表面粗糙度选择与机加工方法
机加工表面粗糙度
基本概念4.1.1表面粗糙度的定义表面粗糙度(Surface roughness )是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性性它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面粗糙度应与形状误差(宏观几何形状误差)和表面波度区别开。
通常，波距小于1mm的属于表面粗糙度,波距在1~10mm的属于表面波度，波距大于10mm的属于形状误差，如图 4-1所示。
倒矗匪AB54J戒却期Bi HU谀JE剧形状餾臺的缥合越晌4.1.2表面粗糙度对机械零件使用性能的影响表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。
1.影响零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系数就越大，相对运动的表面磨损得越快。
然而，表面过于光滑，由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加速磨损。
2.影响配合性质的稳定性零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。
对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。
3.影响疲劳强度承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。
疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。
零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。
因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
4.影响抗腐蚀性粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质，久而久之，这些腐蚀性物质就会渗入到金属内层，造成表面锈蚀。
此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。
所以，在设计零件的几何参数精度时，必须对其提出合理的表面粗糙度要求，以保证机械零件的使用性能。
表面粗糙度的选用4.3.1 评定参数的选用1.幅度参数的选用幅度参数是标准规定的基本参数，可以独立选用。
各种加工方法的经济精度和表面粗糙度
各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度表1 孔加工的经济精度表2 圆锥形孔加工的经济精度表3 圆柱形深孔加工的经济精度表4 花键孔加工的经济精度表5 外圆柱表面加工的经济精度表6 端面加工的经济精度（mm）表7 用成形铣刀加工的经济精度（mm）注：指加工表面至基准的尺寸精度。
表8 同时加工平行表面的经刘精度(mm)注：指两平行表面距离的尺寸精度。
表9 平面加工的经济精度注：1 表内资料适用于尺寸<1m，结构刚性好的零件加工，用光洁的加工表面作为定位和测量基准。
2 端铣刀铣削的加工精度在相同的条件下大体上比圆柱铣刀铣削高一级。
3 细铣仅用于端铣刀铣削。
表10 公制螺纹加工的经济精度表11 花键加工的经济精度表12 齿形加工的经济精度各种加工方法能够达到的形状的经济精度表13 平面度和直线度的经济精度表14 圆柱形表面形状精度的经济精度注：形状精度等级的公差值见附表2、3。
表15 曲面加工的经济精度表16 在各种机床上加工时形状的平均经济精度各种加工方法所能够达到的相互位置的经济精度表17 平行度的经济精度表18 端面跳动和垂直度的经济精度表19 同轴度的经济精度表20 轴心线相互平行的孔的位置经济精度注：对于钻、卧镗及组合机床的镗孔偏差同样适用于铰孔。
表21 轴心线相互垂直的孔的位置经济精度注：在镗空间的垂直孔时，中心距误差可按上式相应的找正方法选用。
各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度表22 各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度各类型面的加工方案及经济精度表23 外圆表面加工方案表24 孔加工方案表25 平面加工方案——机械篇标准公差及形位公差附表1 标准公差值注：基本尺寸小于1mm时，无IT14至IT18。
13 22-4-25 10:32附表2 平面度、直线度公差值附表3 圆度、圆柱度公差值附表4 平行度、垂直度、倾斜度公差值附表5 同轴度、对称度、圆跳动、全跳动公差值参考文献1 《金属机械加工工艺人员手册》修订本上海科学技术出版社1981年2 《机械制造工艺学》顾崇衔等编著陕西科学技术出版社1982年3 《航空机械设计手册》第三机械工业部612所编1979年4 《机械制造工艺学课程设计简明手册》华中工学院机械制造工艺教研室编1981年5 《机械工程手册》第46篇机械工业出版社1981年6 《圆柱齿轮加工》上海科学技术出版社1979年切削用量切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量，具有重要的作用。
表面粗糙度选用标准
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。
各种加工方法的经济精度和表面粗糙度
各种加工方法能够达到的尺寸的经济精度表2圆锥形孔加工的经济精度表3圆柱形深孔加工的经济精度表4花键孔加工的经济精度表6端面加工的经济精度(mm)表8同时加工平行表面的经刘精度(mm)表面长度和宽(mm)W120>120〜300加工性质注：指两平行表面距离的尺寸精度。
91＜lm2端铣刀铣削的加工精度在相同的条件下大体上比圆柱铣刀铣削高一级。
3细铣仅用于端铣刀铣削。
表10公制螺纹加工的经济精度表11花键加工的经济精度表12齿形加工的经济精度单头滚刀滚齿(m=1〜20mm)滚刀精度等级：AA 6〜7A8B 9C 10 圆盘形插齿刀插齿(m=1〜20mm)插齿刀精度等级：AA 6A 7B 8 磨齿：成形砂轮仿形法5〜6盘形砂轮范成法3〜6 两个盘形砂轮范成法3〜6 蜗杆砂轮范成法4〜6 用铸铁研磨轮研齿5〜6 直齿圆锥齿轮刨齿8螺旋齿圆锥齿轮刀盘铣齿8蜗轮模数滚刀滚蜗轮8 热轧齿轮(m=2〜8mm) 8〜9 热轧后冷校准齿型(m=2〜8mm)7〜8 冷轧齿轮(m W1.5mm) 7圆盘形插齿刀剃齿(m=l〜20mm)剃齿刀精度等级：ABC各种加工方法能够达到的形状的经济精度14231516牛头刨床表17平行度的经济精度表18端面跳动和垂直度的经济精度表19同轴度的经济精度表20轴心线相互平行的孔的位置经济精度最大刨削长度(mm)各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度表22各种加工方法能够达到的零件表面粗糙度>20〜160 >20〜80>©150(mm)粗（有表皮）扩孔word格式-可编辑-感谢下载支持砂轮清理>20〜320 >3.2〜80滚压加工>0.2〜3.2钳工锉削各类型面的加工方案及经济精度表23外圆表面加工方案表24孔加工方案word格式-可编辑-感谢下载支持标准公差及形位公差附表1标准公差值1mm IT14IT18附表2平面度、直线度公差值1《金属机械加工工艺人员手册》修订本上海科学技术出版社1981年2《机械制造工艺学》顾崇衔等编著陕西科学技术出版社1982年3《航空机械设计手册》第三机械工业部612所编1979年4《机械制造工艺学课程设计简明手册》华中工学院机械制造工艺教研室编1981年5《机械工程手册》第46篇机械工业出版社1981年6《圆柱齿轮加工》上海科学技术出版社1979年切削用量切削用量的选择原则正确地选择切削用量，对提高切削效率，保证必要的刀具耐用度和经济性，保证加工质量具有重要的作用。
粗糙度与加工方法对应表
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。
机械零件表面粗糙度的选择
机械零件表面粗糙度的选择表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据。
通常，机械零件表面粗糙度的大小与加工方法和加工精度有关，它直接影响静配合的坚固程度、摩擦消耗功多少、零件的疲劳强度及耐蚀性能。
它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
1、零件表面粗糙度的选择原则⑴在满足表面工作要求的情况下，尽量选大值。
⑵同一零件上，工作表面粗糙度值低于非工作表面粗糙度值。
⑶摩擦表面粗糙度值低于非摩擦表面粗糙度值。
⑷受循环负荷的表面及易引起应力集中的表面粗糙度值要小。
⑸配合性质稳定性要求高的结合表面，粗糙度值要小。
对动配合，配合间隙小的表面，粗糙度值要小；对静配合，要求连接牢固可靠，承受载荷大时粗糙度值要小。
⑹配合性质相同，零件尺寸越小则粗糙度值越小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸的粗糙度值要小，轴比孔的粗糙度值要小。
2、常用的选择零件表面粗糙度的方法及弊病[在机械零件设计工作中粗糙度的选择方法有 3 种，即计算法、试验法和类比法。
应用最普遍的是类比法，此法虽简便、迅速、有效，但需要有充足的参考资料。
目前，设计中最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度，即计算法。
通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但它们之间又不存在固定的函数关系。
如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑（即表面粗糙度要求很高），但其尺寸公差要求却很低。
一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。
虽然机械零件表面粗糙度与尺寸公差之间关系的经验计算公式在相关工具书中都有很多介绍，并列表供读者选用。
但只要细心阅来就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。
这就给不熟悉这方面情况的人带来了困惑，同时也增加了他们在机械零件设计工作中选择表面粗糙度的困难。
表面粗糙度选择与机加工方法
答：经济加工方法为精磨、研磨、普通抛光。 61．表面粗糙度 Ra 为＞0.01-0.08μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为超精磨、精抛光、镜面磨削。 62．表面粗糙度 Ra 为≤0.01μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为镜面磨削、超精研。 63．螺纹表面粗糙度参数数值 Ra 如何选择？ 答：粗牙普通螺纹精度等级为 4 级时，Ra 为 0.4-0.8μm。
答：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线称为基准线。基准线有两种：轮 廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线。 9．什么称为轮廓最小二乘中线？ 答：轮廓的最小二乘中线是在取样长度内，使轮廓上各点轮廓偏距的平方和为最 小的线。 10．什么称为轮廓算术平均中线？ 答：轮廓的算术平均中线是在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使 上、下面积相等的线。
52．表面粗糙度 Ra 为 0.008μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为镜面，应用于量块工作表面，高精度测量仪器的测量面，光 学测量仪器中的 金属镜面等。 53．表面粗糙度 Ra 为＞10-40μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为粗车、粗刨、粗铣、钻、毛锉、锯断。 54．表面粗糙度 Ra 为＞5-10μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、钻、粗铰。 55．表面粗糙度 Ra 为＞2.5-5μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、磨、拉、粗刮、滚压。 56．表面粗糙度 Ra 为＞1.25-2.5μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、刨、铣、镗、磨、拉、刮、压、铣齿。 57．表面粗糙度 Ra 为＞0.63-1.25μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为车、镗、磨、拉、刮、精铰、磨齿、滚压。 58．表面粗糙度 Ra 为＞0.32-0.63μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为精铰、精镗、磨、刮、滚压。 59．表面粗糙度 Ra 为＞0.16-0.32μm 时，经济加工方法为哪几种？ 答：经济加工方法为精磨、珩磨、研磨、超精加工。 60．表面粗糙度 Ra 为＞0.08-0.16μm 时，经济加工方法为哪几种？
机械加工表面粗糙度解释及测量
較低的光潔度對于盡快加工零件和盡量減 少輔助工作量有明顯的經濟效益。何況 在某些用途中﹐一定的粗糙性可以提高 零件的功能﹐有些零件甚至明確規定了 最大和最小粗糙度的值。舉例來說﹐具 有一定粗糙度的表面常常可以增加漆層 或其它涂敷層的黏附性。
有些多功能零件要求很復雜的表面﹐才能 最好地發揮作用。比如發動機的汽缸內 壁必須足夠光滑﹐以便為活塞環提供良 好的密封表面﹐利于壓縮﹐並防止漏氣 。同時﹐表面上還必須具有尺寸﹑數量 和分布都合適的凹點﹐為的是保持潤滑 油。
Ry(ISO,JIS)
全粗糙度高度(最大高度)---Ry(ISO,JIS); Ry=(Peakmax-Valleymin)sampling
length
Ry(DIN)
全粗糙度高度(最大高度)--Ry(DIN); 在各取樣長度內, 求出各Zi, 而在各 Zi中最大值稱為Ry(DIN)=Rmax;
•Rmax對零件表面的劃傷﹑毛刺之類的缺 陷非常敏感﹐很適合于檢驗這樣的狀態 。然而﹐由于生產過程中的個別劃痕或 毛刺往往不具有代表性﹐所以Rmax不適 于監控工序的穩定性
.(Rmax)
Rq
粗糙度幾何(平方)平均值 (Root mean square roughness, Rq)
下圖所示, Rq=(1/N Σyi2)1/2
Rt
最大高度---Rt, 由全體評價長度算出, Rp 和Rv之和. Rt=(PeakmaxValleymin)assessment length
b. Shoe/Skid VS Skidless type stylus 之用法不同: 如圖所示
Shoe/Skid type:滑動器半徑比波峰間隔 (Sm)大很多,使其運動幾乎成一直線。 若Sm過大則可用Shoe來支撐。優點易 於歸零.
各种机械加工方法能达到的表面粗糙度
94
齿轮及花键加工/滚轧/热轧
0.8〜0.4
95
齿轮及花键加工/滚轧/冷轧
0.2〜0.1
96
刮（粗）
3.2〜0.8
97
刮（精）
0.4〜0.05
98
滚压加工
0.4〜0.05
99
钳工锉削
12.5〜0.8
100
砂轮清洗
50〜6.3
车削端面（精车金属）
6.3〜1.6
16
车削端面（精车非金属
6.3〜1.6
17
车削端面（精密车金属）
0.8〜0.4
18
车削端面（精密车非金属）
0.8〜0.2
21
高速车削
0.8〜0.2
22
钻（＜^15mm）
6.3〜3.2
23
钻（＞S5mm）
25〜6.3
12.5〜6.3
26
锪倒角（孔的）
3.2〜1.6
27
71
研磨（精密）
< 0.050
72
超精加工（精）
0.8〜0.1
73
超精加工（精密）
0.1〜0.05
74
超精加工（镜面加工、两次 加工）
< 0.025
75
0.8〜0.1
76
抛光（精密）
0.1〜0.025
77
抛光（砂带抛光）
0.2〜0.1
78
抛光（砂布抛光）
1.6〜0.1
79
抛光（电抛光）
1.6〜0.012
80
螺纹加工/切削/板牙、丝锥、 自开式板牙头
3.2〜0.8
81
螺纹加工/切削/车刀或梳刀 车、铣
表面粗糙度加工方式
表面粗糙度加工方式表面粗糙度是指实物表面的不平整程度，通常用微米（μm）或纳米（nm）来表示。
在工程制造中，表面粗糙度是一个非常重要的因素，因为它直接影响着零件的功能性能、质量和寿命。
因此，精确控制和加工表面粗糙度是现代制造工艺中必不可少的环节之一。
表面粗糙度的加工方式有很多种，下面我将介绍一些常见的加工方法和技术。
1.机械加工：机械加工是最常见的表面粗糙度加工方式之一。
常用的机械加工方法有磨削、铣削、车削、镗削等。
这些方法通过切削或研磨材料的方式，去除表面的不平整部分，从而达到减小表面粗糙度的目的。
2.研磨和抛光：研磨和抛光是通过研磨机械设备和磨料来加工表面，去除不平整和尖锐的部分，并提高表面的光滑度。
这种方法常用于对精密零件的加工，如光学元件、镜面等。
3.化学处理：化学处理是一种通过化学反应来改变表面粗糙度的方法。
常见的化学处理方式包括电镀、防锈处理、阳极氧化等。
这些处理方式可以在表面形成一层保护膜或改变表面的化学性质，从而改善表面光洁度和耐腐蚀性能。
4.热处理：热处理是一种通过加热和冷却的方式来改变材料的组织结构和性能的方法。
在热处理过程中，材料的表面粗糙度也会发生改变。
例如，淬火和回火可以使材料表面形成硬度高、抗磨损性能更好的层。
5.表面喷涂：表面喷涂是一种通过将涂层喷射到工件表面，从而改变其表面粗糙度和性能的方法。
常用的喷涂方式包括喷漆、喷粉末、喷涂液等。
这些涂层可以增加表面的光滑度、硬度和耐腐蚀性能。
6.激光加工：激光加工是一种非接触式加工方式，可以对材料进行高精度的加工。
激光可以通过高能量的热、蒸发和熔化的方式，去除表面的不平整部分，从而改善表面的粗糙度。
以上是一些常见的表面粗糙度加工方式，每种方式都有其适用的场合和限制。
在实际应用中，需要根据具体材料和要求选择合适的加工方式。
同时，加工后的表面粗糙度应该符合相关标准和要求，以确保零件的质量和性能。
除了加工方式之外，还可以通过优化工艺参数、采用更高精度的加工设备、改进材料和润滑剂等措施来减小表面粗糙度。
粗糙度 加工方法
粗糙度加工方法粗糙度是指物体表面的粗糙程度或不光滑程度。
在制造和加工过程中，粗糙度是一个重要的参数，需要控制在一定的范围内，以满足特定的功能和需求。
下面我将介绍一些常见的粗糙度加工方法。
1. 铣削：铣削是一种常见的粗糙度加工方法，通过切削工具在工件上进行走刀运动，去除不需要的材料，从而形成所需的形状和尺寸。
铣削可以实现高效的精细加工，其粗糙度通常可以控制在比较小的范围内。
2. 研磨：研磨是一种常用的粗糙度加工方法，通过磨料与工件表面的相对运动，去除表面的不规则凸起，使得工件表面变得更加光滑。
研磨既可以手动进行，也可以借助机械设备实现。
不同的研磨工艺和磨料的选择可以实现不同的粗糙度要求。
3. 抛光：抛光是一种通过在工件表面施加力和磨料的相对运动来改善表面质量的加工方法。
抛光可以进一步降低工件表面的粗糙度，提高表面的光滑度和亮度。
抛光通常需要使用特殊的设备和磨料，针对不同的材料和粗糙度要求选择合适的抛光工艺。
4. 拉削：拉削是一种通过金属刀具和工件之间的相对运动来加工工件表面的方法。
通常情况下，拉削可以实现高精度、高效率的加工，具有较低的表面粗糙度。
5. 电火花加工：电火花加工是一种通过电脉冲放电来去除工件表面材料的加工方法。
通过电极与工件之间的电脉冲放电，工件表面的材料可以被腐蚀和去除，从而改善表面的质量和粗糙度。
电火花加工可以实现较高的加工精度和表面质量。
除了上述介绍的几种常见的粗糙度加工方法，还有许多其他的方法，如喷砂、化学处理等。
这些加工方法根据具体的应用需求和工件的材料特性选择合适的方法，以实现所需的粗糙度要求。
需要注意的是，不同的加工方法和工艺参数对粗糙度的影响是不同的，需要根据具体情况进行调整和优化。
此外，在加工过程中，还需要严格控制设备、工具和刀具的质量，以保证加工的稳定性和一致性。
通过合理的加工方法和精细的工艺控制，可以实现满足不同应用需求的粗糙度要求。
3.2表面粗糙度的加工方法
3.2表面粗糙度的加工方法
1. 铣削：通过将工件放置在铣床上，利用旋转的铣刀对工件进行切削来改变表面形态，从而改变表面粗糙度。
2. 铣花：利用具有一定凸起和凹陷的车床刀具在工件上进行切削或者刻划，形成花纹状的表面，从而改变表面粗糙度。
3. 研磨：利用研磨机或者手工研磨工具对工件表面进行加工，通过磨砂纸、砂轮或者研磨材料与工件相互作用，改变表面粗糙度。
4. 抛光：通过抛光机或者手工抛光工具对工件表面进行加工，利用抛光砂轮或者抛光材料与工件表面摩擦，改变表面粗糙度。
5. 刷光：利用刷光机或者手工刷光工具对工件表面进行加工，通过刷毛与工件表面接触，改变表面粗糙度。
6. 电化学抛光：利用电解液和电流对工件表面进行加工，通过控制电解液中的成分和工件与电极之间的电流密度，改变表面粗糙度。
这些加工方法可以单独或者结合使用，根据具体的工艺要求选择适当的加工方法来达到要求的表面粗糙度。
加工方法与表面粗糙度Ra值
不同加工方法可能达到的表面粗糙度Ra值（图3-加工方法与表面粗糙度-1美标）加工方法最高光洁度至最低光洁度砂模铸造 6.3 ～ 100壳型铸造 6.3 ～ 100金属模铸造 1.6 ～ 50离心铸造 1.6 ～ 25精密铸造 0.8 ～ 12.5蜡模铸造 0.4 ～ 12.5压力铸造 0.4 ～ 6.3热轧 6.3 ～ 100模锻 1.6 ～ 100冷轧 0.2 ～ 12.5挤压 0.4 ～ 12.5冷拉 0.2 ～ 6.3锉 0.4 ～ 25刮削 0.4 ～ 12.5刨削粗 6.3 ～ 25半精 1.6 ～ 6.3精 0.4 ～ 1.6插削 1.6 ～ 25钻孔 0.8 ～ 25扩孔粗 6.3 ～ 25精 1.6 ～ 6.3金刚镗孔 0.05 ～ 0.4镗孔粗 6.3 ～ 50半精 0.8 ～ 6.3精 0.4 ～ 1.8铰孔粗 1.6 ～ 12.5半精 0.4 ～ 3.2精 0.1 ～ 1.6拉削半精 0.4 ～ 3.2精 0.1 ～ 0.4滚铣粗 3.2 ～ 25半精 0.8 ～ 6.3精 0.4 ～ 1.6端面铣粗 3.2 ～ 12.5半精 0.4 ～ 6.3精 0.2 ～ 1.6车外圆粗 6.3 ～ 25半精 1.6 ～ 12.5精 0.2 ～ 1.6金刚车 0.025 ～ 0.2车端面粗 6.3 ～ 25半精 1.6 ～ 12.5精 0.4 ～ 1.6磨外圆粗 0.8 ～ 6.3半精 0.2 ～ 1.6精 0.025 ～ 0.4磨平面粗 1.6 ～ 3.2半精 0.4 ～ 1.6精 0.025 ～ 0.4珩磨平面 0.025 ～ 1.6圆柱 0.012 ～ 0.4研磨粗 0.2 ～ 1.6半精 0.05 ～ 0.4精 0.012 ～ 0.1抛光一般 0.1 ～ 1.6精 0.012 ～ 0.1滚压抛光 0.05 ～ 3.2超精加工平面 0.012 ～ 0.4 圆柱 0.012 ～ 0.4化学磨 0.8 ～ 25电解磨 0.012 ～ 1.6电火花加工 0.8 ～ 25切割气割 6.3 ～ 100锯 3.2 ～ 100车 3.2 ～ 25铣 12.5 ～ 50磨 1.6 ～ 6.3螺纹加工丝椎板牙 0.8 ～ 6.3 梳铣 0.8 ～ 6.3滚 0.2 ～ 0.8车 0.4 ～ 12.5搓丝 0.8 ～ 6.3滚压 0.4 ～ 3.2磨 0.2 ～ 1.6研磨 0.05 ～ 1.6齿轮及花键加工刨 0.8 ～ 6.3 滚 0.8 ～ 6.3插 0.8 ～ 6.3磨 0.1 ～ 0.8剃 0.2 ～ 1.6。
粗糙度与加工方法
粗糙度与加工方法
粗糙度是指物体表面的不平整程度或粗糙程度。
粗糙度是指表面微观不规则部分和表面纹理的数量和高度。
粗糙度是表征表面质量的一个重要指标，它直接影响到物体的摩擦、磨损、光滑度等特性。
加工方法与粗糙度有密切关系，不同的加工方法会导致不同的表面粗糙度。
常见的加工方法包括机械加工、化学加工、热加工等。
1. 机械加工：机械加工包括铣削、车削、磨削、切削等方法。
通过机械刀具对工件表面进行切削、磨削等加工，可以达到较高的精度和表面质量，从而降低表面粗糙度。
2. 化学加工：化学加工包括酸洗、腐蚀、电镀等方法。
通过化学溶液对工件表面进行化学反应，可以修复、改善表面质量，从而降低表面粗糙度。
3. 热加工：热加工包括热处理、热压、热熔等方法。
通过高温处理或加热工艺，可以使工件表面产生熔融、流动等现象，进而改变表面形状和粗糙度。
总结起来，粗糙度与加工方法密切相关。
不同的加工方法会对工件表面产生不同的影响，从而使得表面粗糙度有所差异。
选择合适的加工方法可以达到所需的表面质量和粗糙度要求。
各种机械加工方法能达到的表面粗糙度
螺纹加工/切削/研磨
0.8〜0.050
84
螺纹加工/滚轧/搓丝模
1.6〜0.8
85
螺纹加工/滚轧/滚丝模
1.6〜0.2
86
齿轮及花键加工/切削/粗滚
3.2〜1.6
87
齿轮及花键加工/切削/精滚
1.6〜0.8
88
齿轮及花键加工/切削/精插
1.6〜0.8
89
齿轮及花键加工/切削/精刨
3.2〜0.8
90
齿轮及花键加工/切削/拉
3.2〜1.6
91
齿轮及花键加工/切削/剃
0.8〜0.2
92
齿轮及花键加工/切削/磨
0.8〜0.1
93
齿轮及花键加工/切削/研
0.4〜0.2
94
齿轮及花键加工/滚轧/热轧
0.8〜0.4
95
齿轮及花键加工/滚轧/冷轧
0.2〜0.1
96
刮（粗）
3.2〜0.8
97
刮（精）
0.4〜0.05
各种加工方法能达到的表面粗糙度
ID
加工方法
表面粗糙度Ra（卩m）
1
自动气割、带锯或圆盘锯割 断
50〜12.5
2
切断（车）
50〜12.5
3
切断（铣）
25〜12.5
4
切断（砂轮）
3.2〜1.6
5
车削外圆（粗车）
12.5〜3.2
6
车削外圆（半精车金属）
6.3〜3.2
7
车削外圆（半精车非金属）
3.2〜1.6
49
高速铣削（精）
0.4〜0.2
50
刨削（粗）
12.5〜6.3
表面粗糙度与加工方法的关系
表面粗糙度与加工方法的关系
RA(um） 50 25 12.5 6.3 3.2 1.6 0.8 0.4 0.2 0.1 0.05 0.025 镜面 研磨、超级精密加工等 高精度的配合表面，如要求密封性能好的 表面、精密量具的工作表面等 光面 精铰、精磨、抛光等。 要求较高的接触面和配合表面，如齿轮工 作面、轴承的重要表面、圆锥销孔等。 半光面 较重要的接触面和一般配合表面、如键槽 精车、精铣、精刨、铰 和键的工作表面、轴套及齿轮的端面、定位 孔、刮研、拉削等。 销的压入孔表面 粗面 粗车、粗铣、粗刨、钻 多用于粗加工的分配合表面。如机座底面 孔、锯断以及铸、锻、轧 、轴的端面、倒角、钻孔、键槽非工作面以 制等。 及铸、锻件不可接触的面等。 表面特征 加工方法 应用举例
表面粗糙度与加工方法
表面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。
机加工表面粗糙度
基本概念4.1.1 表面粗糙度的定义表面粗糙度（Surface roughness）是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性性它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面粗糙度应与形状误差（宏观几何形状误差）和表面波度区别开。
通常，波距小于1mm 的属于表面粗糙度，波距在1~10mm 的属于表面波度，波距大于10mm 的属于形状误差，如图4-1 所示。
4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。
1. 影响零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系数就越大，相对运动的表面磨损得越快。
然而，表面过于光滑，由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加速磨损。
2. 影响配合性质的稳定性零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。
对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。
3. 影响疲劳强度承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。
疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。
零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。
因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
4. 影响抗腐蚀性粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质，久而久之，这些腐蚀性物质就会渗入到金属内层，造成表面锈蚀。
此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。
所以，在设计零件的几何参数精度时，必须对其提出合理的表面粗糙度要求，以保证机械零件的使用性能。
表面粗糙度的选用4.3.1 评定参数的选用1. 幅度参数的选用幅度参数是标准规定的基本参数，可以独立选用。
对于有粗糙度要求的表面，必须选用一个幅度参数。
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表面，中速转动的轴颈，定位销压入孔等。是配合表面常用数值，中、重型设备 的重要配合处，磨削加工经济。 46．表面粗糙度 Ra 为 0.4μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（提高精度）滑动导 轨面，滑动轴承的工作表面，夹具定位元件和钻套的主要表面，曲轴和凸轮轴的 工作轴颈，分度盘表面，高速工作下的轴颈及衬套的工作面等。 47．表面粗糙度 Ra 为 0.2μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为不可辨加工痕迹的方向，应用于精密机床主轴锥孔，顶尖圆 锥面；直径小的精密心轴和转轴的结合面，活塞的活塞销孔，要求气密的表面和 支承面。航空发动机叶片的叶盆和叶背面。 48．表面粗糙度 Ra 为 0.1μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为暗光泽面，应用于精密机床主轴箱与套筒配合的孔，仪器在 使用中要承受摩擦的表面，如导轨、槽面等，液压传动用的孔的表面，阀的工作 面，汽缸内表面，活塞销的表面等。一般机械设计界限值。磨削加工很不经济。 49．表面粗糙度 Ra 为 0.05μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为亮光泽面，应用于特别精密的滚动轴承套圈滚道，滚珠及滚 柱表面，量仪中中等精度间隙配合零件的工作表面，工作量规的测量表面等。 50．表面粗糙度 Ra 为 0.025μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为镜状光泽面，应用于特别精密的滚动轴承套圈滚道、滚珠及 滚柱表面，高压油泵中柱塞和柱塞套的配合表面，保证高度气密的结合表面等。 51．表面粗糙度 Ra 为 0.012μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为雾状镜面，应用于仪器的测量表面，量仪中高度精度间隙配 合零件的工作表面，尺寸超过 100mm 的量块工作表面等。
粗牙普通螺纹精度等级为 5 级时，Ra 为 0.8μm。 粗牙普通螺纹精度等级为 6 级时，Ra 为 1.6-3.2μm。 细牙普通螺纹精度等级为 4 级时，Ra 为 0.2-0.4μm。 细牙普通螺纹精度等级为 5 级时，Ra 为 0.8μm。 细牙普通螺纹精度等级为 6 级时，Ra 为 1.6-3.2μm。
部位为外圆精度等级为 9 级时，Ra 为 3.2-6.3μm。 部位为外圆精度等级为 10 级时，Ra 为 3.2-6.3μm。 部位为端面精度等级为 5 级时，Ra 为 0.4-0.8μm。 部位为端面精度等级为 6 级时，Ra 为 0.4-0.8μm。 部位为端面精度等级为 7 级时，Ra 为 0.8-3.2μm。 部位为端面精度等级为 8 级时，Ra 为 0.8-3.2μm。 部位为端面精度等级为 9 级时，Ra 为 3.2-6.3μm。 部位为端面精度等级为 10 级时，Ra 为 3.2-6.3μm。
答：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线称为基准线。基准线有两种：轮 廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线。 9．什么称为轮廓最小二乘中线？ 答：轮廓的最小二乘中线是在取样长度内，使轮廓上各点轮廓偏距的平方和为最 小的线。 10．什么称为轮廓算术平均中线？ 答：轮廓的算术平均中线是在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使 上、下面积相等的线。
表面粗糙度选择
37．表面粗糙度如何选择？ 答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济 性。 38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？ 答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。
摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值 应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。
受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值 应选得小些。
配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠，受 重载的过盈配合表面等都应取较小的表面粗糙度值。
配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。同一精度等级，小 尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下 有一定的对应关系。 39．表面粗糙度 Ra 为 50-100μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、 锻、气割毛坯可达此要求。 40．表面粗糙度 Ra 为 25μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。铸、锻、 气割毛坯可达此要求。 41．表面粗糙度 Ra 为 12.5μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较 广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。 42．表面粗糙度 Ra 为 6.3μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、 皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面， 所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。 43．表面粗糙度 Ra 为 3.2μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套 筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先 加工面，主轴非接触的全部外表面等。是车削等基本切削加工方法较为经济地达 到的表面粗糙度值。 44．表面粗糙度 Ra 为 1.6μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为看不清加工痕迹，应用于表面质量要求较高的表面，中型机 床工作台面（普通精度），组合机床主轴箱和盖面的结合面，中等尺寸平皮带轮 和三角皮带轮的工作表面，衬套滑动轴承的压入孔，一般低速转动的轴颈。航空、 航天产品的某些重要零件的非配合表面。 45．表面粗糙度 Ra 为 0.8μm 时，表面形状什么特征，如何应用？ 答：表面形状特征为可辨加工痕迹的方向，应用于中型机床（普通精度）滑动导 轨面，导轨压板，圆柱销和圆锥销的表面，一般精度的刻度盘，需镀铬抛光的外
11．基本评定参数为哪些？ 答：三项高度参数为基本评定参数，即轮廓算术平均偏差（Ra）、微观不平度十 点高度（Rz）和 轮廓最大高度（Ry）；另三项为附加评定参数，即轮廓微观不平度的平均间距（Sm）、 轮廓单峰 平均间距（S）和轮廓支承长度率（tP）。 12．什么称为轮廓算术平均偏差（Ra）？ 答：在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的算术平均值，Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra 能客观地反映被测轮廓的几何特性。Ra 值可用电动 轮廓仪直接测量，但不够直观。 13．什么称为微观不平度十点高度（Rz）？ 答：在取样长度内，5 个最大的轮廓峰高的平均值与 5 个最大谷深的平均值之和。 Rz 数值越大，表面也越粗糙。Rz 用于评定表面粗糙度高度参数有较好的直观性， 易在光学仪器上测量，但反映被测轮廓几何形状特性有局限性。 14．什么称为轮廓最大高度（Ry）？ 答：在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线分别指 在取样长度内，平行于中线且通过轮廓最高点和最低点的线。参数 Ry，测量简 单，当被测表面很小，不适宜采用 Rz，Rz 评定时，可采用 Ry。 15．表面粗糙度高度评定参数（Ra、Rz、Ry））的允许值如何确定？ 答：见 GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。 16．表面粗糙度的符号、代号为 时，它的意义是什么？ 答：基本符号、表示表面可用任何方法获得。当不加粗糙度参数值或有关说明（例 如：表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注。 17．表面粗糙度的符号、代号为 时，它的意义是什么？ 答：基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。例如：车、铣、钻、 磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。 18．表面粗糙度的符号、代号为 时，它的意义是什么？ 答：基本符号加一小圈，表示表面是用不去除材料的方法获得。例如：铸、锻、 冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括 保持上道工序的状况）。 19．表面粗糙度的符号、代号为 时，它的意义是什么？ 答：用任伺方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为 3.2μm。 20．表面粗糙度的符号、代号为 时，它的意义是什么？ 答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为 3.2μm。
64．键结合表面粗糙度参数数值 Ra 如何选择？ 答：结合形式为键, 沿毂槽移动处，Ra 为 0.2-0.5μm。
结合形式为键, 沿轴槽移动处，Ra 为 0.2-0.4μm。 结合形式为键, 不动处，Ra 为 1.6μm。 结合形式为轴槽,沿毂槽移动处，Ra 为 1.6μm。 结合形式为轴槽,沿轴槽移动处，Ra 为 0.4-0.8μm。 结合形式为轴槽,不动处，Ra 为 1.6μm。 结合形式为毂槽,沿毂槽移动处，Ra 为 0.4-0.8μm。 结合形式为毂槽,沿轴槽移动处，Ra 为 1.0μm。 结合形式为毂槽,不动处，Ra 为 1.6-3.2μm。 注：非工作表面 Ra 都为 6.3μm。
65．矩形花键表面粗糙度参数数值 Ra 如何选择？ 答：内花键,外径处，Ra 为 6.3μm。
内花键,内径处，Ra 为 0.8μm。 内花键,键侧处，Ra 为 3.2μm。 外花键,外径处，Ra 为 3.2μm。 外花键,内径处，Ra 为 0.8μm。 外花键,键侧处，Ra 为 0.8μm。 66．齿轮表面粗糙度参数数值 Ra 如何选择？ 答：部位为齿面精度等级为 5 级时，Ra 为 0.2-0.4μm。 部位为齿面精度等级为 6 级时，Ra 为 0.4μm。 部位为齿面精度等级为 7 级时，Ra 为 0.4-0.8μm。 部位为齿面精度等级为 8 级时，Ra 为 1.6μm。 部位为齿面精度等级为 9 级时，Ra 为 3.2μm。 部位为齿面精度等级为 10 级时，Ra 为 6.3μm。 部位为外圆精度等级为 5 级时，Ra 为 0.8-1.6μm。 部位为外圆精度等级为 6 级时，Ra 为 1.6-3.2μm。 部位为外圆精度等级为 7 级时，Ra 为 1.6-3.2μm。 部位为外圆精度等级为 8 级时，Ra 为 1.6-3.2μm。