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光泽度、光洁度与粗糙度:表面特性的三大指标


在日常生产和生活中,我们经常会遇到光泽度和光洁度(或粗糙度)这两个概念。尽管它们都与物体表面的特性有关,但实际上代表着不同的属性,并且有着各自的影响因素。以下是关于这两个概念的核心内容:

一、光泽度

  1. 定义:光泽度表示物体表面对光的漫反射强弱。高光泽度意味着表面更接近镜面效果,而低光泽度则意味着表面漫反射较弱,因此光泽度又称为镜面光泽度

  2. 影响因素:表面的物理性能和化学性能。

  3. 检测方法:使用表面光泽度仪。

二、光洁度(粗糙度)

  1. 定义与历史

    • 表面光洁度表面粗糙度是同一个概念,只是称呼不同。光洁度是按人的视觉观点提出,而粗糙度是基于表面微观几何形状的实际。

    • 表面光洁度与表面粗糙度有相应的对照表。粗糙度有测量的计算公式,而光洁度只能用样板规对照。所以说粗糙度比光洁度更科学严谨

    • 为与国际标准(ISO)接轨,中国80年代后采用“表面粗糙度”并废止了“表面光洁度”的使用。在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后,表面光洁度的已不再采用。

  2. 与光泽度的关系:表面光洁度(粗糙度)影响着物件的光泽度。一般来说,表面越光滑,光泽度越高。

  3. 影响因素与形成原因

    • 加工方法、刀具与零件间的摩擦、金属的塑性变形、工艺系统中的振动等。

    • 不同的加工方法和材料会在表面留下不同深浅、疏密和形状的痕迹。

  4. 对机械零件的影响

    • 耐磨性:表面越粗糙,磨损越快。

    • 配合稳定性:粗糙表面易导致间隙增大或连接强度降低。

    • 疲劳强度:粗糙表面的波谷对应力集中敏感,影响零件的疲劳强度。

    • 耐腐蚀性:粗糙表面易使腐蚀性物质渗入金属内部。

    • 密封性:粗糙表面难以完全贴合,影响密封效果。

    • 接触刚度:零件间的接触刚度受表面粗糙度影响。

    • 测量精度:表面粗糙度直接影响测量的准确性。

  5. 其他影响:镀涂层、导热性、接触电阻、反射能力、流体阻力以及电流流通等。

表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则表面越光滑。


  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,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。


  表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系,对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。一般标注采用Ra


总结:光泽度和光洁度(粗糙度)是两个不同的概念,但它们之间存在一定的联系。了解这些概念及其影响因素对于优化产品设计和提高制造质量至关重要。


不同加工方法所能达到的表面粗糙度

表面特征

表面粗糙度(Ra)数值

加工方法举例

明显可见刀痕

Ra100、Ra50、Ra25、

粗车、粗刨、粗铣、钻孔

微见刀痕

Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、

精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨

看不见加工痕迹,微辩加工方向

Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、

精车、精磨、精铰、研磨

暗光泽面

Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、

研磨、珩磨、超精磨、抛光

表面粗糙度符号

image.png

表面光洁度与表面粗糙度对照表

光洁度

级别

(旧标)

粗糙度

Ra

(μm)

 1)表面状况 2)加工方法 3)应用举例

▽1

40~80


▽2

20

~

40

1)明显可见的刀痕

2)粗车、镗、刨、钻

3)粗加工后的表面,焊接前的焊缝、粗钻孔壁等。

▽ 3

10

~

20

1)可见刀痕

2)粗车、刨、铣、钻

3)一般非结合表面,如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面,减重孔眼表面

▽4

5

~

10

1)可见加工痕迹

2)车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿

3)不重要零件的配合表面,如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面,紧固件通孔的表面,内、外花键的非定心表面,不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等

▽5

2.5

~

5

1)微见加工痕迹

2)车、镗、刨、铣、刮1~2点/cm^2、拉、磨、 锉、滚压、铣齿

3)和其他零件连接不形成配合的表面,如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间,键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面

▽6

1.25

~

2.5

1)看不清加工痕迹

2)车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1~2点/cm^2铣齿

3)安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔,普通精度齿轮的齿面,定位销孔,V型带轮的表面,外径定心的内花键外径,轴承盖的定中心凸肩表面

▽7

0.63

~

1.25

1)可辨加工痕迹的方向

2)车、镗、拉、磨、立铣、刮3~10点/cm^2、滚压

3)要求保证定心及配合特性的表面,如锥销与圆柱销的表面,与G级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔,中速转动的轴径,直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔,内、外花键的定心内径,外花键键侧及定心外径,过盈配合IT7级的孔(H7),间隙配合IT8~IT9级的孔(H8,H9),磨削的齿轮表面等

▽8

0.32

~

0.63

1)微辨加工痕迹的方向

2)铰、磨、镗、拉、刮3~10点/cm^2、滚压

3)要求长期保持配合性质稳定的配合表面,IT7级的轴、孔配合表面,精度较高的齿轮表面,受变应力作用的重要零件,与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面,尺寸大于120mm的IT13~IT16级孔和轴用量规的测量表面

▽9

0.16

~

0.32

1)不可辨加工痕迹的方向

2)布轮磨、磨、研磨、超级加工

3)工作时受变应力作用的重要零件的表面。保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性,并在工作时不破坏配合性质的表面,如轴径表面、要求气密的表面和支承表面,圆锥定心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的表面,与G级滚动轴承配合的轴径表面,尺寸大于315mm的IT7~IT9级级孔和轴用量规级尺寸大于120~315mm的IT10~IT12级孔和轴用量规的测量表面等

▽10

0.08

~

0.16

1)暗光泽面

2)超级加工

3)工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面,活塞销的外表面,仪器导轨面,阀的工作面。尺寸小于120mm的IT10~IT12级孔和轴用量规测量面等

▽11

0.004

~

0.08


▽12

0.002

~

0.004


▽13

0.001

~

0.002


▽14

<0.001



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