1。1 表面粗糙度的概述

众所周知，表面粗糙度其实就是指零件表面微小间距和峰谷形成的微观几何 不平程度[1]。通常两波峰或两波谷之间的距离非常小，用肉眼是难以区别的，它 属于微观几何形状误差。若表面间距越小，则其峰谷越小，表面粗糙度值也就越 小[2]。表面粗糙度是由切削过程中刀具与工件表面摩擦、切削时产生高频振动、 刀具切削产生刀痕等因素形成的。表面粗糙度值的大小与零件的配合性质、疲劳 强度、耐磨性、噪声等有着密切的关系。它对机械工业产品的使用寿命及使用过 程中的稳定性有着重大的影响。

1。2 表面粗糙度研究的目的和意义

在机械零件的加工过程中，由于切削分离时产生塑性变形、刀具切削后留下 刀痕、刀具和加工表面摩擦、工艺系统产生高频振动等多方面原因，齿轮表面产 生一定的粗糙度。齿轮的表面粗糙度对齿轮的耐磨性、耐腐蚀性、密封性、弯曲 强度、胶合强度、抗疲劳强度有着直接的影响，对齿轮的外观、测量精度、传动 精度、配合性质的稳定性等也有着很大程度的影响[3]。为减小齿轮传动过程中噪 声、冲击、振动等不利因素的影响,保证齿轮传动工作的平稳性以及齿轮零部件 的使用性能和寿命，必须对齿轮的表面粗糙度值进行严格控制。

在满足齿轮功能要求和加工工艺经济性的同时，须对齿轮表面粗糙度进行合 理的选择，做好指评定参数的选择和参数值的确定。为确定最优的表面粗糙度值， 研究影响最优粗糙度的主要因素变得尤为重要，我们可通过控制影响因素来合理 控制粗糙度值范围。当工况一定时，可研究得出最优粗糙度值。

1。3 表面粗糙度的国内外研究现状

2 表面粗糙度的理论概述

2。1 表面粗糙度的形成机理

已加工表面的形成过程如下图所示。

图 21 已加工表面的形成过程

如图 21 所示，当工件以切削速度 v 匀速靠近刀具切削刃时，由于切削刃钝 圆半径的作用，厚度为 ac 的一层金属不能沿 OM 方向滑移变形。这层金属将从剪 切面和钝圆的交点 O 点与切削层分离。之后，这层金属沿着刀刃口下方 OB 段被 挤压，从而留在已加工表面上。后一部分金属经 B 点后，又受到 VB 和 CD 段的挤 压和摩擦。这种较强的挤压和摩擦力直接导致工件表面加工硬化并受到剪切应力 的作用。之后这部分金属开始弹性恢复，已加工表面 CD 段继续与后刀面摩擦， 这使得表面金属进一步变形。刀具与零件加工表面的接触情况，直接影响了已加 工表面的粗糙度值。

零件表面会形成微观几何形状误差，即加工表面较小间距和微小峰谷的高度 是不同的，这就形成了所谓的表面粗糙度。由于加工方法、工件材料等因素都有 差异，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密就不同，痕迹的形状和纹理也都形成了 差别，这就产生了不同的表面粗糙度值。

2。2 表面粗糙度的标准

为了统一指标、方法，在粗糙度方面，各国都制定了相应的标准。经过多年 的研究发展，我国在粗糙度方面的标准已经趋于完善。最初，我国在表面粗糙度

方面制定的标准只能解决图样方面的简单问题。如今修订的 GB/T 1031《表面粗 糙度参数及其数值》、GB 3505《表面粗糙度术语表面及其参数》等系列标准已成 为我国重要的工业标准。GB/T 10311995 规定了表面粗糙度的参数和数值，GB/T

13193 规定了表面粗糙度的标注方法及代号的含义。这些标准使粗糙度的标注 趋于规范化，同时更利于专业人士的操作以及交流。但在一些技术文件中，由于 技术文件的编写特点，对粗糙度方面的要求大多采用文字叙述方式。