零件表面粗糙度的重要性、正确获得及合理确定探讨

摘 要：机械加工后的零件表面粗糙度与机械零件的使用性能有着密切的关系。零件表面粗糙度将影响机器的工作可靠性和使用寿命，本文探讨零件表面粗糙度的正确获得及合理确定。

关键词：机械零件 表面粗糙度 性能 精度 使用

公差配合与技术测量要求一个合格的零件应满足规定的尺寸精度、形状精度和位置精度以及表面粗糙度精度的技术要求。在实际教学中，从学生反馈的信息及学生交流过程中发现，同学们对前三项精度训练要求很高，认为这是衡量自己技术操作水平的标准，而对表面粗糙度则误认为是辅的，重视程度不够。根据这种情况，笔者在教学中侧重强调表面粗糙度的重要性，以及表面粗糙度在与之形成配合关系后零件表面间的相互影响，并使学生注意在获得零件尺寸、形状与位置精度的同时，必须获得规定的表面粗糙度精度。零件表面粗糙度的重要性表现在它的精度不够会产生如下不良的影响上。

一、表面粗糙精度不够的影响

1.影响零件的工作精度

表面粗糙度达不到规定要求，不仅会降低机械运动的灵敏性，而且由于粗糙的表面会使实际接触面积减小，从而降低零件间接触刚度，引起振动，并降低机器工作精度的持久性，也会降低工件的使用寿命。

2.影响零件间配合的实际效果

基本尺寸相同孔与轴的配合是以表面轮廓算术平均偏差Ra的大小来衡量，无论配合属于何种性质，相互配合表面接触的峰谷平均值的大小是衡量配合质量的标准；表面粗糙度的优劣直接影响配合效果及正常的配合寿命。例如：间隙配合的孔与轴有相对运动，因为表面粗糙度差，接触面积减小则峰谷接触平均值减小，单位面积上受力增加，极易引起磨损，使配合间隙增大（孔径增大，轴径减小）引起实际配合超差。影响配合精度，就会降低使用性能，如在过盈配合时，就会降低工件承载能力，更严重的是会改变配合性质，使过盈配合变成过渡配合，产生相对运动，从而引发事故。

3.增大摩擦力引起磨损

零件实际表面越粗糙，则摩擦系数越大，消耗的能量越大，更易引起磨损，从而影响到机械传动效率及零件的使用寿命。

4.影响强度、抗腐蚀性及密封性

零件表面越粗糙，对应力集中越敏感，在交变载荷作用下更易使零件表面产生裂痕，从而产生疲劳断裂而导致损坏，这也是齿轮轮齿表面产生点蚀磨损的原因之一。粗糙的表面峰谷值差别越大，凹谷越深，越容易使聚积含腐蚀性的物质向零件表面层内渗透，使腐蚀加剧。对特殊要求的配合还会影响密封性，当两个表面接触时，由于微观不平的存在，使得两个表面只在局部接触，形成中间缝隙影响密封性。表面粗糙对流体流动产生较大的阻力，像南水北调工程、西气东输工程中的管道，表面粗糙精度是一定要考虑的问题。通过以上分析，使学生充分认识到表面粗糙度精度的重要性和必要性，是获得合格零件的主要因素，在实践中应该引起足够的重视。

二、正确获得表面粗糙度的加工方法

一是精加工时，选用刚性好、运动精度高的机床，可以防止或减小工艺系统的振动，减小振动波纹。

二是提高刀具的锋利程度减小刀具与工件间摩擦与挤压，避免积屑瘤的产生。黏度高的材料应正确使用冷却液。

三是正确地选用切削用量，使切屑变形小，采用高速宽刀刃硬质合金刀或低速宽刀刃高速钢刀进行精加工切削，切削深度应保持在0.1～0.2mm，可以减小工件表面残留面积。

四是批量大的零件可以采用专用夹具，配合专用刀具及正确的切削用量来保证正确表面粗糙度的获得。

三、表面粗糙度的选用

在满足表面功能要求的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度值，以便简化加工工艺，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数值小。

二是摩擦表面比非摩擦表面的表面粗糙度数值小；滚动摩擦比滑动摩擦表面粗糙度值小；速度高、压力大比速度低、压力小的表面粗糙度数值小。

三是承受循环载荷的表面及易引起应力集中的结构（圆角、沟槽等），其表面粗糙度数值要小。

四是配合精度要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面及要求连接可靠且承受重载的过盈配合表面，均应取较小的表面粗糙度数值。

五是配合性质相同时，在一般情况下，零件尺寸越小，则表面粗糙度数值应越小；同一精度等级时，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度数值要小；通常在尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度数值要小。

六是防腐性、密封性要求越高，表面粗糙度数值应

越小。

（作者单位：河南省南阳市技师学院）