表面粗糙度.ppt

第四章表面粗糙度及檢測,第一節(jié)表面粗糙度第二節(jié)零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇第三節(jié)表面粗糙的測量Tttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttttt,第一節(jié)表面粗糙度,定義：表面粗糙度是指加工表面所具有的微小峰谷的導(dǎo)致微觀幾何形狀誤差。產(chǎn)生原因：刀具或砂輪切削后留下的刀痕、切屑分離時的塑性變形、工藝系統(tǒng)的高頻振動及刀具和被加工表面摩擦。影響：零件的耐磨性、配合性質(zhì)的穩(wěn)定性、疲勞強度、抗腐蝕性、密封性、外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強度,零件表面的形貌可分為三種情況：(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于50。屬于微觀幾何形狀誤差。(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和波高之比等于501000的不平程度稱為波紋度。會引起零件運轉(zhuǎn)時的振動、噪聲，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的目前表面波紋度還沒有制定國家標準。國際標準化組織第57技術(shù)委員會正在制定表面波紋度有關(guān)國際標準。(3)形狀誤差：零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。,一、表面粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值1.術(shù)語及定義(1)c濾波器：確定粗糙度與波紋度成分之間相交界限的濾波器。濾波除去某些波長成分而保留所需成分的處理方法。當(dāng)測量信號通過c濾波器后將抑制波紋度的影響。(2)粗糙度輪廓：對原始輪廓采用c濾波器抑制長波成分以后形成的輪廓。(3)粗糙度輪廓中線：用標稱形式的線，穿過原始輪廓，按最小二乘法擬合所確定的中線，稱為原始輪廓中線。粗糙度輪廓最小二乘法擬合確定的中線，稱為粗糙度輪廓中線。,(4)取樣長度l：用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征的x軸向上的長度，評定粗糙度的取樣長度l在數(shù)值上與輪廓濾波器c的標志波長相等。取樣長度l應(yīng)與表面粗糙度的大小相適應(yīng)。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響，一般在一個取樣長度內(nèi)應(yīng)包含個以上的波峰和波谷。(5)評定長度ln：包含一個或幾個取樣長度l。常用的取樣長度和評定長度與粗糙度高度參數(shù)數(shù)值的關(guān)系如下表。除Ra1080外，按5個取樣長度來確定。,2.評定參數(shù)國家標準規(guī)定表面粗糙度的參數(shù)由高度參數(shù)、間距參數(shù)和綜合參數(shù)所組成。(1)輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在取樣長度內(nèi)，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值，即,(2)微觀不平度十點高度Rz：在取樣長度內(nèi)個最大的輪廓峰高ypi平均值與5個最大輪廓谷深yvi平均值之和。,也可從平行于輪廓中線的任意一根線算起，到被測輪廓的五個最高點(峰)和五個最低點(谷)之間的平均距離。,(3)輪廓最大高度Ry：在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點和最低點。,高度參數(shù)是表面粗糙度的基本參數(shù)，但只有高度參數(shù)還不能完全反映出零件表面粗糙度的特性。圖(a)和圖(b)的高度參數(shù)值大致相同，但其波紋的疏密度不同，因此，其表面特性(如密封性)也不相同。,下圖(a)、圖(b)、圖(c)三者的粗糙度高度參數(shù)也大致相同，但其耐磨性、抗腐蝕性也不同。,國家標準還規(guī)定了下述三個參數(shù)，當(dāng)高度參數(shù)還不能滿足零件粗糙度的要求時，可根據(jù)需要增選下述某些參數(shù)。(4)輪廓單峰平均間距S兩相鄰輪廓單峰的最高點在中線上的投影長度Si，稱為輪廓單峰間距，在取樣長度內(nèi)，全部輪廓單峰間距的平均值，就是輪廓單峰平均間距：,(5)輪廓微觀不平度的平均間距Sm含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長度Smi，稱輪廓微觀不平度間距。在取樣長度內(nèi)全部輪廓微觀不平度間距的平均值，就是輪廓微觀不平度的平均間距：,(6)輪廓支承長度率tp平行于中線且與輪廓峰頂線相距為c的一條直線與輪廓峰相截所得到的各段截線bi之和，稱為輪廓支承長度p。p與與取樣長度l之比，就是輪廓的支承長度率。,3.評定參數(shù)的數(shù)值評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因為Ra能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：當(dāng)表面過于粗糙（Ra6.3m）或過于光滑（Ra0.025m）時，可選用Rz，因為此范圍便于選擇用于測量Rz的儀器測量。當(dāng)零件材料較軟時，因為Ra一般采用觸針測量。當(dāng)測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Ry值。,糙度高度參數(shù)Ra、Rz、Ry，數(shù)值與光潔度等級的對照,二、表面粗糙度符號、代號及標注,a1粗糙度高度方向參數(shù)的最大允許值(m)；a2粗糙度高度方向參數(shù)的最小允許值(m)；一般只給出最大允許值，寫在a2位置上；b加工方法、鍍涂或其他表面處理；c取樣長度(mm)；d加工紋理方向符號；e加工余量(mm);f粗糙度間距參數(shù)(S，Sm)值與輪廓支承長度率(tp)，寫入括號內(nèi)。,標注舉例,標注時將其標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向被注表面。高度參數(shù)：當(dāng)選用Ra時，只需在代號中標出其參數(shù)值，“Ra”本身可以省略；當(dāng)選用Rz或Ry時，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標出；當(dāng)所有實測值不允許超過規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標注最大值或最小值。取樣長度：如按國標選用，則可省略標注；表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要時才規(guī)定。,表面粗糙度標注的圖例,第二節(jié)零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇,表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值。一般原則：1.同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值?。?.摩擦表面比非摩擦表面要?。?.受循環(huán)載荷的表面要?。?.配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)?。?.同一精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。,通常尺寸公差、表面形狀公差小時，表面粗糙度參數(shù)值也小。但表面粗糙度參數(shù)值和尺寸公差、表面形狀公差之間并不存在確定的函數(shù)關(guān)系，如手輪、手柄的尺寸公差值較大，但表面粗糙度參數(shù)值卻較小。一般情況下，尺寸公差、表面形狀公差和表面粗糙度之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)形狀公差為T，尺寸公差為IT，它們之間的關(guān)系可參照以下對應(yīng)關(guān)系：若T0.6IT，則Ra0.05IT；Rz0.2IT若T0.4IT，則Ra0.025IT；Rz0.1IT若T0.25IT，則Ra0.012IT；Rz0.05IT若T0.25IT，則Ra0.15T；Rz0.6T,第三節(jié)表面粗糙的測量,一、比較法比較法是車間常用的方法。將被測表面對照粗糙度樣板，用肉眼判斷或借助于放大鏡、比較顯微鏡比較；也可用手摸，指甲劃動的感覺來判斷被加工表面的粗糙度。表面粗糙度樣板的材料、形狀及制造工藝盡可能與工件相同，這樣才便于比較，否則往往會產(chǎn)生較大的誤差。比較法一般只用于粗糙度參數(shù)值較大的近似評定。,二、光切法利用“光切原理”來測量表面粗糙度。用雙管顯微鏡測量。常用于測量Rz為0.560m。光切原理用下圖表示：被測表面是P1、P2階梯面，其階梯高度為h。A為一扁平光束，當(dāng)它從45方向投射在階梯表面上時，就被折成S1和S2兩段，經(jīng)B方向反射后，就可在顯微鏡內(nèi)看到S1和S2兩段光帶的放大像S1和S2；同樣，S1與S2之間的距離h，也被放大為S1與S2之間的距離h，只要我們用測微目鏡測出h值，就可以根據(jù)放大關(guān)系算出h值。,三、印模法：對于大零件的內(nèi)表面，用川蠟、石蠟、塑料或低熔點合金，將被測表面印模下來，然后對復(fù)制印模表面進行測量。由于印模材料不可能填充滿谷底，其測值略有縮小，可查閱資料或自行實驗得出修正系數(shù)，在計算中加以修正。四、干涉法：利用光波干涉原理來測量表面粗糙度。被測表面直接參與光路，用它與標準