零件表面粗糙度与尺寸公差

设计要求与加工能力（一）
零件表面粗糙度与尺寸公差
一般，我国机械设计和加工技术常用的表面粗糙度标准是轮廓算术平均偏差Ra对于Ra，国标GB3508—83有明确的规定。

本文仅就Ra在机械零件设计考虑加工情况时的使用作以阐述。

1图纸右上角的表面粗糙度要求注意事项
大多数设计人员在图纸右上角都会标注：其余Ra6.3、Ra1.6，等。

这里所指的是，除图样上注明的机械加工面的表面粗糙度要求后，剩余未注明的机械加工面的表面粗糙度Ra的数值为6.3μm或1.6μm。

对于这一要求，需注意以下几方面。

1.1对于型钢表面等非本图要求而制作的加工面
在实际工作中，为了减少不必要的加工工作和提高产品质量，可以在图纸右上角处，对用非本图加工手段取得的材料、型材外表加以表面粗糙度要求，然后再对机械加工处的表面进行表面粗糙度要求，如图1。

当然，这种对用非本图加工手段取得的材料、型材外表的表面粗糙度要求必须合理，必须不经过原材料工厂特殊加工就可以达到。

如，一般热轧型钢的表面粗糙度在Ra25μm～Ra12.5μm；冷拔型钢的表面粗糙度在Ra12.5μm～Ra3.2μm；冷拔铝型钢的表面粗糙度在Ra6.3μm～Ra1.6μm。

所以，标注型材等的表面粗糙度要求时，必须注意不能超出以上范围。

1.2对于用铸造、锻造、焊接等本图要求而制作的毛坯件
在使用铸造、锻造、焊接制作毛坯时，尤其是型腔件，对它们的机械加工往往是一部分，而不是全部加工。

此时，设计人员一般在图纸右上角处标上：其余Ra6.3。

这里的Ra6.3μm仅仅是指对型腔件要求进行机械加工部分，除去图纸上已经有表面粗糙度要求的_部分外表面加以表面粗糙度要求而已，并没有对非机械加工部分（如铸造、锻造）的外表加以表面粗糙度要求。

所以，为了不产生混淆，有必要对工件全面要求，就是在对机械加工处的表面进行表面粗糙度要求之前，对用铸造、锻造、焊接等本图要求而制作的毛坯件的外表进行表面粗糙度要求，如图2。

当然.这种对用铸造、锻造、焊接等本图要求而制作的毛坯件外表的表面粗糙度要求必须合理，必须不经过毛坯生产工厂特殊加工就可以达到要求。

一般铸造件的表面粗糙度在
Ra50μm～Ra12.5μm；精密铸造的表面粗糙度在Ra12.5μm～Ra3.2μm；压力铸造的表面粗糙度在 a6.3μm～Ra0.8μm；模锻的表面粗糙度在Ra50μm～Ra3.2μm；焊接焊缝处的表面粗糙度Ra＞100Um，如要进行表面粗糙度要求，则必须用砂轮打磨。

1.3对于要进行全部机械加工的工件
对要进行全部机械加工的表面的表面粗糙度要求，就用大家常见的方法
2 面粗糙度与尺寸公差的关系
一般而言，零件上的表面粗糙度数值要远低于尺寸公差要求，这一点可以从表面粗糙度的标准定义上看出来。

在表面粗糙度标准中，常用轮廓算术平均偏差Ra进行检测。

所以在机械设计和机械加工中，也常用轮廓算术平均偏差Ra数值进行标注和测量表面粗糙度的精度。

从轮廓算术平均偏差Ra的定义中，我们知道零件的峰值偏差最大值可以达Ra的2倍左右。

所以，如果零件上的表面粗糙度数值接近于尺寸公差要求时，就会与尺寸公差发生干涉，影响尺寸公差的精度，造成零件加工和检测标准上的混乱，使零件无法合格。

鉴于此，对表面粗糙度数值与尺寸公差的关系作如下讨论。

2.1尺寸公差大于25μm
大多数情况，尺寸公差远大于表面粗糙度数值。

尤其在尺寸公差大于50μm时，其表面粗糙度数值，一般都会标注为Ra12.5或Ra1.6或Ra0.4等。

这时，由于尺寸公差远大于表面粗糙度数值，尺寸公差与表面粗糙度数值分别测量，不会造成零件加工和
检测标准上的混乱.使零件同时满足尺寸公差和表面粗糙度的要求，如图3。

但是，为了提高加工经济性，也不可以将Ra数值定的太高，一般在Ra12.5μm-Ral.6μm即可，除非有特殊要求，否则尽量不用高的Ra数值。

2.2尺寸公差接近于表面粗糙度数值
有很多情况，尺寸公差接近于表面粗糙度数值。

所谓接近，是指尺寸公差值与3-4倍数的表面粗糙度数值相接近，即尺寸公差值约等于（3-4）Ra的数值。

此时，理论上，尺寸公差数值接近于表面粗糙度数值。

尺寸公差与表面粗糙度数值还可以分别测量，不会造成零件加工和检测标准上的混乱，使零件能同时满足尺寸公差和表面粗糙度的要求，如图4。

这时，机械加工达到最经济。

2.3尺寸公差小于表面粗糙度数值
除非特殊要求，一般机械设计和机械加工时，应尽量避免这种情况的出现，以免造成零件加工和检测标准上的混乱，使零件不能同时满足尺寸公差和表面粗糙度的要求。

如图5，表面粗糙度值对尺寸公差有影响，使尺寸公差测量不准确，妨碍尺寸精度，造成零件不合格，形成浪费。

3 结论
（1）可以对型材、毛坯等提出表面粗糙度要求，但要合理。

（2）零件尺寸公差约是Ra值的3、4倍时，加工经济性好。

（3）不能使表面粗糙度要求低于尺寸公差。