表面粗糙度是反映零件表面微觀幾何形狀誤差的一個重要技術(shù)指標,是檢驗零件表面質(zhì)量的主要依據(jù)瞪歹；它選擇的合理與否,直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量挠轴、使用壽命和生產(chǎn)成本涮拗。

機械零件表面粗糙度的選擇方法有3種,即計算法饶辙、試驗法和類比法蹲诀。在機械零件設計工作中,應用最普通的是類比法,此法簡便斑粱、迅速、有效管员。應用類比法需要有充足的參考資料,現(xiàn)有的各種機械設計手冊中都提供了較全面的資料和文獻褂省。最常用的是與公差等級相適應的表面粗糙度。在通常情況下,機械零件尺寸公差要求越小,機械零件的表面粗糙度值也越小,但是它們之間又不存在固定的函數(shù)關(guān)系溅逃。例如一些機器葵稚、儀器上的手柄、手輪以及衛(wèi)生設備少锭、食品機械上的某些機械零件的修飾表面,它們的表面要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高,但其尺寸公差要求卻很低洁席。在一般情況下,有尺寸公差要求的零件,其公差等級與表面粗糙度數(shù)值之間還是有一定的對應關(guān)系的。

在一些機械零件設計手冊和機械制造專著中,對機械零件的表面粗糙度和機械零件的尺寸公差關(guān)系的經(jīng)驗及計算公式都有很多介紹,并列表供讀者選用,但只要細心閱來,就會發(fā)現(xiàn),雖然采取完全相同的經(jīng)驗計算公式,但所列表中的數(shù)值也不盡相同,有的還有很大的差異谎躁。這就給不熟悉這方面情況的人帶來了迷惑值唉。同時也增加了他們在機械零件工作中選擇表面粗糙度的困難。

在實際工作中,對于不同類型的機器,其零件在相同尺寸公差的條件下,對表面粗糙度的要求是有差別的泄艘。這就是配合的穩(wěn)定性問題。在機械零件的設計和制造過程中,對于不同類型的機器,其零件的配合穩(wěn)定性和互換性的要求是不同的缅科。在現(xiàn)有的機械零件設計手冊中,反映的主要有以下3種類型:

第1類主要用于精密機械,對配合的穩(wěn)定性要求很高,要求零件在使用過程中或經(jīng)多次裝配后,其零件的磨損極限不超過零件尺寸公差值的10%,這主要應用在精密儀器宗商、儀表、精密量具的表面耗跛、極重要零件的摩擦面,如汽缸的內(nèi)表面裕照、精密機床的主軸頸、坐標鏜床的主軸頸等调塌。

第2類主要用于普通的精密機械,對配合的穩(wěn)定性要求較高,要求零件的磨損極限不超過零件尺寸公差值的25%,要求有很好密合的接觸面,其主要應用在如機床晋南、工具、與滾動軸承配合的表面羔砾、錐銷孔,還有相對運動速度較高的接觸面如滑動軸承的配合表面负间、齒輪的輪齒工作面等。

第3類主要用于通用機械,要求機械零件的磨損極限不超過尺寸公差值的50%,沒有相對運動的零件接觸面,如箱蓋姜凄、套筒,要求緊貼的表面政溃、鍵和鍵槽的工作面；相對運動速度不高的接觸面,如支架孔态秧、襯套董虱、帶輪軸孔的工作表面、減速器等等申鱼。

在此我們對機械設計手冊中的各類表值進行統(tǒng)計分析,將舊的表面粗糙度國家標準(GB1031—68)轉(zhuǎn)換為參照采用國際標準ISO頒布的1983年的新的國家標準(GB1031—83),采用優(yōu)先選用的評定參數(shù),即輪廓算術(shù)平均偏差值R_a＝(1)/(l)∫^l₀｜y｜dx愤诱。并采用R_a優(yōu)先選用的第一系列數(shù)值,推導出表面粗糙度R_a與尺寸公差IT之間的有關(guān)關(guān)系式為

將上述3種關(guān)系式列表,如表1、表2捐友、表3所示晋粱。

表1公差等級與表面粗糙度值(用于精密機械)

表2公差等級與表面粗糙度值(用于普通精密機械)

表3公差等級與表面粗糙度值(用于通用機械)

在機械零件設計工作中,按尺寸公差選擇表面粗糙度數(shù)值時,應當根據(jù)不同類型的機器,選擇相應的表值锁澡。

需要說明的是,表中Ra采用第1系列值,而舊的國標Ra的極限值為第2系列值,換算時會遇到數(shù)值上靠和下靠的問題。我們在表中表值采用上靠,因為這有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量,個別值采用下靠批贴。舊國標的公差等級與表面粗糙度對應的表的內(nèi)容和形式都比較復雜,對同一公差等級同一尺寸分段同一基本尺寸,孔與軸的表面粗糙度值不相同,不同配合種類數(shù)值也不相同,這是由于舊的公差與配合標準(GB159—59)的公差數(shù)值與上述因素有關(guān)』攒睿現(xiàn)行的新國標公差與配合(GB1800—79)對同一公差等級同一尺寸分段內(nèi)各基本尺寸的標準公差值是相同的,這樣就使公差等級與表面粗糙度的對應表大為簡化,也更為科學合理。

在設計工作中,表面粗糙度的選擇歸根到底還是必須從實際出發(fā),全面衡量零件的表面功能和工藝經(jīng)濟性,才能作出合理的選擇用噪。表中給出的公差等級與表面粗糙度值可供設計時參考女骗。

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