粗糙度与加工方法

粗糙度与加工方法表面粗糙度选用与加工方法表面粗糙度选用序号=1Ra值不大于\μm=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用序号=2Ra值不大于\μm=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等序号=3Ra值不大于\μm=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面序号=4Ra值不大于\μm=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。

紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等序号=5Ra值不大于\μm=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。

要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。

不重要的紧固螺纹的表面。

需要滚花或氧化处理的表面序号=6Ra值不大于\μm=1.6表面状况=看不清加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面序号=7Ra值不大于\μm=0.8表面状况=可辨加工痕迹的方向加工方法=车、镗、拉、磨、立铣、刮3～10点/cm^2、滚压应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径超过80mm的E、D 级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7），间隙配合IT8～IT9级的孔（H8，H9），磨削的齿轮表面等序号=8Ra值不大于\μm=0.4表面状况=微辨加工痕迹的方向加工方法=铰、磨、镗、拉、刮3～10点/cm^2、滚压应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13～IT16级孔和序号=9Ra值不大于\μm=0.2表面状况=不可辨加工痕迹的方向加工方法=布轮磨、磨、研磨、超级加工应用举例=工作时受变应力作用的重要零件的表面。

保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性，并在工作时不破坏配合性质的表面，如轴径表面、要求气密的表面和支承表面，圆锥定心表面等。

IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的表面，与G 级滚动轴承配合的轴径表面，尺寸大于315mm的IT7～IT9级级孔和轴用量规级尺寸大于120～315mm的IT10～IT12级孔和轴用量规的测量表面等序号=10Ra值不大于\μm=0.1表面状况=暗光泽面加工方法=超级加工应用举例=工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。

保证精确定心的锥体表面。

液压传动用的孔表面。

汽缸套的内表面，活塞销的外表面，仪器导轨面，阀的工作面。

尺寸小于120mm的IT10～IT12级孔和轴用量规测量面等.序号=11Ra值不大于\μm=0.05表面状况=亮光泽面加工方法=超级加工应用举例=保证高度气密性的接合表面，如活塞、柱塞和汽缸内表面，摩擦离合器的摩擦表面。

对同轴度有精确要求的孔和轴。

滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面序号=12Ra值不大于\μm=0.025表面状况=镜面光泽面加工方法=超级加工应用举例=高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面，中等精度仪器零件配合表面，尺寸大于120mm的IT6级孔用量规、小于120mm的IT7～IT9级轴用和孔用量规测量表面序号=13Ra值不大于\μm=0.012表面状况=雾状镜面加工方法=超级加工应用举例=仪器的测量表面和配合表面，尺寸超过100mm的块规工作面序号=14Ra值不大于\μm=0.0063表面状况=雾状表面加工方法=超级加工应用举例=块规的工作表面，高精度测量仪器的测量面，高精度仪器摩擦机构的支承表面八、材料的力学性能小结一、固体材料的性能1.比强度和比模量比强度就是单位密度下的强度，其特点是，在强度相同的情况下，材料密度愈小，比强度愈高。

比模量是单位密度下的模量，原理同比强度。

2.应力的概念，应力与压强的区别所谓应力是受外力作用时，材料内部产生的大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力,定义单位面积上的这种反作用力为应力；而压强是单位面积上所受的压力大小。

不难发现，应力是受外力作用时产生的内力，而压强则是外力。

3.应变A 线应变在直角坐标中试件的长度在变形前后的改变量与原长之比，定义为线应变，用ε表示。

线应变以伸长为正，缩短为负。

B 切应变单元体的两条相互垂直的棱边，在变形后的直角改变量，定义为角应变或切应变，用γ表示。

一点在x-y方向、y-z方向z-x方向的切应变，分加别为γxy、γyz、γzx。

切应变以直角减少为正，反之为负。

应变不是仅对弹性变形而言，ε(%) ―试样标距部分伸长量，(mm)；L0 ―试样标距部分长度(mm)。

ε=ㄓL/L0 。

应变和应力一样也是归一化的结果，即单位长度的变形量。

不管是在弹性还是在塑性阶段都是一个衡量指标。

4.弹性模量（刚度）弹性模量是指材料在外力作用下描述抵抗弹性变形能力的物理量，在拉伸试验中用E表示。

E表示了在比例极限内材料应力应变曲线的斜率。

E＝ζ/ε。

5.ζp、ζe、ζs、ζbζp--比例极限，在ζp以下，材料的应力与应变呈线性关系，即ζp是材料呈比例关系的最大应力；ζe--弹性极限，ζe是材料呈弹性关系的最大应力；ζs--屈服极限，在屈服阶段应力不变而应变不断增加，这种现象叫屈服。

对应的应力ζs叫屈服极限。

低碳钢的屈服段有上下屈服点，做试验到达屈服点时，应变并不是一个恒定值，有一个应力惯性效应（上屈服点）和应变继续增加的小应力（下屈服点）阶段，形成了应力在上下屈服点间来回振荡的局面，你看到的图形是试验时应力应变仪纪录的结果。

ζb--强度极限，材料应力达到ζb后，即使外力不增加，变形继续增加，材料发生颈缩，很快断裂。

所以ζb是材料强度计算的重要指标。

在应力、应变图上，在应变坐标中，0－ζe为弹性阶段，ζe－ζs为屈服阶段，ζs－ζb为强化阶段，ζb－k为局部变形阶段。

6.屈强比概念屈强比越小,构件万一超载时，产生塑性变形的时间越长，则离断裂的时间长，易发现和马上采取措施（如停机、换构件等），即时间裕度大，可靠性高。

屈强比大，则屈服强度高，材料强度利用率高。

7.塑性指标产生塑性变形而不断裂的性能称为塑性。

塑性的大小用伸长率δ和断面收缩率ψ表示。

伸长率δ的值随试样原始长度增加而减小。

所以，同一材料的短试样（Lo＝5do）比长试样（Lo＝10do)伸长率大20％左右。

用短试样和长试样测得的伸长率分别用δ5和δ10表示。

8.条件屈服强度大多数金属材料在拉伸时没有明显的屈服现象，按GB228-87要求，取规定非比例伸长与原标距长度比为0.2％时的应力，记为ζp0.2，作为屈服强度指标，称为条件屈服强度，可用ζ0.2表示。

9.硬度布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度的使用如下：布氏硬度因压痕面积较大，能反映出较大范围内被测金属的平均硬度，故试验结果较精确。

但因压痕较大，所以不宜测试成品或薄片金属的硬度。

洛氏硬度试验法的优点是操作迅速简便，由于压痕较小，故可在工件表面或较薄的金属上试验。

同时，采用不同标尺，可测出从极软到极硬材料的硬度。

其缺点是因压痕较小，对组织较粗大且不均匀的材料，测得的硬度不精确。

洛氏硬度虽可测极软到极硬的材料，但不同标尺的硬度值之间没有简单的换算关系，使用上很不方便。

维氏硬度与洛氏硬度试验相同，但其试验时所加载荷小，压入深度浅，故适用于测试零件表面淬硬层及化学热处理的表面层（如渗氮层、渗碳层等），同时维氏硬度是一个连续一致的标尺，试验时载荷可任意选择而不影响其硬度值的大小。

但其测定较麻烦，工作效率较低。

10.冲击韧度①ak没有确切的力学意义，它表明在高应变速率时，材料的脆性发展趋势。

②一次冲击试验能灵敏地揭示材料的冶金及加工缺陷和产生的脆性。

③不同温度下的系列冲击试验，可揭示材料的低温脆化倾向（冷脆转变）。

④材料碳含量愈高脆性愈大。

⑤冲击试验得到广泛应用，但Ak、a k不能直接用于计算。

11.断裂韧度在材料所承受的应力低于许用应力的情况下，突然发生的无明显塑性变形的脆性断裂，称为低应力脆断，即断裂韧度。

低应力脆断总是由材料中宏观裂纹的失稳扩展引起的，其大小可用应力强度因子KⅠ来描述。

12.疲劳破坏许多机械零件如弹簧、轴、齿轮等，在工作时承受交变载荷，既使交变应力低于屈服强度，但经一定循环次数后便发生断裂。

疲劳破坏的主要特点：①应力水平低,往往远低于ζs ；②断裂前无明显形变。

对称弯曲循环疲劳极限用ζ-1表示。

①疲劳曲线(ζ～N)有明显的水平线段，则水平线段对应的应力为ζ-1 ；②疲劳曲线没有明显的水平线段，则在规定的疲劳寿命内不发生疲劳破坏所对应的最大应力。

工件表面留存残余压应力时，工件产生表面拉应力时要先抵消表面压应力，所以表面拉应力幅度减小，表面疲劳强度由表面交变载荷幅和频率决定，故工件表面留存残余压应力时，材料表面疲劳极限提高。

13.高温蠕变金属在高温长时间应力作用下，即使所加应力小于该温度下的屈服强度，也会逐渐产生明显的塑性变形直至断裂。