零件在機械加(jia)工過程(cheng)中，由于切(qie)削時金屬表面的(de)塑性(xing)變形和機床震(zhen)動以及刀具在表面上留下的(de)刀痕等因素的(de)影(ying)響，使零件的(de)各個表面，不管加(jia)工的(de)多么光滑，至(zhi)于顯微鏡(jing)下觀察，都可以看到(dao)峰谷高低不平的(de)情況，如(ru)圖。
加工表(biao)面(mian)(mian)上具(ju)有(you)較小間(jian)距的(de)峰谷所組成的(de)微(wei)觀幾何體形(xing)(xing)狀特征稱為表(biao)面(mian)(mian)粗糙度(du)。一般(ban)來(lai)說，不同的(de)加工方法形(xing)(xing)成的(de)表(biao)面(mian)(mian)粗糙度(du)也不同。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(biao)面粗糙度(du)影響(xiang)配(pei)合(he)性質的穩定性。對(dui)間隙(xi)配(pei)合(he)來(lai)說，表(biao)面越(yue)粗糙，就(jiu)越(yue)易磨(mo)損，使工作(zuo)過程中間隙(xi)逐(zhu)漸增大；對(dui)過盈(ying)(ying)配(pei)合(he)來(lai)說，由于裝配(pei)時將微觀凸(tu)峰擠(ji)平，減小了實(shi)際(ji)有效過盈(ying)(ying)，降低了聯結強度(du)。3） 表面(mian)粗糙(cao)度影響零(ling)件的疲勞強(qiang)度。粗糙(cao)零(ling)件的表面(mian)存在較大(da)的波谷，它(ta)們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力(li)集中很敏(min)感，從而影響零(ling)件的疲勞強(qiang)度。4） 表(biao)面(mian)(mian)粗糙度影(ying)響零(ling)件的抗(kang)腐蝕性。粗糙的表(biao)面(mian)(mian)，易(yi)使腐蝕性氣體(ti)或液(ye)體(ti)通過(guo)表(biao)面(mian)(mian)的微(wei)觀凹谷滲(shen)入到金屬內層，造(zao)成表(biao)面(mian)(mian)腐蝕。5） 表(biao)(biao)面粗(cu)糙(cao)度影(ying)響零件的密封性。粗(cu)糙(cao)的表(biao)(biao)面之間(jian)無法(fa)嚴密地貼合(he)，氣體或液體通過接觸面間(jian)的縫(feng)隙(xi)滲(shen)漏。6）表(biao)面粗糙度影(ying)響零件(jian)的接(jie)(jie)觸(chu)剛(gang)度。接(jie)(jie)觸(chu)剛(gang)度是零件(jian)結合面在外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)下，抵(di)抗接(jie)(jie)觸(chu)變形的能力(li)。機器的剛(gang)度在很大程度上取(qu)決于各零件(jian)之間的接(jie)(jie)觸(chu)剛(gang)度。7）影響零件(jian)(jian)的測量精度(du)。零件(jian)(jian)被測表(biao)面和測量工具測量面的表(biao)面粗糙(cao)度(du)都會直(zhi)接(jie)影響測量的精度(du)，尤(you)其是在精密測量時。此外，表面(mian)粗糙度對零件的鍍涂(tu)層、導熱性和接(jie)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(mian)電流的流通等都會有不同程度的影(ying)響。
三、常用加工方式和能達到的粗糙度值
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GB3505-83、GB1031-83頒布后，表面(mian)光潔度已不(bu)再采用。
表(biao)面光潔度與表(biao)面粗糙度有(you)(you)相應(ying)的對照表(biao)（見下圖）。粗糙度有(you)(you)測(ce)量(liang)的計算公式(shi)，而(er)光潔度只能用樣板(ban)規對照。所以說粗糙度比光潔度更科學(xue)嚴(yan)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(yuan)于(yu)偉大(da)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:
這(zhe)是一(yi)個等比數列，后數為前數的1.6倍，那么10以下的鋼(gang)(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)一(yi)下子只有(you)5種，10到100的鋼(gang)(gang)絲(si)繩(sheng)(sheng)也(ye)只有(you)5種，即10, 16, 25, 40, 63。但是這樣分法(fa)太稀(xi)疏，雷先生就再接再厲(li)，將10開10次方(fang)，得出R10優先數系如下(xia)：公比為1.25，于是10以內的(de)鋼絲繩只(zhi)(zhi)有10種，10到100的(de)也只(zhi)(zhi)有10種，這就比較合理了(le)(le)。這時肯(ken)定有人說，這個數(shu)列，前(qian)面的(de)數(shu)字好(hao)像相差不大(da)，如(ru)1.0和1.25，簡直沒差別嘛，平常(chang)我就四舍(she)五入了(le)(le)，但6.3和8.0間(jian)隔(ge)就大(da)了(le)(le)，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(jiu)是“相(xiang)(xiang)對(dui)”與“**”！優先數(shu)系是相(xiang)(xiang)對(dui)的。有人說他的(de)產品(pin)規(gui)格有10噸(dun)(dun)，20噸(dun)(dun)，30噸(dun)(dun)，40噸(dun)(dun)的(de)，現在看(kan)來就不合(he)理了吧？如果你(ni)取兩倍的(de)話(hua)，應該是10噸(dun)(dun)，20噸(dun)(dun)，40噸(dun)(dun)，80噸(dun)(dun)，或者保住頭(tou)尾(wei)，也應該是10噸(dun)(dun)，16噸(dun)(dun)，25噸(dun)(dun)，40噸(dun)(dun)，公比為1.6才合(he)理。這就(jiu)是“標(biao)(biao)準化(hua)(hua)(hua)”，論(lun)壇(tan)上(shang)常(chang)常(chang)看到有人說(shuo)“標(biao)(biao)準化(hua)(hua)(hua)”，實(shi)際他(ta)們說(shuo)的是“標(biao)(biao)準件”，所做的工作只(zhi)是將(jiang)整機的標(biao)(biao)準件整理一下，就(jiu)叫標(biao)(biao)準化(hua)(hua)(hua)了，實(shi)際不(bu)是這樣的。真正的標(biao)(biao)準化(hua)(hua)(hua)，你要把你的產品(pin)的所有參數按優(you)先(xian)數系形(xing)成序(xu)列(lie)化(hua)(hua)(hua)，再(zai)把所有的零(ling)部(bu)件的功能(neng)參數及尺寸，用優(you)先(xian)數系來序(xu)列(lie)化(hua)(hua)(hua)才對。自然數是(shi)無窮的，但在(zai)機械(xie)設計(ji)師眼里(li)，世界(jie)上只有10個(ge)(ge)數，它就(jiu)(jiu)是(shi)R10優先數。并且(qie)，這10個(ge)(ge)數相乘(cheng)，相除，乘(cheng)方，開方，結果還在(zai)這10個(ge)(ge)數里(li)，何其(qi)奇(qi)妙！當你設計(ji)的時候，不(bu)知道(dao)尺寸該選擇多大為好時，就(jiu)(jiu)在(zai)這10個(ge)(ge)數里(li)選，你說(shuo)何其(qi)方便！
兩個優先數，比(bi)如4和2，其(qi)序(xu)號(hao)(hao)(hao)分別為N24和N12，它(ta)們相(xiang)(xiang)乘，將其(qi)序(xu)號(hao)(hao)(hao)相(xiang)(xiang)加，其(qi)結果(guo)(guo)等(deng)于(yu)N36即8便(bian)(bian)是；相(xiang)(xiang)除(chu)，序(xu)號(hao)(hao)(hao)相(xiang)(xiang)減，等(deng)于(yu)N12即2便(bian)(bian)是；2的立方(fang)，將其(qi)序(xu)號(hao)(hao)(hao)N12乘以(yi)3得N36即8便(bian)(bian)是；4的開(kai)方(fang)，將其(qi)序(xu)號(hao)(hao)(hao)N24除(chu)以(yi)2得N12即2便(bian)(bian)是如果(guo)(guo)求2的四次方(fang)呢？N12*4=N48，這里沒有，怎(zen)么辦？上面(mian)的(de)(de)列表(biao)，沒有寫上一個數，就(jiu)是(shi)(shi)10，它的(de)(de)序(xu)號是(shi)(shi)N40，凡是(shi)(shi)序(xu)號大(da)于(yu)40的(de)(de)，只(zhi)看(kan)大(da)于(yu)40的(de)(de)部分，比如N48就(jiu)看(kan)N8，即1.6，然后(hou)乘以(yi)(yi)10得(de)16就(jiu)對了。如果(guo)序(xu)號是(shi)(shi)N88呢，看(kan)N8得(de)1.6，然后(hou)乘以(yi)(yi)100得(de)160便是(shi)(shi)，因為100的(de)(de)序(xu)號是(shi)(shi)N80,1000的(de)(de)序(xu)號是(shi)(shi)N120，依(yi)此類(lei)推做(zuo)機械(xie)設計(ji)，一輩子用(yong)這20個數就(jiu)足矣。
但有時需(xu)用(yong)到(dao)R40數(shu)(shu)系(xi)(xi)，有40個數(shu)(shu)，就更完(wan)善了，若不夠，還(huan)有R80系(xi)(xi)。我已將R40數(shu)(shu)系(xi)(xi)倒背如(ru)流，應付一般計算(suan)(suan)(suan)根本不用(yong)計算(suan)(suan)(suan)器。簡單(dan)來(lai)說(shuo)算(suan)(suan)(suan)40徑的(de)45鋼的(de)抗(kang)扭(niu)能力，其扭(niu)轉系(xi)(xi)數(shu)(shu)是0.5*π*R^3，扭(niu)應力選屈服點360的(de)一半即180MPa，圓周率(lv)選3.15，左右手捏(nie)小(xiao)數(shu)(shu)點，心算(suan)(suan)(suan)加減序號，一會就出來(lai)。有人說(shuo)你不加**系(xi)(xi)數(shu)(shu)嗎？說(shuo)吧，是取1.25，還(huan)是1.5，還(huan)是2啊？呵呵。
黃金分割0.618，也即(ji)1.618，這里也有1.6。平方(fang)根(gen)數列，就是根(gen)號1，根(gen)號2，根(gen)號3，很容易求出(chu)吧？（3的序號是N19）π的平方等(deng)于多少？等(deng)于10。你算壓(ya)桿穩定的時候就方便了(le)吧？圓桿扭(niu)轉系數約(yue)為(wei)0.1*D^3，現在你可以口(kou)算扭(niu)轉系數了(le)吧？
為(wei)什么大螺絲從(cong)M36直接跳到(dao)M40？為什么齒(chi)輪的傳動比有個6.3或者7.1？為什(shen)么槽(cao)鋼(gang)有個市場上很少見(jian)的12.6號(hao)？為(wei)什么外協(xie)廠(chang)打(da)電話來說140的方管沒(mei)有，而(er)有120和160的？因為(wei)R5數系(xi)(xi)比R20數系(xi)(xi)優先。為什么(me)標(biao)準(zhun)件的(de)參數有個**序(xu)列(lie)，**序(xu)列(lie)？一(yi)般(ban)來(lai)說**序(xu)列(lie)就是R5序(xu)列(lie)。為什(shen)么Inventor的(de)(de)螺孔列表(biao)有個M11.2？現在(zai)你知道它不(bu)是胡(hu)謅出來的(de)(de)數吧？
還(huan)有鋼板厚度，型鋼型號(hao)，齒輪模數，一切標準(zhun)件，一切工業品(pin)樣本上的(de)(de)功(gong)能參數，尺寸參數，標準(zhun)公差表，等(deng)等(deng)等(deng)等(deng)，它們的(de)(de)來源，此刻在我們的(de)(de)心中慢慢清晰起來。可以(yi)說，我們已(yi)經理解了半部機械設計手冊，以(yi)及那些還(huan)沒做出來的(de)(de)工業品(pin)。那(nei)么(me)，我們(men)在(zai)設(she)計產品的(de)時(shi)候，就可(ke)以(yi)同(tong)時(shi)設(she)計出(chu)一系列了，而(er)不是(shi)設(she)計完(wan)之后再進(jin)(jin)行所謂的(de)“標準化”；更進(jin)(jin)一步，如果產品注定要序列化，那(nei)么(me)我們(men)甚至可(ke)以(yi)在(zai)對實際(ji)工(gong)況不甚了解的(de)情況下(xia)設(she)計產品，因為優(you)先數系已將所有型號包括(kuo)其中了。優先(xian)數(shu)系的應(ying)用，上面(mian)列出的，可謂滄海一粟(su)，無盡的應(ying)用等著我們自己去開(kai)發。
