零件表面质量的重要性及优化方法

零件的加工质量，包括加工精度和表面质量。加工精度是指零件经加工后，其尺寸、形状等实际参数与其理论参数相符合的程度。相符合的程度越高，偏差（加工误差）越小，加工精度越高。加工精度包括尺寸精度、形状精度和位置精度。表面质量是指零件经加工后的表面粗糙度、表面层加工硬化的程度和残余应力的性质及其大小。表面质量对零件的使用性能有很大的影响，一般零件表面都有粗糙度的要求。

（1）尺寸精度

在机械加工中，任何加工方法都不可能没有误差地达到理论值，加工误差必然存在。因此，在零件设计中就必须给出零件尺寸的允许变化范围，这个允许的尺寸变动范围称为尺寸公差。

在一定的尺寸下，公差越小则精度越高，加工难度就越大。

零件的尺寸精度与零件的基本尺寸和公差大小有关。综合两方面因素，国家标准GB/T 1800—1997规定，标准的尺寸公差（即尺精度）分为20个等级，分别以IT01，IT0，IT1，IT2，…，IT18表示。其中IT是international tolerance的简称，表示标准公差，其后数字表示公差等级，数字越大，精度越低。IT01—IT13用于配合尺寸，其余用于非配合尺寸。

（2）形状精度

形状精度是指零件上的被测要素（线和面）相对于理想形状的准确度。类似于尺寸精度，在零件加工中出现不圆、不平等误差不可避免，因此，设计者会在零件图中给出零件的形状公差。形状公差越小就意味着零件的实际形状越接近于理想形状。

国标标准GB/T 1802—1996中规定了6项形状公差，它们是直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度。

（3）位置精度(www.xing528.com)

位置精度是实际位置相对于理论位置的准确程度。国家标准GB/T 1182—1996规定的位置公差项目有平行度、倾斜度、垂直度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8项。位置公差等级分为1—12共12个等级。

位置公差与形状公差有相似之处，常被合称为形位公差，但是它们有明显的区别。形状公差控制单一几何要素的误差，位置公差则控制多个几何要素的相互位置关系，其中以某一要素为基准。

（4）表面粗糙度

在切削加工过程中，由于有刀痕、振动、摩擦等原因，会使工件已加工表面产生微小的粗糙不平（类似于峰谷形态）。零件的表面粗糙度就是指零件表面的微观几何形状误差。

表面粗糙度反映了零件表面的微观几何形状误差。这种误差使零件表面粗糙不平，即使经过精细加工的表面，使用仪器仍能测量出其表面的峰谷形态。峰谷的高低相差越小，则表面粗糙度越小，外观表现为零件越光洁。

最常用的表面粗糙度评定参数是轮廓算术平均偏差值即Ra，单位为μm。Ra值越大零件越粗糙。

需要注意的是，初学者常常将表面粗糙度与精度混为一谈。原因在于精度高的表面必然光洁，即Ra值小。但是，Ra值小的表面，其精度未必高，例如外观装饰表面、机床的手柄等。