零件表面粗糙度的重要性、正確獲得及合理確定探討

摘 要：機械加工后的零件表面粗糙度與機械零件的使用性能有著密切的關系。零件表面粗糙度將影響機器的工作可靠性和使用壽命，本文探討零件表面粗糙度的正確獲得及合理確定。

關鍵詞：機械零件 表面粗糙度 性能 精度 使用

公差配合與技術測量要求一個合格的零件應滿足規定的尺寸精度、形狀精度和位置精度以及表面粗糙度精度的技術要求。在實際教學中，從學生反饋的信息及學生交流過程中發現，同學們對前三項精度訓練要求很高，認為這是衡量自己技術操作水平的標準，而對表面粗糙度則誤認為是輔助性的，重視程度不夠。根據這種情況，筆者在教學中側重強調表面粗糙度的重要性，以及表面粗糙度在與之形成配合關系后零件表面間的相互影響，并使學生注意在獲得零件尺寸、形狀與位置精度的同時，必須獲得規定的表面粗糙度精度。零件表面粗糙度的重要性表現在它的精度不夠會產生如下不良的影響上。

一、表面粗糙精度不夠的影響

1.影響零件的工作精度

表面粗糙度達不到規定要求，不僅會降低機械運動的靈敏性，而且由于粗糙的表面會使實際接觸面積減小，從而降低零件間接觸剛度，引起振動，并降低機器工作精度的持久性，也會降低工件的使用壽命。

2.影響零件間配合的實際效果

基本尺寸相同孔與軸的配合是以表面輪廓算術平均偏差Ra的大小來衡量，無論配合屬于何種性質，相互配合表面接觸的峰谷平均值的大小是衡量配合質量的標準；表面粗糙度的優劣直接影響配合效果及正常的配合壽命。例如：間隙配合的孔與軸有相對運動，因為表面粗糙度差，接觸面積減小則峰谷接觸平均值減小，單位面積上受力增加，極易引起磨損，使配合間隙增大（孔徑增大，軸徑減小）引起實際配合超差。影響配合精度，就會降低使用性能，如在過盈配合時，就會降低工件承載能力，更嚴重的是會改變配合性質，使過盈配合變成過渡配合，產生相對運動，從而引發事故。

3.增大摩擦力引起磨損

零件實際表面越粗糙，則摩擦系數越大，消耗的能量越大，更易引起磨損，從而影響到機械傳動效率及零件的使用壽命。

4.影響強度、抗腐蝕性及密封性

零件表面越粗糙，對應力集中越敏感，在交變載荷作用下更易使零件表面產生裂痕，從而產生疲勞斷裂而導致損壞，這也是齒輪輪齒表面產生點蝕磨損的原因之一。粗糙的表面峰谷值差別越大，凹谷越深，越容易使聚積含腐蝕性的物質向零件表面層內滲透，使腐蝕加劇。對特殊要求的配合還會影響密封性，當兩個表面接觸時，由于微觀不平的存在，使得兩個表面只在局部接觸，形成中間縫隙影響密封性。表面粗糙對流體流動產生較大的阻力，像南水北調工程、西氣東輸工程中的管道，表面粗糙精度是一定要考慮的問題。通過以上分析，使學生充分認識到表面粗糙度精度的重要性和必要性，是獲得合格零件的主要因素，在實踐中應該引起足夠的重視。

二、正確獲得表面粗糙度的加工方法

一是精加工時，選用剛性好、運動精度高的機床，可以防止或減小工藝系統的振動，減小振動波紋。

二是提高刀具的鋒利程度減小刀具與工件間摩擦與擠壓，避免積屑瘤的產生。黏度高的材料應正確使用冷卻潤滑液。

三是正確地選用切削用量，使切屑變形小，采用高速寬刀刃硬質合金刀或低速寬刀刃高速鋼刀進行精加工切削，切削深度應保持在0.1～0.2mm，可以減小工件表面殘留面積。

四是批量大的零件可以采用專用夾具，配合專用刀具及正確的切削用量來保證正確表面粗糙度的獲得。

三、表面粗糙度的選用

在滿足表面功能要求的前提下，盡量選用較大的表面粗糙度值，以便簡化加工工藝，降低加工成本。

一是在同一零件上，工作表面一般比非工作表面的表面粗糙度數值小。

二是摩擦表面比非摩擦表面的表面粗糙度數值小；滾動摩擦比滑動摩擦表面粗糙度值小；速度高、壓力大比速度低、壓力小的表面粗糙度數值小。

三是承受循環載荷的表面及易引起應力集中的結構（圓角、溝槽等），其表面粗糙度數值要小。

四是配合精度要求高的結合表面、配合間隙小的配合表面及要求連接可靠且承受重載的過盈配合表面，均應取較小的表面粗糙度數值。

五是配合性質相同時，在一般情況下，零件尺寸越小，則表面粗糙度數值應越小；同一精度等級時，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度數值要小；通常在尺寸公差、表面形狀公差小時，表面粗糙度數值要小。

六是防腐性、密封性要求越高，表面粗糙度數值應

越小。

（作者單位：河南省南陽市技師學院）