表面粗糙度如何選擇及如何測量?

2021-01-10 中圖儀器

1.表面粗糙度的選擇對哪些各種功能產生影響?

答:表面粗糙度對各種功能產生影響:如摩擦係數、磨損、疲勞強度、衝擊強度、耐腐蝕性、接觸剛度和抗振性、間隙配合中的間隙、過盈配合中的結合強度、測量精度、導熱性、導電性和接觸電阻、密封性、粘結強度、塗漆性能、鍍層質量、流體流動阻力、對光的反射性能、食品衛生、外觀、噴塗金屬質量、鋼板衝壓時的潤滑作用等。

2.表面粗糙度的選擇對配合性質有什麼影響?

答:影響配合性能的可靠性和穩定性。對間隙配合,由於初期磨損,峰頂會很快磨去,使間隙加大;對過盈配合,裝配壓合時,也會擠平波峰,減少實際有效過盈,尤其對小尺寸配合影響更為顯著。因此,配合性質穩定性要求高的結合面、動配合配合間隙小的表面、要求連接牢固可靠,承受載荷大的靜配合的Ra值要低,同一公差等級的小尺寸比大尺寸(特別是1-3級公差等級)、同一公差等級的軸比孔的!"值要小,而且配合性質相同,零件尺寸愈小,它的Ra值愈小。

3.表面粗糙度的選擇對耐磨性有什麼影響?

答:加工後的零件表面,由於存在峰谷,使接觸表面只是一些峰頂接觸,從而減小了接觸面積,比壓增大,磨損加劇。因此,摩擦表面比非摩擦表面、滾動摩擦表面比滑動摩擦表面的運動速度高,單位壓力大的摩擦表面的Ra值要小。

4.表面粗糙度的選擇對接觸剛度有什麼影響?

答:兩表面接觸時,由於實際接觸面積為理想接觸面積的一部分,使單位面積壓應力增大,受外力時,易產生接觸變形,因此,降低Ra值可提高結合件的接觸剛度。

5.表面粗糙度的選擇對抗疲勞強度有什麼影響?

答:零件表面越粗糙,對應力集中越敏感,從而導致零件疲勞損壞,因此,受循環載荷的表面及易引起應力集中的部分,如圓角、溝槽處的Ra值要低。表面粗糙度對零件疲勞強度的影響程度隨其材料不同而異,對鑄鐵件的影響不甚明顯,對於鋼件則強度愈高影響愈大。

6.表面粗糙度的選擇對衝擊強度有什麼影響?

答:鋼件表面的衝擊強度隨表面粗糙度Ra值的降低而提高,在低溫狀態下,尤為明顯。

7.表面粗糙度的選擇對測量精度有什麼影響?

答:由於工件表面有微觀不平度,測量時,測量杆實際接觸在峰頂上,雖然測量力不大,但接觸面積小,單位面積上的力卻不小,於是引起一定的接觸變形。由於表面微觀不平度有一定的峰谷起伏,如測量時,測量頭和被測表面間要作相對滑動,這使測量杆也隨被測表面的峰谷起伏而上下波動,影響到示值也有波動。

8.表面粗糙度的選擇對密封性有什麼影響?

答:對無相對滑動的靜密封表面,微觀不平度谷底過深,受預壓後的密封材料不能完全填滿,而留有縫隙,造成洩漏。表面愈粗糙,洩漏愈厲害。對有相對滑動的動密封表面,由於相對運動,其微觀不平度一般為4-5μm,用於儲存潤滑油較為有利,如表面太光滑,不僅不利於儲存潤滑油,反而會引起摩擦磨損。此外,密封性的好壞也和加工紋理方向有關。

9.表面粗糙度的選擇對抗腐蝕性有什麼影響?

答:表面粗糙則零件表面上的腐蝕性氣體或液體易於積聚,而且向零件表面層滲透,加劇腐蝕,因此,在有腐蝕性氣體或液體條件下工作的零件表面的Ra值要小。

10.表面粗糙度的選擇對金屬表面塗鍍質量有什麼影響?

答:工件鍍鋅、鉻、銅後,其表面微觀不平度的深度比鍍前增加一倍,而鍍鎳後,則會比鍍前減小一半。又因粗糙的表面能吸收噴塗金屬層冷卻時產生的拉伸應力,故不易產生裂紋,在噴塗金屬前須使其表面有一定的粗糙度。

11.表面粗糙度的選擇對振動和噪聲有什麼影響?

答:機械設備的運動副表面粗糙不平,運轉中會產生振動及噪聲,尤以高速運轉的滾動軸承、齒輪及發動機曲軸、凸輪軸等零部件,這類現象更為明顯。因此,運動副表面粗糙度Ra值愈小,則運動件愈平穩無聲。

12.表面粗糙度如何測量?

1. 比較法

適用於車間現場測量,常用於中等或較粗糙表面的測量。方法是將被測量表面與標有一定數值的粗糙度樣板比較來確定被測表面粗糙度數值的方法。

2. 觸針法

表面粗糙度利用針尖曲率半徑為2微米左右的金剛石觸針沿被測表面緩慢滑行,金剛石觸針的上下位移量由電學式長度傳感器轉換為電信號,經放大、濾波、計算後由顯示儀表指示出表面粗糙度數值,也可用記錄器記錄被測截面輪廓曲線。一般將僅能顯示表面粗糙度數值的測量工具稱為表面粗糙度測量儀,同時能記錄表面輪廓曲線的稱為表面粗糙度輪廓儀。這兩種測量工具都有電子計算電路或電子計算機,它能自動計算出輪廓算術平均偏差Ra,微觀不平度十點高度Rz,輪廓最大高度Ry和其他多種評定參數,測量效率高,適用於測量Ra為0.025~6.3微米的表面粗糙度。

SJ325可攜式粗糙度儀
SJ5730表面粗糙度輪廓儀

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