax符号表示，欧美常用VDI指标。 下面是VDI3400、Ra、Rmax对照表。

VDI3400、Ra、Rmax对照表

3、表面粗糙度形成因素

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素形成的，如加工过程中刀具与零件表面的摩擦，切屑分离时表层金属的塑性变形，加工过程中的高频振动等。工艺系统、电加工放电坑等。由于加工方法和工件材料的不同，加工表面留下的痕迹的深度、密度、形状和纹理等都不同。

4、表面粗糙度对零件影响的主要表现

影响耐磨性。 表面越粗糙，配合面之间的有效接触面积越小，压力越大，摩擦阻力越大，磨损越快。

影响配合的稳定性。 对于间隙配合，表面越粗糙越容易磨损，使间隙在工作过程中逐渐增大； 对于过盈配合，由于装配时微观凸峰变平，实际有效过盈量降低，连接强度降低。

影响疲劳强度。 粗糙零件表面存在大的沟槽，像尖锐的缺口和裂纹一样对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。

影响耐蚀性。 零件表面粗糙很容易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观沟谷渗入金属内层，造成表面腐蚀。

影响松紧度。 粗糙的表面无法紧密贴合，气体或液体会通过接触面之间的缝隙泄漏。

影响接触刚度。 接触刚度是零件结合面在外力作用下抵抗接触变形的能力。 机器的刚度很大程度上取决于零件之间接触的刚度。

影响测量精度。 零件被测面和量具测量面的表面粗糙度将直接影响测量的精度，特别是在精密测量中。

此外，表面粗糙度还会对导体表面的电镀层、导热系数和接触电阻、零件的反射和辐射性能、液体和气体流动的阻力以及电流的流动产生不同程度的影响。

5、表面粗糙度评价依据

1、取样长度

取样长度L为评定表面粗糙度时规定的基准线的长度。 根据零件实际表面的形成和纹理特征，选择能反映表面粗糙度特征的长度，取样长度应按实际表面轮廓的总趋势测量。 规定和选择取样长度的目的是为了限制和减弱表面波纹度和形状误差对表面粗糙度测量结果的影响。 粗糙度仪常用的选项有：0.25mm、0.8mm、2.5mm

2.评价时长

评估长度是评估轮廓所必需的长度，它可以包括一个或多个采样长度。 由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定均匀，某一表面粗糙度特征不能在一个取样长度上合理地反映出来，因此需要在表面上取多个取样长度来评估表​​面粗糙度。 评价长度一般包括1~5个取样长​​度L，当取样长度为0.8，评价长度为5L时，5X0.8=4mm

3.基线

参考线是用于评估表面粗糙度参数的轮廓的中心线。 参考线有两种： 轮廓的最小二乘中线：在采样长度内，轮廓线上各点的轮廓偏移距离的平方和最小，具有几何轮廓形状。 等高线的算术平均中线：在采样长度内，中线以上和以下等高线的面积相等。 理论上，最小二乘中线是一条理想的基线，但在实际应用中很难得到，所以一般用等高线的算术平均中线代替，测量时可以用位置近似的直线代替。

4.测量行程

测量行程是指传感器触针在实际工件上的移动距离。 测量行程通常为评价长度加2个取样长度的计算关系：例如评价长度选择5L时，取样长度L为0.8mm，测量行程为5L+2L=7L，测量行程为7X0.8=5.6mm。 知道这一点很重要，可以计算出在工件上移动的距离。 从而确定用户测量的最小工件的接触面尺寸。

6、表面粗糙度评价参数

一、身高特征参数

Ra轮廓算术平均偏差：取样长度（lr）内轮廓偏移量的优值的算术平均值。 在实际测量中，测量点数越多，Ra越准确。

Rz 剖面最大高度：剖面峰线与谷底线之间的距离。

Ra 在幅度参数的通常范围内是优选的。 2006年以前的国家标准中，还有一个考核参数是“微观粗糙度十点高度”，用Rz表示，轮廓的最大高度用Ry表示。 Rz 表示轮廓的最大高度。

2.间距特征参数

Rsm 轮廓元素的平均宽度。 在采样长度内，轮廓的微观不规则之间的距离的平均值。 微观粗糙度间距是指中心线上轮廓峰与相邻轮廓谷的长度。 在Ra值相同的情况下，Rsm值不一定相同，所以反射出的纹理也会不同。 注重质感的表面通常会注重Ra和Rsm这两个指标。

Rmr形状特征参数用轮廓支撑长度比表示，即轮廓支撑长度与采样长度的比值。 剖面支撑长度是剖面与平行于中线的直线相交的剖面线的长度与取样长度内剖面峰线距离c的总和。

7、表面粗糙度测量方法

1.比较法

用于车间现场测量，常用于中等或粗糙表面的测量。 该方法是将被测表面与标有一定值的粗糙度样品进行比较，以确定被测表面粗糙度的值。

2.触针法

表面粗糙度使用尖端曲率半径为2微米左右的金刚石测针沿被测表面缓慢滑动。 金刚石测针的上下位移由电长度传感器转换成电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示。 可以获得表面粗糙度值，也可以用记录仪记录被测截面的轮廓曲线。

一般只能显示表面粗糙度值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。 这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，可以自动计算出轮廓的算术平均偏差Ra、微观粗糙度的十点高度Rz、轮廓的最大高度Ry等评价参数，具有很高的测量效率高适用于测量表面粗糙度Ra为0.025～6.3微米。

3、光切法

光线通过狭缝形成的光带投射到被测表面上，通过它与被测表面的交线形成的轮廓曲线来测量表面粗糙度（图3）。 光源发出的光经聚光镜、狭缝、物镜1后，狭缝以45°倾角投射到被测面上，形成被测面的截面轮廓图，然后图形经物镜2放大后投射到分划板上。 先用千分尺目镜和读数鼓读取h值，经计算得到H值。 采用这种方法的表面粗糙度测量工具称为光学断面显微镜。 适用于测量0.8-100微米的RZ和Ry表面粗糙度，需要人工取点，测量效率低。

四、干预方式

利用光波干涉原理（见平晶、激光测长技术）将被测面的形状误差显示为干涉条纹图，用高倍率（可达500倍）的显微镜放大显微对这些干涉条纹的一部分进行测量，以获得被测表面的粗糙度。 使用这种方法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。 该方法适用于测量Rz和Ry范围为0.025～0.8微米的表面粗糙度。

8、表面粗糙度的选择

表面粗糙度参数值的选取，既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济合理性。 具体选用可参照同类零件的现有图纸，类推确定。 在满足零件功能要求的前提下，应尽可能选择较大的表面粗糙度参数值，以降低加工成本。

一般来说，零件运动速度快、单位压力高的工作面、配合面、密封面、摩擦面等对表面光洁度要求高，参数值宜小些。 对于非工作面、非贴合面、尺寸精度不高的表面，参数取值应为参数Ra值与加工方法及其应用实例的关系，可作为选型的参考。

9、表面粗糙度注法（GB-T131—1993）

1.表面粗糙度代号（符号）

表面粗糙度代号由表面粗糙度符号、周围标示的表面粗糙度值和有关规定符号组成。

(1)表面粗糙度符号及其画法如下图所示。 表面粗糙度符号的大小应按下图相应选择。

表面粗糙度符号

表面粗糙度符号绘制方法

(2)粗糙度值及其相关规定在符号中的位置，如图5所示，标注方法如下：

1）采用表面粗糙度参数值Ra时，省略符号Ra，只在表面粗糙度符号上方写上其数值，单位为微米（μm），如图所示。

表面粗糙度值注入法

2）彩色表面粗糙度的其他参数，如型材的最大高度Rz，应在参数值前标注相应的符号，单位为微米（μm），见图。

其他表面粗糙度值注入法

3）如需注明取样长度、规定的加工方法、电镀其他表面处理的要求，或控制加工织构的方向，注法如图所示。

图9 取样长度、规定加工方法、电镀或其他表面处理的要求

以及控制表面加工纹理方向的注射方法

2、图纸上标注表面粗糙度代号的方法如图所示。

10、表面粗糙度与表面光洁度的区别

1、表面粗糙度

加工表面的小间距和峰谷的微观几何特征。 它是互换性研究的问题之一。 表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素形成的，如加工过程中刀具与零件表面的摩擦、切屑分离时表层金属的塑性变形、加工过程中的高频振动等。工艺系统。 由于加工方法和工件材料的不同，在加工表面留下的痕迹的深度、密度、形状和纹理都不同。 表面粗糙度与机械零件的匹配性能、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声密切相关，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。 Ra 用于一般标记。

Ra（轮廓算术平均偏差）：采样长度L内轮廓偏差绝对值的算术平均值。

2、表面光洁度

表面粗糙度的另一个术语。 表面光洁度是根据人的视觉角度提出的，而表面粗糙度是根据表面的实际微观几何形状提出的。 80年代后，中国认为与国际标准（ISO）接轨，采用了表面粗糙度，取消了表面光洁度。 表面粗糙度国家标准GB3505-83和GB1031-83颁布后，不再采用表面光洁度。

其实两者主要是名字上的不同，都有对应的对照表。 粗糙度有测量的计算公式，但光滑度只能用模型规来比较。 相对而言，用粗糙度来表示更为科学和严谨。

11.书里最后有个粗糙度对照表

如文章内容有失偏颇或不准确ra粗糙度，敬请批评指正。