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光澤度、光潔度與粗糙度:表面特性的三大指標

瀏覽次數:1816 更新日期:2024-01-08

摘要:

在日常生產和生活中,我們經常會遇到光澤度和光潔度(或粗糙度)這兩個概念。盡管它們都與物體表面的特性有關,但實際上代表著不同的屬性,并且有著各自的影響因素。以下是關于這兩個概念的核心內容:一、光澤度定義:光澤度表示物體表面對光的漫反射強弱。高光澤度意味著表面更接近鏡面效果,而低光澤度則意味著表面漫反射....


在日常生產和生活中,我們經常會遇到光澤度和光潔度(或粗糙度)這兩個概念。盡管它們都與物體表面的特性有關,但實際上代表著不同的屬性,并且有著各自的影響因素。以下是關于這兩個概念的核心內容:

一、光澤度

  1. 定義:光澤度表示物體表面對光的漫反射強弱。高光澤度意味著表面更接近鏡面效果,而低光澤度則意味著表面漫反射較弱,因此光澤度又稱為鏡面光澤度

  2. 影響因素:表面的物理性能和化學性能。

  3. 檢測方法:使用表面光澤度儀。

二、光潔度(粗糙度)

  1. 定義與歷史

    • 表面光潔度表面粗糙度是同一個概念,只是稱呼不同。光潔度是按人的視覺觀點提出,而粗糙度是基于表面微觀幾何形狀的實際。

    • 表面光潔度與表面粗糙度有相應的對照表。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

    • 為與國際標準(ISO)接軌,中國80年代后采用“表面粗糙度”并廢止了“表面光潔度”的使用。在表面粗糙度國家標準GB3505-83、GB1031-83頒布后,表面光潔度的已不再采用。

  2. 與光澤度的關系:表面光潔度(粗糙度)影響著物件的光澤度。一般來說,表面越光滑,光澤度越高。

  3. 影響因素與形成原因

    • 加工方法、刀具與零件間的摩擦、金屬的塑性變形、工藝系統中的振動等。

    • 不同的加工方法和材料會在表面留下不同深淺、疏密和形狀的痕跡。

  4. 對機械零件的影響

    • 耐磨性:表面越粗糙,磨損越快。

    • 配合穩定性:粗糙表面易導致間隙增大或連接強度降低。

    • 疲勞強度:粗糙表面的波谷對應力集中敏感,影響零件的疲勞強度。

    • 耐腐蝕性:粗糙表面易使腐蝕性物質滲入金屬內部。

    • 密封性:粗糙表面難以完全貼合,影響密封效果。

    • 接觸剛度:零件間的接觸剛度受表面粗糙度影響。

    • 測量精度:表面粗糙度直接影響測量的準確性。

  5. 其他影響:鍍涂層、導熱性、接觸電阻、反射能力、流體阻力以及電流流通等。

表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷的不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離(波距)很小(在1mm以下),它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小,則表面越光滑。


  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,例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時表面層金屬的塑性變形以及工藝系統中的高頻振動等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。


  表面粗糙度與機械零件的配合性質、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關系,對機械產品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標注采用Ra


總結:光澤度和光潔度(粗糙度)是兩個不同的概念,但它們之間存在一定的聯系。了解這些概念及其影響因素對于優化產品設計和提高制造質量至關重要。


不同加工方法所能達到的表面粗糙度

表面特征

表面粗糙度(Ra)數值

加工方法舉例

明顯可見刀痕

Ra100、Ra50、Ra25、

粗車、粗刨、粗銑、鉆孔

微見刀痕

Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、

精車、精刨、精銑、粗鉸、粗磨

看不見加工痕跡,微辯加工方向

Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、

精車、精磨、精鉸、研磨

暗光澤面

Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、

研磨、珩磨、超精磨、拋光

表面粗糙度符號

image.png

表面光潔度與表面粗糙度對照表

光潔度

級別

(舊標)

粗糙度

Ra

(μm)

 1)表面狀況 2)加工方法 3)應用舉例

▽1

40~80


▽2

20

~

40

1)明顯可見的刀痕

2)粗車、鏜、刨、鉆

3)粗加工后的表面,焊接前的焊縫、粗鉆孔壁等。

▽ 3

10

~

20

1)可見刀痕

2)粗車、刨、銑、鉆

3)一般非結合表面,如軸的端面、倒角、齒輪及皮帶輪的側面、鍵槽的非工作表面,減重孔眼表面

▽4

5

~

10

1)可見加工痕跡

2)車、鏜、刨、鉆、銑、銼、磨、粗鉸、銑齒

3)不重要零件的配合表面,如支柱、支架、外殼、襯套、軸、蓋等的端面。緊固件的自由表面,緊固件通孔的表面,內、外花鍵的非定心表面,不作為計量基準的齒輪頂圈圓表面等

▽5

2.5

~

5

1)微見加工痕跡

2)車、鏜、刨、銑、刮1~2點/cm^2、拉、磨、 銼、滾壓、銑齒

3)和其他零件連接不形成配合的表面,如箱體、外殼、端蓋等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的軸間,鍵和鍵槽的工作表面。不重要的緊固螺紋的表面。需要滾花或氧化處理的表面

▽6

1.25

~

2.5

1)看不清加工痕跡

2)車、鏜、刨、銑、鉸、拉、磨、滾壓、刮1~2點/cm^2銑齒

3)安裝直徑超過80mm的G級軸承的外殼孔,普通精度齒輪的齒面,定位銷孔,V型帶輪的表面,外徑定心的內花鍵外徑,軸承蓋的定中心凸肩表面

▽7

0.63

~

1.25

1)可辨加工痕跡的方向

2)車、鏜、拉、磨、立銑、刮3~10點/cm^2、滾壓

3)要求保證定心及配合特性的表面,如錐銷與圓柱銷的表面,與G級精度滾動軸承相配合的軸徑和外殼孔,中速轉動的軸徑,直徑超過80mm的E、D級滾動軸承配合的軸徑及外殼孔,內、外花鍵的定心內徑,外花鍵鍵側及定心外徑,過盈配合IT7級的孔(H7),間隙配合IT8~IT9級的孔(H8,H9),磨削的齒輪表面等

▽8

0.32

~

0.63

1)微辨加工痕跡的方向

2)鉸、磨、鏜、拉、刮3~10點/cm^2、滾壓

3)要求長期保持配合性質穩定的配合表面,IT7級的軸、孔配合表面,精度較高的齒輪表面,受變應力作用的重要零件,與直徑小于80mm的E、D級軸承配合的軸徑表面、與橡膠密封件接觸的軸的表面,尺寸大于120mm的IT13~IT16級孔和軸用量規的測量表面

▽9

0.16

~

0.32

1)不可辨加工痕跡的方向

2)布輪磨、磨、研磨、超級加工

3)工作時受變應力作用的重要零件的表面。保證零件的疲勞強度、防腐性和耐久性,并在工作時不破壞配合性質的表面,如軸徑表面、要求氣密的表面和支承表面,圓錐定心表面等。IT5、IT6級配合表面、高精度齒輪的表面,與G級滾動軸承配合的軸徑表面,尺寸大于315mm的IT7~IT9級級孔和軸用量規級尺寸大于120~315mm的IT10~IT12級孔和軸用量規的測量表面等

▽10

0.08

~

0.16

1)暗光澤面

2)超級加工

3)工作時承受較大變應力作用的重要零件的表面。保證精確定心的錐體表面。液壓傳動用的孔表面。汽缸套的內表面,活塞銷的外表面,儀器導軌面,閥的工作面。尺寸小于120mm的IT10~IT12級孔和軸用量規測量面等

▽11

0.004

~

0.08


▽12

0.002

~

0.004


▽13

0.001

~

0.002


▽14

<0.001