表面粗糙度：写起来最便宜，做起来最贵的一行

在图纸上写 Ra 0.8 µm 只需要几个字符，却可能让一个镍基合金零件的价格再增加一半。在我们看到的图纸上，这是最常见的非必要成本，排在公差之前，更远远排在选材之前。

每种粗糙度的成本

在其他条件不变的情况下，钛合金或镍基高温合金上的大致情况如下：

Ra	实现方式	相对成本
6.3 µm	铣削原样，仅粗加工	0.8×
3.2 µm	常规精加工	1.0× 基准
1.6 µm	细致精加工，锋利刀具	1.1–1.3×
0.8 µm	精细精加工，控制刀具磨损	1.4–1.8×
0.4 µm	极轻切削，或磨削	2–3×
0.2 µm	磨削	3–5×
0.05 µm	研磨或抛光	5–10×

这些台阶不是线性的。从 0.8 到 0.4 这一步，通常意味着工艺必须改变，而不只是放慢速度。

在会加工硬化的合金上还有第二重代价。要达到精细的表面，就要用很轻的切削，而在镍基合金上轻切削容易变成挤压而不是切削，这会让表面硬化，粗糙度反而变差，参见高温合金中的加工硬化（英文）。所以 Inconel 上的精细表面不只是更慢，在技术上也更难稳定实现，这种不确定性会被计入价格。

各工艺能达到的粗糙度

工艺	实际 Ra 范围
铣削，粗加工	3.2–12.5 µm
铣削，精加工	0.8–3.2 µm
车削，精加工	0.4–1.6 µm
硬态车削，CBN	0.2–0.8 µm
铰孔	0.8–1.6 µm
外圆磨削	0.1–0.8 µm
平面磨削	0.2–1.6 µm
珩磨	0.05–0.4 µm
研磨 / 抛光	0.012–0.1 µm
线切割	0.8–3.2 µm

在同等投入下，车削能比铣削达到更细的表面，因为刀具是连续接触，而不是扫出一道道残留纹路。如果一个特征能车就不要铣，它的表面粗糙度会更便宜。

常见错误：全局统一标注

标题栏里写着「未注表面粗糙度均为 Ra 0.8 µm」，就等于给零件的每一个面都要求了精细表面，包括背面、侧面、装夹面，以及永远不会有人碰到的特征。

在一个有二十个面的钛合金方形壳体上，这可能意味着十几道不必要的精加工工序。而其中十八个面在 Ra 3.2 µm 下，零件的功能完全一样。

请反过来写：一般要求用较粗的粗糙度，只在需要的面上标注精细粗糙度。默认值应该是便宜的，例外才是昂贵的。

精细表面真正物有所值的地方

密封面。 O 形圈槽和垫片面有真实的粗糙度要求，通常在密封件制造商发布的标准中有规定。请使用那个数值，而不是凭感觉。

滑动面和轴承面。 轴在孔中转动，或者一个面与另一个面相互磨损的地方。

疲劳关键表面。 表面粗糙度会造成应力集中。在承受循环载荷的钛合金零件上，这是真正的工程要求，而不是外观要求；这里重要的也不只是粗糙度，还有表面完整性。

腐蚀关键表面。 双相钢或镍基合金零件上的粗糙表面容易积存沉积物，引发点蚀。

任何需要涂层的表面。 大多数涂层都对基体表面粗糙度有规定。

外观可见的装饰面，如果零件会被人看到，但请写明「外观面」，让工厂知道可以通过表面处理而不是机加工来实现。

Ra 之外还应规定什么

Ra 是平均值，两个 Ra 相同的表面，表现可能差别很大。对于关键表面，可以考虑：

Rz：平均峰谷高度。比 Ra 更容易发现孤立的深划痕，而密封失效通常正是因为这种划痕。

纹理方向。 周向或轴向纹理对密封和疲劳都有影响。在重要的地方请加以规定。

表面完整性。 对于硬态车削或大量切削的高温合金零件，次表层状态可能比粗糙度更重要。如果白层或残余拉应力会造成问题，请写明，并说明如何验证。硬车还是磨削（英文）一文介绍了白层风险。

一个实用的图纸标注范例

一般表面粗糙度：Ra 3.2 µm。 孔 Ø40 H7 及 A 面：Ra 0.8 µm，周向纹理。 O 形圈槽按密封件供应商图纸，Ra 0.4 µm，Rz 最大 3.2 µm。 其余表面：加工原样。

四行字，零件的价格就是它应有的价格。对比一下全局统一的 Ra 0.8 µm：成本更高，传达的信息却更少。

参考资料：表面粗糙度（英文）。

发送图纸，24个工作小时内收到含价格的报价。如果某项粗糙度标注只让您多花钱、却没带来任何好处，报价会一并指出来。