你可知道粗糙度為什么是0.8, 1.6, 3.2, 6.3, 12.5?

你可知道油缸缸徑為什么是63, 80, 100, 125?

你可知道油缸壓力為什么是6.3, 16, 25, 31.5?

你可知道螺紋規(guī)格為什么是6, 8, 10, 12, 14, 16?

你可知道機(jī)械設(shè)計(jì)手冊上無數(shù)的表格，所有產(chǎn)品樣本上的參數(shù)表，都是怎么來的?

一切都來源于偉大的優(yōu)先數(shù)系！

法國工程師雷諾看到熱氣球上的鋼絲繩規(guī)格繁多，他就想了一個(gè)辦法，將10開5次方，得到一個(gè)數(shù)1.6，然后輾轉(zhuǎn)相乘，得出5個(gè)優(yōu)先數(shù)如下:

1.0

1.6

2.5

4.0

6.3

這是一個(gè)等比數(shù)列，后數(shù)為前數(shù)的1.6倍，那么10以下的鋼絲繩一下子只有5種，10到100的鋼絲繩也只有5種，即10, 16, 25, 40, 63。

但是這樣分法太稀疏，雷先生就再接再厲，將10開10次方，得出R10優(yōu)先數(shù)系如下：

1.0

1.25

1.6

2.0

2.5

3.15

4.0

5.0

6.3

8.0

公比為1.25，于是10以內(nèi)的鋼絲繩只有10種，10到100的也只有10種，這就比較合理了。這時(shí)肯定有人說，這個(gè)數(shù)列，前面的數(shù)字好像相差不大，如1.0和1.25，簡直沒差別嘛，平常我就四舍五入了，但6.3和8.0間隔就大了，這樣合理嗎？

合理不合理，我們打個(gè)比方。比如說自然數(shù)1、2、3、4、5、6、7、8、9，看起來很順溜，我們用這個(gè)數(shù)列來發(fā)工資，給張三發(fā)1000，給李四發(fā)2000，兩人皆心服。突然通貨膨脹，給張三發(fā)8000，給李四發(fā)9000。以前李四工資是張三的2倍，現(xiàn)在變成1.12倍。你說李四能愿意嗎？他可是主管哪，給他發(fā)16000還差不多，張三是不會(huì)埋怨說主管比他多8000的。

這個(gè)自然界的事物，有兩種比較方法，就是“相對(duì)”與“絕對(duì)”！優(yōu)先數(shù)系是相對(duì)的。

有人說他的產(chǎn)品規(guī)格有10噸，20噸，30噸，40噸的，現(xiàn)在看來就不合理了吧？如果你取兩倍的話，應(yīng)該是10噸，20噸，40噸，80噸，或者保住頭尾，也應(yīng)該是10噸，16噸，25噸，40噸，公比為1.6才合理。

這就是“標(biāo)準(zhǔn)化”，論壇上常常看到有人說“標(biāo)準(zhǔn)化”，實(shí)際他們說的是“標(biāo)準(zhǔn)件”，所做的工作只是將整機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)件整理一下，就叫標(biāo)準(zhǔn)化了，實(shí)際不是這樣的。真正的標(biāo)準(zhǔn)化，你要把你的產(chǎn)品的所有參數(shù)按優(yōu)先數(shù)系形成序列化，再把所有的零部件的功能參數(shù)及尺寸，用優(yōu)先數(shù)系來序列化才對(duì)。

自然數(shù)是無窮的，但在機(jī)械設(shè)計(jì)師眼里，世界上只有10個(gè)數(shù)，它就是R10優(yōu)先數(shù)。并且，這10個(gè)數(shù)相乘，相除，乘方，開方，結(jié)果還在這10個(gè)數(shù)里，何其奇妙！當(dāng)你設(shè)計(jì)的時(shí)候，不知道尺寸該選擇多大為好時(shí)，就在這10個(gè)數(shù)里選，你說何其方便！

1.0 N0

1.12 N2

1.25 N4

1.4 N6

1.6 N8

1.8 N10

2.0 N12

2.24 N14

2.5 N16

2.8 N18

3.15 N20

3.55 N22

4.0 N24

4.5 N26

5.0 N28

5.6 N30

6.3 N32

7.1 N34

8.0 N36

9.0 N38

兩個(gè)優(yōu)先數(shù)，比如4和2，其序號(hào)分別為N24和N12，它們相乘，將其序號(hào)相加，其結(jié)果等于N36即8便是；相除，序號(hào)相減，等于N12即2便是；2的立方，將其序號(hào)N12乘以3得N36即8便是；4的開方，將其序號(hào)N24除以2得N12即2便是如果求2的四次方呢？N12*4=N48，這里沒有，怎么辦？上面的列表，沒有寫上一個(gè)數(shù)，就是10，它的序號(hào)是N40，凡是序號(hào)大于40的，只看大于40的部分，比如N48就看N8，即1.6，然后乘以10得16就對(duì)了。

如果序號(hào)是N88呢，看N8得1.6，然后乘以100得160便是，因?yàn)?00的序號(hào)是N80,1000的序號(hào)是N120，依此類推做機(jī)械設(shè)計(jì)，一輩子用這20個(gè)數(shù)就足矣。但有時(shí)需用到R40數(shù)系，有40個(gè)數(shù)，就更完善了，若不夠，還有R80系。我已將R40數(shù)系倒背如流，應(yīng)付一般計(jì)算根本不用計(jì)算器。簡單來說算40徑的45鋼的抗扭能力，其扭轉(zhuǎn)系數(shù)是0.5*π*R^3，扭應(yīng)力選屈服點(diǎn)360的一半即180MPa，圓周率選3.15，左右手捏小數(shù)點(diǎn)，心算加減序號(hào)，一會(huì)就出來。有人說你不加安全系數(shù)嗎？說吧，是取1.25，還是1.5，還是2啊？呵呵。

黃金分割0.618，也即1.618，這里也有1.6。

平方根數(shù)列，就是根號(hào)1，根號(hào)2，根號(hào)3，很容易求出吧？（3的序號(hào)是N19）

π的平方等于多少？等于10。你算壓桿穩(wěn)定的時(shí)候就方便了吧？

圓桿扭轉(zhuǎn)系數(shù)約為0.1*D^3，現(xiàn)在你可以口算扭轉(zhuǎn)系數(shù)了吧？

為什么大螺絲從M36直接跳到M40？

為什么齒輪的傳動(dòng)比有個(gè)6.3或者7.1？

為什么槽鋼有個(gè)市場上很少見的12.6號(hào)？

為什么外協(xié)廠打電話來說140的方管沒有，而有120和160的？因?yàn)镽5數(shù)系比R20數(shù)系優(yōu)先。

為什么標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)有個(gè)第一序列，第二序列？一般來說第一序列就是R5序列。

為什么Inventor的螺孔列表有個(gè)M11.2？現(xiàn)在你知道它不是胡謅出來的數(shù)吧？

還有鋼板厚度，型鋼型號(hào)，齒輪模數(shù)，一切標(biāo)準(zhǔn)件，一切工業(yè)品樣本上的功能參數(shù)，尺寸參數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)公差表，等等等等，它們的來源，此刻在我們的心中慢慢清晰起來?？梢哉f，我們已經(jīng)理解了半部機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，以及那些還沒做出來的工業(yè)品。

那么，我們在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候，就可以同時(shí)設(shè)計(jì)出一系列了，而不是設(shè)計(jì)完之后再進(jìn)行所謂的“標(biāo)準(zhǔn)化”；更進(jìn)一步，如果產(chǎn)品注定要序列化，那么我們甚至可以在對(duì)實(shí)際工況不甚了解的情況下設(shè)計(jì)產(chǎn)品，因?yàn)閮?yōu)先數(shù)系已將所有型號(hào)包括其中了。

優(yōu)先數(shù)系的應(yīng)用，上面列出的，可謂滄海一粟，無盡的應(yīng)用等著我們自己去開發(fā)。

粗糙度的概念

零件經(jīng)過加工后，由于刀具、積屑瘤和鱗刺等給工件表面造成或大或小的波峰與波谷。這些峰谷的高低程度很小，通常只有放大才能看見。這種微觀幾何形狀特征，稱為表面粗糙度。

粗糙度的評(píng)定參數(shù) 以RaRzRy三種代號(hào)加數(shù)字來表示，機(jī)械圖紙中都會(huì)有相應(yīng)的表面質(zhì)量要求，一般是工件表面粗糙度Ra<0.8um的表面時(shí)稱作：鏡面。

輪廓算術(shù)平均偏差Ra:在取樣長度L內(nèi)輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值 微觀不平度十點(diǎn)高度Rz：在取樣長度l內(nèi)5個(gè)最大的輪廓峰高的平均值與 5個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和 輪廓最大高度Ry:在取樣長度L內(nèi)輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離

粗糙度的測量和標(biāo)注

用電子儀器或光學(xué)儀器測量出Ra、Rz和Ry的數(shù)值即可定量評(píng)定表面粗糙度。在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常憑人的視覺和觸感并用樣塊與被加工表面相比較來鑒定其粗糙度。 標(biāo)注方法：在零件圖上用符號(hào)標(biāo)注加工表面的特征。為基本符號(hào),單獨(dú)使用這一符號(hào)是沒有意義的,加注參數(shù)值時(shí)表示表面可用任何方法獲得。

各種機(jī)械加工工藝獲得粗糙度等級(jí)

關(guān)于表面粗糙度的數(shù)值和表面特征、獲得方法、應(yīng)用舉例請(qǐng)參見下表

表面粗糙度測量方法

1. 比較法 使用于車間現(xiàn)場測量，常用于中等或較粗糙表面的測量。方法是將被測量表面與標(biāo)有一定數(shù)值的粗糙度樣板比較來確定被測表面粗糙度數(shù)值的方法。 2. 觸針法 表面粗糙度利用針尖曲率半徑為2微米左右的金剛石觸針沿被測表面緩慢滑行，金剛石觸針的上下位移量由電學(xué)式長度傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)放大、濾波、計(jì)算后由顯示儀表指示出表面粗糙度數(shù)值，也可用記錄器記錄被測截面輪廓曲線。一般將僅能顯示表面粗糙度數(shù)值的測量工具稱為表面粗糙度測量儀，同時(shí)能記錄表面輪廓曲線的稱為表面粗糙度輪廓儀。這兩種測量工具都有電子計(jì)算電路或電子計(jì)算機(jī)，它能自動(dòng)計(jì)算出輪廓算術(shù)平均偏差Ra，微觀不平度十點(diǎn)高度Rz，輪廓最大高度Ry和其他多種評(píng)定參數(shù)，測量效率高，適用于測量Ra為0.025～6.3微米的表面粗糙度。

編輯：黃飛