機械製圖學習：表面粗糙度

7.5 零件圖的表面粗糙度

零件圖不僅要把零件的形狀和大小表達清楚，還需要對零件的材料、加工、檢驗、測量等提出必要的技術要求。用規定的代號、數字、文字等，表示零件在製造和檢驗過程中應達到的技術指標，稱為技術要求。技術要求的主要內容包括：表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料及熱處理等。這些內容凡有指定代號的，需用代號注寫在視圖上，無指定代號的則用文字說明，注寫在圖紙的空白處。

7.5. 1. 表面粗糙度的概念

零件的表面，無論採用哪種方法加工，都不可能絕對光滑、平整，將其置於顯微鏡下觀察，都將呈現出不規則的高低不平的狀況，高起的部分稱為峰，低凹的部分稱為谷，這種表面上具有較小間距的峰谷所組成的微觀幾何形狀特性，稱為表面粗糙度，如圖7-34所示。這是由於加工零件時，刀具在零件表面上留下刀痕和切削時金屬的塑性變形等影響，使零件表面存在著間距較小的輪廓峰谷。

圖7-34 表面粗糙度

表面粗糙度反映了零件表面的加工質量，它對零件的耐磨性、耐腐蝕性、配合精度、疲勞強度及接觸剛度和密封性等都有較大影響。國家標準規定了零件表面粗糙度的評定參數，應在滿足零件表面功能要求的前提下，合理地選擇表面粗糙度的參數值。一般來說，凡零件上有配合要求或有相對運動的表面，零件表面質量要求較高。

2. 表面粗糙度代號

表面粗糙度用代號標註在圖樣上，代號由符號、數字及說明文字組成。在零件的每個表面，都應按設計要求，標註表面粗糙度代號。表面粗糙度符號有三種，見表7-2。

表7-2 表面粗糙度符號

3. 表面粗糙度的高度評定參數

評定表面粗糙度的高度參數有：輪廓的算術平均偏差Ra、輪廓的最大高度Rz等。這裡只介紹最常用的輪廓算術平均偏差Ra。其他內容可參閱國家標準。

輪廓的算術平均偏差Ra是指在取樣長度l內，輪廓偏距y絕對值的算術平均值，如圖7-35。用公式可表示為：

Ra=

∣y(x)∣dx 或 Ra≈

∣yi∣

圖7-35 輪廓算術平均偏差

表面粗糙度的高度評定參數Ra的數值見表7-3。

表7-3 表面粗糙度Ra數值 μm

零件的表面粗糙度高度評定參數輪廓算術平均偏差Ra的數值越大，表面越粗糙，零件表面質量越低，加工成本就越低；輪廓算術平均偏差Ra的數值越小，表面越光滑，零件表面質量越高，加工成本就越高。因此，在滿足零件使用要求的前提下，應合理選用表面粗糙度參數。

4. 表面粗糙度代號在圖樣上的標註

表面粗糙度符號的畫法如圖7-36所示。對於Ra、Rz粗糙度高度參數，尤其選用Ra數值的為最多，標註Ra數值時省略Ra字樣，見表7-4。

圖7-36 表面粗糙度符號的畫法

表7-4 表面粗糙度代號

在圖樣上標註表面粗糙度時，應注意以下幾點：

(1) 同一零件圖中，每個表面一般只標註一次表面粗糙度代號。

(2) 表面粗糙度代號的尖端必須從材料外指向材料表面。

(3) 表面粗糙度代號應標註在可見輪廓線、尺寸線、尺寸界線或引出線上，並且儘量標註在有關範圍附近，如圖7-3所示。

圖7-37 表面粗糙度的標註示例 圖7-38 表面粗糙度的標註

(4) 當表面粗糙度代號中，僅有高度參數值一項內容時，表面粗糙度代號和數字的方向應按圖7-38規則標註。

(5) 當零件表面有相同的表面粗糙度要求時，可將表面粗糙度代號統一標註在圖樣的右上角，如圖7-39所示。

圖7-39 相同表面的表面粗糙度標註 圖7-40 不連續的同一表面、連續表面的標柱

當零件各表面的表面粗糙度要求不同時，可將使用最多的一種表面粗糙度代號統一標註在圖樣的右上角，並在代號的前面加上“其餘”二字，如圖7-37所示。

零件上連續表面、重複要素（如孔、齒、槽等）的表面和用細實線連接不連續的同一表面，其表面粗糙度代號只注一次，如圖7-40所示。

圖7-41 同一表面不同要求的注法 圖7-42 螺紋、齒輪、鍵槽、倒角、圓角的注法

同一表面上有不同的表面粗糙度要求時，應用細實線畫出其分界線，並注出相應的表面粗糙度代號和尺寸，如圖7-41所示。

齒輪、螺紋、鍵槽等的工作表面和倒角、圓角的表面粗糙度代號可以簡化標註，如圖7-42所示。

5. 表面粗糙度的選用

表面粗糙度參數值的選用，應該既要滿足零件表面的功能要求，又要考慮經濟合理性。具體選用時，可參照已有的類似零件圖，用類比法確定。

選用時要注意以下問題：

① 在滿足功用的前提下，儘量選用較大的表面粗糙度數值，以降低生產成本。

② 一般情況下，零件的接觸表面比非接觸表面的粗糙度參數值要小。

③ 受循環載荷的表面極易引起應力集中的表面，表面粗糙度參數值要小。

④ 配合性質相同，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度參數值要小；同一公差等級，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度參數值要小。

⑤ 運動速度高、單位壓力大的磨擦表面比運動速度低，單位壓力小的磨擦表面的粗糙度參數值小。

⑥ 要求密封性、耐腐蝕的表面其粗糙度參數值要小。

表7-5列舉了表面粗糙度參數Ra值與加工方法的關係及其應用實例，可供選用時參考。

表7-5 表面粗糙度參數Ra值應用舉例