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你知道为什么粗糙度是0.8、1.6、3.2、6.3、12.5吗？

你知道缸径为什么是63、80、100、125吗？

你知道气缸压力为什么是6.3、16、25、31.5吗？

你知道为什么螺纹规格是6、8、10、12、14、16吗？

你知道机械设计手册中无数的表格和所有产品目录上的参数表是怎么来的吗？

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，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，结果为8 N36； 除法时，序号相减，等于2 N12； 2的立方，其序号N12乘以3得8 N36； 对于4的根，将其序号N24除以2得到2 N12； 求 2 的四次方怎么样？

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？

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。

一、粗糙度的概念

零件加工后，由于刀具、积屑瘤、氧化皮等原因，在工件表面造成或大或小的峰谷。 这些峰谷的高度和谷底非常小，通常只有在放大镜下才能看到。 这种微观几何形状特征称为表面粗糙度。

2、粗糙度评价参数

用RaRzRy这三个代号加数字表示，在机械图纸中会有相应的表面质量要求，一般是工件的表面粗糙度Ra

轮廓算术平均偏差Ra：采样长度L内轮廓偏差绝对值的算术平均值

显微粗糙度十点高度Rz：取样长度l内5个最大轮廓峰高和5个最大轮廓谷深的平均值之和

轮廓最大高度Ry：采样长度L内轮廓峰线与轮廓谷底线之间的距离

3、粗糙度的测量和标注

表面粗糙度可以通过用电子或光学仪器测量Ra、Rz和Ry的值来定量评价。 在实际生产中，通常通过人的视觉和触觉将样块与加工表面进行比较来识别粗糙度。

标记方法：在零件图上用符号标记加工表面的特征。 它是一个基本符号，单独使用这个符号是没有意义的。 添加参数值时，表示可以通过任何方法获取曲面。

4、各种加工工艺获得的粗糙度等级

表面粗糙度的数值和表面特性、获取方法、应用实例请参考下表

5、表面粗糙度对机械零件性能的影响

表面粗糙度对零件的质量影响很大，主要集中在零件的耐磨性、配合性、抗疲劳性、工件精度和耐蚀性等方面。

5.1. 对摩擦和磨损的影响。 表面粗糙度对零件磨损的影响主要体现在峰顶。 这两个部分相互接触。 事实上，他们是峰顶的一部分。 接触点的压力很高，可以使物料流动。 表面越粗糙，磨损越严重。

5 .2 对配合特性的影响。 两个元件的配合无外乎两种形式，过盈配合和间隙配合。 对于过盈配合，由于装配时表面的峰顶被挤平，减少了过盈量，降低了元件的连接强度； 对于间隙配合，由于峰顶不断磨削，间隙度会发生变化。 大的。 因此，表面粗糙度影响配合性能的稳定性。

5.3 对疲劳强度的影响。 零件表面越粗糙，凹痕越深，槽的曲率半径越小，对应力集中越敏感。 因此，零件的表面粗糙度越大，对应力集中越敏感，其抗疲劳性能就越低。

5.4 耐腐蚀作用。 零件的表面粗糙度越大，其槽越深。 这样，灰尘、变质的润滑油、酸性和碱性的腐蚀性物质就很容易在这些凹谷处积聚，并渗入材料的内层，加剧零件的腐蚀。 因此，降低表面粗糙度可以增强零件的耐蚀性。

6、提高表面光洁度的方法

主要分为两种：增加对应流程和改进原有流程

增加相应工序：增加抛光、打磨、刮削、滚压等工序，既能提高光洁度又能提高精度； 此外，国内外超声波轧制技术结合金属的塑性流动性，不同于传统的轧制，冷作硬化可使粗糙度提高2-3级，提高材料的综合性能特点。

超声波滚压-网络图

对原有流程的改进：

6.1合理选择切割速度。 切削速度V是影响表面粗糙度的重要因素。 加工中、低碳钢等塑性材料时，低速切削时易产生氧化皮，中速时易形成积屑瘤，使粗糙度增大。 通过避开该速度区域，表面粗糙度值减小。 因此，不断创造条件提高切削速度一直是提高技术水平的重要方向。

6.2 合理选择进给速度。 进给速度直接影响工件的表面粗糙度。 一般进给量越小，表面粗糙度越小，工件表面越光滑。

6.3 刀具几何参数的合理选择。 前角和后角。 增大前角可以减小材料切削时的挤压变形和摩擦力，也可以减小总切削阻力，有利于排屑。 当前角一定时，前角越大，切削刃钝圆半径越小，切削刃越锋利； 此外，还可减少后刀面与加工面、过渡面之间的摩擦和挤压rz 粗糙度，有利于降低表面粗糙度值。 增大刀尖圆弧半径r可减小表面粗糙度值； 减小刀具的副偏角Kr也可以减小表面粗糙度值。

6.4 选择合适的工具材料。 应选择导热性好的刀具，及时传递切削热，减少切削区的塑性变形。 此外，工具应具有良好的化学性能，以防止工具与待加工材料产生亲和力。 当亲和力太大时，容易产生积屑瘤和氧化皮，导致表面粗糙度过高。 如果表面涂有硬质合金或陶瓷材料，切削时会在刀面上形成一层氧化物保护膜，可以降低与被加工表面的摩擦系数，有利于提高表面光洁度。

6.5 提高工件材料的性能。 材料的韧性决定了它的可塑性。 韧性越高，塑性变形的可能性越大。 机械加工时，零件的表面粗糙度越大。

6.6 选择合适的切削液。 正确选择切削液可以显着降低表面粗糙度。 切削液具有冷却、润滑、排屑、清洗等作用。 可减少工件、刀具与切屑之间的摩擦，带走大量切削热，降低切削区温度，及时排出细小切屑。

七、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rz 粗糙度，表面越粗糙越容易磨损，使间隙在工作过程中逐渐增大； 连接强度。

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。

八、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、手写笔法

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、微观不平度的十点高度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Ra为0.025-6.3微米的表面粗糙度。

结尾

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