淺談“表面粗糙度”一課的教法

摘 要：機械生產制造離不開零件的加工，而在加工的過程中評定加工質量的一個重要參數就是表面粗糙度。通過對“表面粗糙度”一課的授課，希望使學生不僅僅對它的基本概念有所了解和掌握，更多的是使學生對自己的專業有更深層次的理解，能夠鞏固專業知識并有所創新。

關鍵詞：表面粗糙度；授課方法；公差配合

針對公差配合這門課程來說，“表面粗糙度”是一個獨立部分，但對于機制專業的相關課程來說，它有著不可估量的意義，它是機械加工質量的重要組成部分。在工業生產過程中，多數零件的表面要求具有特殊的功能。例如：零件表面的密封性能、耐磨性能等，這些特殊性能通常依賴零件表面的特征，也就是說與零件表面的粗糙度有密切聯系。因此，控制加工零件的表面質量的關鍵問題在于它的使用功能，即根據不同零件自身的特點和規定，能滿足其使用要求的表面特征參量。我們總希望用比較恰當的表面特征參數去評價特定的加工表面，以達到預期的功能要求，同時保證參數本身的穩定性，能夠反映表面本質的特征。

一、概述

首先，我找了一些用不同加工方法和材料制成的零部件，其中有鑄鐵、軸承等，讓學生自己觀察這些零件的光滑程度，有些用肉眼分辨不出的，還可以放在顯微鏡下觀察。經過學生自己的觀察、分析后，我再給出“表面粗糙度”的定義，并強調它表述的是微觀幾何形狀特征的術語，而不是表面波度，更不是宏觀的。

其次，我又通過大量實例，反復論證了表面粗糙度對零件使用性能的影響，尤其是在耐磨性、接觸面積、零件剛性、疲勞強度、耐蝕性等方面。

二、表面粗糙度的評定標準

以GB/T3505—2009標準的規定為主，對表面粗糙度的評定加以論述。表面粗糙度越小，表面越光滑。表面粗糙度的大小，對機械零件的使用性能有很大的影響。表面粗糙度的評定參數：對其中兩個高度參數（輪廓算數平均偏差Ra，輪廓最大高度Rz進行了詳細論述，并且結合實際講述了高度參數Ra、Rz的應用）。僅以Rz為例，某些高精度件、小零件上不允許出現較深較高表面。例如：齒輪輪齒表面常標Rz，否則，易產生應力集中，易硬。Ra控制不了最高、最深的加工痕跡，它充分反映的是整個表面，所以說，Ry對于某些小零件的表面質量和零件表面不允許出現較深的加工痕跡具有實用意義。

三、表面粗糙度的標注

新國標規定，表面粗糙度有單一和補充要求時，長邊上應有一條橫線的完整圖形符號，完整符號有三種。

在這一課中，我結合實際，找出大量圖例進行討論式教學，學生的活動較多，因此可以更好地活躍氣氛，充分調動學生的學習積極性，使學生在教師的指導下，圍繞教學任務的基本要求，充分動腦、動手、動口，在活動中主動獲取知識，發展智力，同時要求課堂氣氛“活而不亂”。這就要求教師充分準備，做好計劃，在教學中結合學生的實際情況，適時啟發誘導。然后讓學生練習，并留一部分內容課后去做。總之，讓學生變換形式反復練習。

四、表面粗糙度的檢測

有人說，技術的測量是工業的眼睛和神經，是進行科學研究必不可少的重要手段。我結合學校和工廠的具體情況，向學生介紹了幾種檢測方法，例如顯微鏡比較法、光切顯微鏡測量法、樣塊比較法、電動輪廓儀比較法等，并通過多媒體視頻展示，向同學介紹了國內外最新最先進的檢測方法和手段，充分激發了學生的求知的欲望以及學習的熱情。

五、表面粗糙度對機械和零件性能的影響

1.表面粗糙度對零件耐磨性的影響。粗糙度的高低，影響零件配合表面間的有效接觸面積，在壓力相同的情況下，零件接觸表面越粗糙，壓強越大，零件磨損的速度就越快。

2.表面粗糙度對零件配合性質的穩定性有一定影響。粗糙度的高低，在配合性質上主要影響配合的過盈量和間隙量。對于過盈配合而言，零件接觸表面粗糙，經過裝配后，減少了其實際尺寸，減小了實際有效過盈，降低了零件結合強度；對于間隙配合，零件接觸表面越粗糙，越容易磨損，工作過程中間隙就逐漸增大。

3.表面粗糙度對零件的疲勞強度有影響。粗糙度的高低不同，零件表面存在波谷高低就不同。零件接觸表面粗糙度越高，對應力集中就越敏感，對零件的疲勞強度影響越大。

4.表面粗糙度對零件的抗腐蝕性影響。表面粗糙的零件，在表面的微觀凹低部位容易使腐蝕性氣體或液體存留，流體會滲入金屬內層，直接形成零件表面的腐蝕破壞。

5.表面粗糙度還會影響零件的密封性。粗糙度的高低，影響零件接觸表面的貼合程度。零件接觸表面粗糙，通過接觸面的間隙會形成流體滲漏。表面粗糙度高，會影響零件涂裝的美觀程序，測量精度也會降低。

六、結束語

上好一門課不僅要求教師具備基本的專業素養，同時還要善于運用教學方法。在向學生灌輸知識的過程中，應積極引導學生對此產生興趣，進而在講解的過程中調動學生的獨立思考能力，在實踐的過程中培養學生的動手能力，最終使學生能夠將理論與實踐相結合。課堂教學過程中只有教師與學生共同配合，才能使教師的教學目的與學生的學習成果成正比，才能發揮教學的實際意義。