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一、表面粗糙度的概念

在零件的加工过程中，由于切削时金属表面的塑性变形、机床的振动和刀具在表面留下的刀痕，零件的各种表面，无论多么光滑处理，在显微镜下观察。 可以看到峰谷的凹凸不平，如图所示。

被加工表面上由间距很小的峰谷组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。 一般来说，不同的加工方法形成的表面粗糙度也不同。

2、表面粗糙度对机械产品的影响

1）表面粗糙度影响零件的耐磨性。 表面越粗糙，配合面之间的有效接触面积越小，压力越大，磨损越快。

2) 表面粗糙度影响配合性能的稳定性。 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； 连接强度。

3）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。 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。

4）表面粗糙度影响零件的耐蚀性。 粗糙的表面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加工 粗糙度，造成表面腐蚀。

5）表面粗糙度影响零件的密封性。 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。

6）表面粗糙度影响零件的接触刚度。 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。

7）影响零件的测量精度。 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加工 粗糙度，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。

三、常用的加工方法及可达到的粗糙度值

4、粗糙度的含义及特点

意义：

特性性能

五、表面粗糙度选择原则

零件表面粗糙度值的选取，不仅要满足零件表面的功能要求，还要考虑经济合理性。 具体选用可参考生产中的实例，类推确定。 同时注意以下问题：

(1)在满足功能的前提下，尽可能选用较大的表面粗糙度参考值，以降低生产成本。

(2)运动速度大、单位压力大的摩擦面的粗糙度参考值要小于运动速度低、单位压力小的摩擦面的粗糙度参考值。

(3) 匹配特性相同时，零件尺寸小的表面粗糙度参考值小于零件尺寸大的，小尺寸的表面粗糙度参考值小于大零件的表面粗糙度参考值尺寸，轴比孔在同公差等级中较小。

(4)在同一零件上，零件接触面的粗糙度参考值小于非接触面的粗糙度参考值。

(5)对于承受循环载荷的表面和容易产生力集中的表面(如圆角、沟槽)，表面粗糙度的参考值宜小。

(6)要求气密性和耐蚀性的表面粗糙度参考值应小。

6、表面粗糙度测量

表面粗糙度测量是指将表面粗糙度比较样块（简称样块，图1）与被测表面根据视觉和触觉进行比较，判断被测表面粗糙度的值，或测量其变化。反射光强度 评价表面粗糙度（见激光测长技术）。

比较法

通过视觉和触觉将表面粗糙度比较样块（简称样块）与被测表面进行比较，判断被测表面粗糙度与该值相当，或测量其反射光强度的变化来评价表面粗糙度（见激光测量）。 长技术）。 样品块是一组具有平面或圆柱形表面的金属块。 表面经过磨、车、镗、铣、刨等，电铸或其他铸造工艺后具有不同的表面粗糙度。 有时试样经测量合格后，可直接从工件中选取试样作为试样块。 利用样品通过视觉和触觉来评价表面粗糙度的方法虽然简单，但会受到主观因素的影响，往往无法获得正确的表面粗糙度值。

印刷方式

在实际测量中，深孔、盲孔、沟槽、内螺纹等既不能用仪器直接测量，也不能与样品进行比较。 这是一种常用的印刷方法。 印刷法是用一些不流动的柔软有弹性的塑料材料（如石蜡等）附着在待测表面上。 待测表面的轮廓被复制到模具中。 然后测量压痕以评估待测表面的粗糙度。

手写笔方式

尖端曲率半径约为2微米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。 经过放大、滤波和计算，显示仪表指示表面粗糙。 度值，记录仪也可用于记录被测断面的剖面曲线。 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（见彩图），同时能记录表面轮廓曲线的表面粗糙度轮廓仪（简称轮廓仪）时间称为表面粗糙度测量仪。 有电子计算电路或电子计算机，可自动计算轮廓算术平均偏差Rα、微观粗糙度十点高度RZ、轮廓最大高度Ry等评价参数。 微米表面粗糙度。

干涉

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。

光切法

光线通过狭缝后形成的光带投射到被测表面上，通过它与被测表面的交线所形成的轮廓曲线来测量表面粗糙度。 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（图中未显示）读取h值，然后计算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。

Tech_Ti客座编委

曹燕生、文树斌、沉亮、何小虎、刘建新、刘振利、岳景春、李壮斌、沈世奇、刘琪、杨永修