第2节 表面粗糙度

1 表面粗糙度的特点
  表面粗糙度是零件表面所具有的微小峰谷的微观几何形状误差。一般来说,它的波距和波高都比较小,主要是由于切削加工过程中的刀痕、刀具和零件表面之间的摩擦、塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因所形成的。
  
表面粗糙度对产品的使用性能有着许多方面的影响:
(1) 对摩擦磨损的影响
  由于零件表面存在表面粗糙度成份,两个零件只能在若干峰顶之间接触,所以接触面只是表面的一部分。若两个表面之间存在相对运动,峰顶之间的接触就会对运动产生摩擦阻力,同时产生磨损。一般说来,表面越粗糙则摩擦阻力越大,磨损也就越快,零件的耐磨性越差。但是,表面极光滑时,由于两表面之间的分子吸附力增大,会使两表面间的接触力增强,润滑减少,反而也增加摩擦、磨损,同时精细表面的生产成本较高。因此,有相对运动的接触表面,应规定合理的表面粗糙度。
(2) 对疲劳强度的影响
  承受变动负荷的零件大多是由于表面产生疲劳裂纹而失效。疲劳裂纹主要是由表面微观波纹的波谷所造成的应力集中引起。表面粗糙度对零件疲劳强度的影响与零件材料有关,钢制零件影响较大,铸铁件因其组织松散而影响较小,有色金属零件影响更小。
(3) 对耐腐蚀性的影响
  金属材料的腐蚀现象主要是由化学过程和电化学过程所致。金属腐蚀主要发生在表面微观波谷处和裂纹处,聚集在金属表面的水汽和腐蚀性气体在微观不平的波谷内产生电化学现象,加速引起金属腐蚀。表面越粗糙,腐蚀现象会越严重。
(4) 对配合性能的影响
  表面粗糙度影响配合性质的稳定性。相互配合的表面越粗糙,不仅会增加装配的困难程度,而且在工作时容易磨损,配合间隙增大,从而改变配合的性质。
(5) 对结合密封性的影响
  两粗糙表面间只是在局部波峰上形成点接触,将造成密封不良。表面过于粗糙时,由于密封材料无法充满微观不平的波谷而形成渗漏。当表面过于光滑时,对有相对运动的密封表面之间又无法形成一定厚度的油膜。因此,根据不同的密封要求,应规定合理的表面粗糙度要求。
  此外,表面粗糙度还对测量精度、产品外观、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等都有不同程度的影响。

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