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表面粗糙度对零件的性能和寿命影响重大是真的吗?

2018-10-12  浏览量:134

表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。表面粗糙度的大小,确实对机械零件的使用性能和寿命影响巨大,主要表现在以下几个方面:

 

♦影响耐磨性。表面越粗糙,配合表面间的有效接触面积越小,压强越大,摩擦阻力越大,磨损就越快。

 

♦影响配合的稳定性。对间隙配合来说,表面越粗糙,就越易磨损,使工作过程中间隙逐渐增大;对过盈配合来说,由于装配时将微观凸峰挤平,减小了实际有效过盈,降低了连接强度。

 

♦影响疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷,它们像尖角缺口和裂纹一样,对应力集中很敏感,从而影响零件的疲劳强度。

 

♦影响耐腐蚀性。粗糙的零件表面,易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层,造成表面腐蚀。

 

♦影响密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合,气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

 

♦影响接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下,抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。

 

♦影响测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度,尤其是在精密测量时。

 

此外,表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。

 

既然,表面粗糙度对零件使用性能、产品的使用寿命和可靠性都有着重要影响。同时在设计零件时,根据材料表面粗糙度数值和零件在机器中的作用,能够改进相应工艺参数。因此,为了维护零件质量和提高产品性能,对零件表面粗糙度进行测量十分必要。

 

表面粗糙度形成原因

 

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的,例如:

1)加工过程中的刀痕

2)刀具与零件表面间的摩擦

3)切屑分离时表面层金属的塑性变形

4)工艺系统中的高频振动等。

 

(零件实际表面是凹凸不平的)

表面粗糙度测量


(1)表面粗糙度定义

表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标,零件表面经过加工后,看起来很光滑,经放大观察却凹凸不平。

 

表面粗糙度,是指加工后的零件表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征,一般是由所采取的加工方法或其他因素形成的。零件表面的功用不同,所需的表面粗糙度参数值也不一样。

 

通常表面粗糙度高度参数有2种:

Ra 轮廓算术平均偏差:在取样长度(lr)内轮廓偏距绝对值的算术平均值。在实际测量中,测量点的数目越多,Ra越准确。

 

Rz 轮廓最大高度:轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。


在幅度参数常用范围内优先选用Ra 。在2006年以前国家标准中还有一个评定参数为“微观不平度十点高度”用Rz表示,轮廓最大高度用Ry表示,在2006年以后国家标准中取消了微观不平度十点高度,采用Rz表示轮廓最大高度。

 

(2)表面粗糙度测量的典型案例解析

注册送金检测实验室收到客户送检样品为某型号耐磨镶圈两个,需测量在同一标准和测试条件下两样品的表面粗糙度。

检测环境:环境温度  23.2℃;  湿度  52%R.H

检测设备:3D共聚焦显微镜,优势是a.非接触,无损,且快捷b.全面获得样品信息c.能捕捉细微的不规则性

检测标准:依客户要求

 

检测得到图示如下:

 

(样品1) (样品2)

 

检测结果:

 

表面粗糙度的数值选用参考表

 

表面粗糙度参数值的选用,应该既要满足零件表面的功能要求,又要考虑经济合理性:

· 在满足零件功能要求前提下,应尽量选用较大的表面粗糙度参数值,以降低加工成本。

· 一般地说,零件的工作表面、配合表面、密封表面、运动速度高和单位压力大的摩擦表面等,对表面平整光滑程度要求高,参数值应取小些。

· 非工作表面、非配合表面、尺寸精度低的表面,参数值应参数Ra值与加工方法的关系及其应用实例,可参见下表。

 

(表格内容整理自网络)

 

注册送金检测作为专业的第三方检测实验室,在材料与零部件产品的表面粗糙度测量方面拥有丰富的实践经验,针对不同的产品和客户需求,采用不同的测试方法和标准,为生产商提升品质保驾护航,为使用方鉴定品质公正服务!

 

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