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你知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3,

2017年10月08日

一、表面粗糙度的概念

 

零件在機械加工過程中,由于切削時金屬表面的塑性變形和機床震動以及刀具在表面上留下的刀痕等因素的影響,使零件的各個表面,不管加工的多么光滑,至于顯微鏡下觀察,都可以看到峰谷高低不平的情況,加工表面上具有較小間距的峰谷所組成的微觀幾何體形狀特征稱為表面粗糙度。一般來說,不同的加工方法形成的表面粗糙度也不同。

 

二、表面粗糙度對機械產品的影響

 

1表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面間的有效接觸面積越小,壓強越大,磨損就越快。



2表面粗糙度影響配合性質的穩定性。對間隙配合來說,表面越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過盈配合來說,由于裝配時將微觀凸峰擠平,減小了實際有效過盈,降低了聯結強度。



3表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷,它們像尖角缺口和裂紋一樣,對應力集中很敏感,從而影響零件的疲勞強度。



4表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面,易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內層,造成表面腐蝕。



5表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合,氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。



6)表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結合面在外力作用下,抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。



7)影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度,尤其是在精密測量時。



此外,表面粗糙度對零件的鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。



三、常用加工方式和能達到的粗糙度值

 



四、表面粗糙度與表面光潔度一樣嗎?



表面光潔度是表面粗糙度的另一稱法。表面光潔度是按人的視覺觀點提出來的,而表面粗糙度是按表面微觀幾何形狀的實際提出來的。因為與國際標準(ISO)接軌,中國80年代后采用表面粗糙度而廢止了表面光潔度。在表面粗糙度國家標準GB3505-83GB1031-83頒布后,表面光潔度已不再采用。



表面光潔度與表面粗糙度有相應的對照表(見下圖)。粗糙度有測量的計算公式,而光潔度只能用樣板規對照。所以說粗糙度比光潔度更科學嚴謹。






五、表面粗糙度數值為什么用0.8,1.6,3.2等表示?

 

 

一切都來源于偉大的優先數系!

 

法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規格繁多,他就想了一個辦法,將10開5次方,得到一個數1.6,然后輾轉相乘,得出5個優先數如下:

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3



這是一個等比數列,后數為前數的1.6倍,那么10以下的鋼絲繩一下子只有5種,10到100的鋼絲繩也只有5種,即10, 16, 25, 40, 63。



但是這樣分法太稀疏,雷先生就再接再厲,將10開10次方,得出R10優先數系如下:

1.0

1.25

1.6

2.0

2.5

3.15

4.0

5.0

6.3

8.0



公比為1.25,于是10以內的鋼絲繩只有10種,10到100的也只有10種,這就比較合理了。這時肯定有人說,這個數列,前面的數字好像相差不大,如1.0和1.25,簡直沒差別嘛,平常我就四舍五入了,但6.3和8.0間隔就大了,這樣合理嗎?



合理不合理,我們打個比方。比如說自然數1、2、3、4、5、6、7、8、9,看起來很順溜,我們用這個數列來發工資,給張三發1000,給李四發2000,兩人皆心服。突然通貨膨脹,給張三發8000,給李四發9000。以前李四工資是張三的2倍,現在變成1.12倍。你說李四能愿意嗎?他可是主管哪,給他發16000還差不多,張三是不會埋怨說主管比他多8000的。



這個自然界的事物,有兩種比較方法,就是“相對”與“絕對”!優先數系是相對的。



有人說他的產品規格有10噸,20噸,30噸,40噸的,現在看來就不合理了吧?如果你取兩倍的話,應該是10噸,20噸,40噸,80噸,或者保住頭尾,也應該是10噸,16噸,25噸,40噸,公比為1.6才合理。



這就是“標準化”,論壇上常常看到有人說“標準化”,實際他們說的是“標準件”,所做的工作只是將整機的標準件整理一下,就叫標準化了,實際不是這樣的。真正的標準化,你要把你的產品的所有參數按優先數系形成序列化,再把所有的零部件的功能參數及尺寸,用優先數系來序列化才對。



自然數是無窮的,但在機械設計師眼里,世界上只有10個數,它就是R10優先數。并且,這10個數相乘,相除,乘方,開方,結果還在這10個數里,何其奇妙!當你設計的時候,不知道尺寸該選擇多大為好時,就在這10個數里選,你說何其方便!

1.0 N0

1.12 N2

1.25 N4

1.4 N6

1.6 N8

1.8 N10

2.0 N12

2.24 N14

2.5 N16

2.8 N18

3.15 N20

3.55 N22

4.0 N24

4.5 N26

5.0 N28

5.6 N30

6.3 N32

7.1 N34

8.0 N36

9.0 N38



兩個優先數,比如4和2,其序號分別為N24和N12,它們相乘,將其序號相加,其結果等于N36即8便是;相除,序號相減,等于N12即2便是;2的立方,將其序號N12乘以3得N36即8便是;4的開方,將其序號N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢?N12*4=N48,這里沒有,怎么辦?上面的列表,沒有寫上一個數,就是10,它的序號是N40,凡是序號大于40的,只看大于40的部分,比如N48就看N8,即1.6,然后乘以10得16就對了。請關注我們的微信號: auto1950  。如果序號是N88呢,看N8得1.6,然后乘以100得160便是,因為100的序號是N80,1000的序號是N120,依此類推做機械設計,一輩子用這20個數就足矣。但有時需用到R40數系,有40個數,就更完善了,若不夠,還有R80系。我已將R40數系倒背如流,應付一般計算根本不用計算器。簡單來說算40徑的45鋼的抗扭能力,其扭轉系數是0.5*π*R^3,扭應力選屈服點360的一半即180MPa,圓周率選3.15,左右手捏小數點,心算加減序號,一會就出來。有人說你不加安全系數嗎?說吧,是取1.25,還是1.5,還是2啊?呵呵。



黃金分割0.618,也即1.618,這里也有1.6。



平方根數列,就是根號1,根號2,根號3,很容易求出吧?(3的序號是N19)



π的平方等于多少?等于10。你算壓桿穩定的時候就方便了吧?



圓桿扭轉系數約為0.1*D^3,現在你可以口算扭轉系數了吧?



為什么大螺絲從M36直接跳到M40?

為什么齒輪的傳動比有個6.3或者7.1?

為什么槽鋼有個市場上很少見的12.6號?

為什么外協廠打電話來說140的方管沒有,而有120和160的?因為R5數系比R20數系優先。

為什么標準件的參數有個第一序列,第二序列?一般來說第一序列就是R5序列。

為什么Inventor的螺孔列表有個M11.2?現在你知道它不是胡謅出來的數吧?



還有鋼板厚度,型鋼型號,齒輪模數,一切標準件,一切工業品樣本上的功能參數,尺寸參數,標準公差表,等等等等,它們的來源,此刻在我們的心中慢慢清晰起來。可以說,我們已經理解了半部機械設計手冊,以及那些還沒做出來的工業品。



那么,我們在設計產品的時候,就可以同時設計出一系列了,而不是設計完之后再進行所謂的“標準化”;更進一步,如果產品注定要序列化,那么我們甚至可以在對實際工況不甚了解的情況下設計產品,因為優先數系已將所有型號包括其中了。



優先數系的應用,上面列出的,可謂滄海一粟,無盡的應用等著我們自己去開發。

來源:南陽中納特機械有限公司

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