整理:CNC加工行業(yè)表麵粗糙度與公差等級的(de)關係會對零件誤差(chà)有多大影響
04-26-2022
整理:CNC加工(gōng)行業表麵粗糙度與公差等級的關係會對零件誤差有多大影(yǐng)響

整理:CNC加工行業表麵粗糙度與(yǔ)公差等級的關係會對零件誤差有多大影響
表麵粗糙度是一項重(chóng)要的技術指標,反映零件表麵(miàn)的微觀幾何誤差,是檢驗零件表麵質量的首要依據,並直接(jiē)關係到產品的質量、使用壽命和製造成本。


確定機械零件表麵粗(cū)糙度的(de)方法主要有(yǒu)三(sān)種:計算法、試(shì)驗(yàn)法和類比法(fǎ)。其中最常(cháng)用方法為(wéi)類比法,具有簡單、快速和(hé)有效的優點。使用類比法需要足夠的參考資料,當然現在已經有足夠豐富的參考資料。一般情況下(xià),對於有尺寸公差要求的(de)零件,公差等級(jí)與表麵粗糙度值(zhí)有一定的對(duì)應關係,機械零件的尺寸公差要求越小,往往其表麵粗糙度的值就越小,但它們之間並沒有固定的函數關係。例如,一些(xiē)機器、儀器手柄、手輪、衛浴設備、食品機械,以及一些表麵改性的機械(xiè)零件,它們的表麵要求處理得非常平滑,即表麵粗糙度要求很高,但尺寸公差要求非常低。


目前,一些製造指南中對機械零件表麵粗糙度與機(jī)械零件尺寸公(gōng)差的關係有很多(duō)經驗和(hé)公式,有些還是(shì)相差很大的,即使使用了相同的經驗公式。


在實際工作中,不同機器對相同尺寸公差下的零件表麵粗糙度(dù)要求不同,在(zài)設計和製造機器零件(jiàn)時需要充分考慮,一般有三種類型。


第一類主要用於精密機械,對配合(hé)穩(wěn)定性要求較高。零件在使用過程(chéng)中或重(chóng)複(fù)裝配(pèi)後的磨損極限不應超過零(líng)件(jiàn)尺寸公差的10%。主要用(yòng)於精密儀器、儀表、精密量具的表麵,以及氣缸內表麵、精(jīng)密機床主軸頸、坐標(biāo)鏜床主軸頸等非常重要零件(jiàn)的摩擦麵。


第二種主要用於普(pǔ)通精密機械(xiè)。這就要求有很高(gāo)的配合穩定性,零件的磨損極(jí)限不超過零件尺寸公差的25%,並且要求接觸麵很緊。主要(yào)用於機器、工具(jù)、與滾動軸(zhóu)承一(yī)起工作的表麵(miàn)、錐形銷孔、滑動軸承的配(pèi)合麵(miàn)、輪齒的機(jī)加工麵等相對高速(sù)的接觸麵。


第三種主要用(yòng)於(yú)機械(xiè)零件磨損極限不超過尺寸(cùn)公差值的50%,且箱蓋、套筒等相對運動部(bù)件無接觸麵的一(yī)般機械。緊密(mì)的表麵、鍵和鍵槽工作表麵。相對(duì)速度較慢的接觸麵,如支架孔、襯套、帶輪軸孔的工作(zuò)麵(miàn)、減速機等。


在(zài)設計工作中,為了做出合理的選擇,在選擇表麵粗糙度和綜合衡量零件的表麵功能和工藝的經濟性時,一切都需要最終以實際為準。


配合性質相(xiàng)同時,零件尺寸越(yuè)小,則應粗糙(cāo)度數值越小;同一精度等級,小尺寸比大尺寸要粗糙度數值小,軸比孔(kǒng)要粗糙度數值小(特別是IT8~IT5的精度)。


表麵粗糙度對零件使用情況有很大影響。一般說來,表麵粗糙度數(shù)值小,會提高配合質量,減(jiǎn)少磨損,延長零件使用壽命,但零件的加工費用會增加。因此,要正確(què)、合理地選用表麵粗糙(cāo)度(dù)數值。 在(zài)設計零件時,表麵粗糙度數值的選擇,是根據零件在機器中的(de)作用決定(dìng)的。


擴展(zhǎn)資料


表麵(miàn)粗糙度(dù)對零件的影響主要表現(xiàn)在以下(xià)幾個方麵:


1、影響耐磨性(xìng)。表(biǎo)麵越粗糙,配合(hé)表麵間(jiān)的有效接觸麵積越小,壓(yā)強越大,摩擦阻力越大,磨損就越快。


2、影響配合的穩定性。對間隙配合來說,表麵越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過(guò)盈配合(hé)來說,由於裝配時將微觀凸峰(fēng)擠平,減小了實際有效過盈,降低了連接強度(dù)。


一般的,公差精度等級越(yuè)高,必然地要求其表麵質量要好(從使用的角(jiǎo)度來講);公差(chà)精度等級越高,必然加工要精細,表麵質量自然會更好(從加工的角度來講)。所以,表麵粗糙(cāo)度跟公差等(děng)級有(yǒu)關。
“假設一個公(gōng)差(chà)等級IT7,基本(běn)尺寸是25mm的軸,它的公差等級是25um,假如它的表(biǎo)麵粗糙(cāo)度是Ra1.6,那為什麽是1.6而不是3.2,或是0.8,或是6.3呢??1.6,0.8,3.2,6.3相比其公差25都小,那是(shì)為什麽選1.6??是(shì)什麽決定了粗糙度(dù)的大小?”——表麵粗糙度的高、低,還與加工成本有關,在保證滿(mǎn)足使用的前提下,盡量選擇低加工成本的粗糙度數值,以提高經濟性。


軸承的精度,主要分為尺寸精度與旋轉精度。精度等級已標準化,分為P0級(jí)、P6級、P5級、P4級、P2級五個等級。精度從0級起(qǐ)依次提高,對於一般用途0級已足夠,但在用於特殊條件或場合(hé)時,需要5級或更高的精度。


表麵粗糙度跟尺寸公差等級是有一定關聯的,以齒輪(lún)的漸開線齒麵的粗糙度為例(lì):
一、正確的定義:
齒麵粗糙度0.8或(huò)1.6(也(yě)就是0.8微米、1.6微(wēi)米(mǐ))
公法(fǎ)線長度公差等級為IT5級(或IT6級)
二、錯誤的定義之一:
粗糙度定為3.2
公法線長度公(gōng)差等級為IT5級(或IT6級)
問題:齒麵太粗糙,尺寸(cùn)精度相對太高
三、錯誤的定義之二:
粗糙度定為0.4
公法線長度公(gōng)差等級為IT8級
問題:齒麵粗糙度(dù)定義過高,公法線長度公差(chà)定義又過低
通(tōng)俗的說:齒輪的齒(chǐ)麵一般是要(yào)求比較光滑的,但你將其定義得如同水泥路(lù)麵那樣的粗糙度,試想,這樣的齒輪有何精(jīng)度呢?這樣粗糙的齒麵,其(qí)表麵的(de)波峰波穀之差(chà)都大於公法(fǎ)線(xiàn)尺(chǐ)寸公差了,當然是不正(zhèng)確的配置了,也就是(shì)說:尺寸精度與表麵粗糙度是有一定的(de)關聯配置的,慢(màn)慢摸索就會明白的,祝你進步!


追問


但是你想想,假設(shè)一個公差等級IT7,基本尺寸是25mm的軸,它的公差等級是25um,假如它的表麵粗糙度(dù)是Ra1.6,那為什麽是1.6而不是3.2,或是0.8呢????


追答


按我的設(shè)計來說,這個軸的表麵粗糙度可以定義為3.2,作為(wéi)一般零(líng)件,並考慮降低加工(gōng)成本(běn),還可以定義為(wéi)0.8(需要上磨床加工),若整套機器的檔次都比較高的(de)前提下,單個零件也會相應的(de)提高表麵質量,這種配比不是唯一對應的數值關係,是(shì)有一定範圍可供(gòng)選擇的,這取決於工程師的想法


通常情(qíng)況下,公差(chà)越小,機械零件表麵的粗(cū)糙度也(yě)越小,但他們沒有固定(dìng)的函數關(guān)係,一(yī)些裝飾表麵除外。這(zhè)是因為粗糙度規定的就是被加工麵的最高點(diǎn)和最低點之間的關係。一般要求的是被加工麵的不平整程度即粗糙度要小於公差等級要求,否則無(wú)法控製公(gōng)差,即沒有測量點(diǎn)。在《機械設計手冊》上給出出了兩者的(de)對應(yīng)關係。
追問
你說的我懂,那我再問你一個問題,假設(shè)一個公差等級IT7,基本尺(chǐ)寸是25mm的軸,它的公差等(děng)級是25um,假如它的表麵粗糙度是Ra1.6,那為什麽是1.6而不是3.2,或是0.8,或是(shì)6.3呢??1.6,0.8,3.2,6.3相比其公差25都小,那是為什麽(me)選1.6??是什麽決定了粗糙度的大小?


表麵粗糙度與公(gōng)差沒有直接的關係。但是很粗糙的表麵也做不成較小的公差,一般根據使用要求和要達到的公差要求設定粗糙度(dù)。有的時候沒有公差(chà)要求也要求有一定的粗糙度要求。比如(rú)電鍍件沒(méi)有較好(hǎo)的粗糙度鍍後就沒有很(hěn)好的表麵。再(zài)一公差要求為6級沒有3.2粗(cū)糙度以上要求就(jiù)不能使用。


工件表麵粗糙度是指表麵的微觀不平度,公差是用來控製宏觀尺寸(cùn)的範圍的。


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