第3章表面粗糙度和測量演示文稿1

1、 5.15.1 表面粗糙度輪廓的基本概念表面粗糙度輪廓的基本概念 5.25.2 表面粗糙度輪廓的評定表面粗糙度輪廓的評定 5.3 5.3 表面粗糙度的技術(shù)要求表面粗糙度的技術(shù)要求 5.4 5.4 表面粗糙度的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注表面粗糙度的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注 5.55.5 表面粗糙度檢驗(yàn)表面粗糙度檢驗(yàn) 5.1 表面粗糙度輪廓的基本概念表面粗糙度輪廓的基本概念 零件表面的形成方法有兩種，用去除材料的方法或不零件表面的形成方法有兩種，用去除材料的方法或不 去除材料的方法獲的。去除材料的方法獲的。 表面缺陷：是零件在加工、運(yùn)輸、儲存和使用過程中表面缺陷：是零件在加工、運(yùn)輸、儲存和使用過程中

2、 生成的沒有一定規(guī)則的單元體。對有表面缺陷的產(chǎn)品，生成的沒有一定規(guī)則的單元體。對有表面缺陷的產(chǎn)品， 應(yīng)以文字?jǐn)⑹龅姆绞皆趫D樣或技術(shù)文件中說明應(yīng)以文字?jǐn)⑹龅姆绞皆趫D樣或技術(shù)文件中說明 。 了解表面缺陷的性質(zhì)和分類了解表面缺陷的性質(zhì)和分類 對表面缺陷，可以用經(jīng)驗(yàn)法目測判斷。對表面缺陷，可以用經(jīng)驗(yàn)法目測判斷。 機(jī)械加工或者其他方法獲得機(jī)械加工或者其他方法獲得 的零件表面，微觀上總會存在較的零件表面，微觀上總會存在較 小間距的峰谷痕跡，表面粗糙度小間距的峰谷痕跡，表面粗糙度 就是表述這些峰谷高低程度和間就是表述這些峰谷高低程度和間 距狀況的距狀況的微觀幾何形狀微觀幾何形狀特性的指特性的指 標(biāo)。標(biāo)。 產(chǎn)

3、生：刀痕、摩擦、塑性變形、產(chǎn)生：刀痕、摩擦、塑性變形、 工藝系統(tǒng)的高頻振蕩工藝系統(tǒng)的高頻振蕩 圖圖5-1 表面粗糙度示意圖表面粗糙度示意圖 圖52實(shí)際輪廓 1-橫向?qū)嶋H輪廓 2-實(shí)際表面 3-加工紋理方向 4-平面 表面粗糙度 表面波紋度 形狀誤差 1.1.摩擦和磨損方面摩擦和磨損方面 2.2.配合性質(zhì)方面配合性質(zhì)方面 3.3.疲勞強(qiáng)度方面疲勞強(qiáng)度方面 4.4.耐腐蝕性方面耐腐蝕性方面 5.5.接觸剛度方面接觸剛度方面 此外，表面粗糙度還影響結(jié)合面的密封性，影響此外，表面粗糙度還影響結(jié)合面的密封性，影響 產(chǎn)品的外觀和表面涂層的質(zhì)量等。綜上所述，為保證產(chǎn)品的外觀和表面涂層的質(zhì)量等。綜上所述，為保

4、證 零件的使用性能和壽命，應(yīng)對零件的表面粗糙度加以零件的使用性能和壽命，應(yīng)對零件的表面粗糙度加以 合理限制。合理限制。 1.1.實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓（表面輪廓）（表面輪廓） 實(shí)際輪廓是指平面與實(shí)際表面相交所得的輪廓線。實(shí)際輪廓是指平面與實(shí)際表面相交所得的輪廓線。 圖圖3-2 實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓 2.2.取樣長度取樣長度l lr r 取樣長度是指用于判別具有表面粗糙度特征的一取樣長度是指用于判別具有表面粗糙度特征的一 段基準(zhǔn)線長度。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱宏觀段基準(zhǔn)線長度。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱宏觀 幾何形狀誤差，太長太短都不好。幾何形狀誤差，太長太短都不好。 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣長度按表面粗糙程度

5、合理取值，通常標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣長度按表面粗糙程度合理取值，通常 應(yīng)包含至少應(yīng)包含至少5 5個(gè)輪廓峰和輪廓谷。推薦值見表個(gè)輪廓峰和輪廓谷。推薦值見表5-3 5-3 圖圖3-3 取樣長度和評定長度取樣長度和評定長度 3.3.評定長度評定長度l ln n 評定長度是指評定輪廓表面粗糙度所必需的一段長度。評定長度是指評定輪廓表面粗糙度所必需的一段長度。 一般情況下，標(biāo)準(zhǔn)推薦一般情況下，標(biāo)準(zhǔn)推薦l ln =5n =5l lr r ，具體數(shù)值見表，具體數(shù)值見表5-35-3 4.4.基準(zhǔn)線（中線基準(zhǔn)線（中線m m） 基準(zhǔn)線是用以評定表面粗糙度參數(shù)大小所規(guī)定的一條基準(zhǔn)線是用以評定表面粗糙度參數(shù)大小所規(guī)定的一條 參

6、考線，據(jù)此來作為評定表面粗糙度參數(shù)大小的基準(zhǔn)。參考線，據(jù)此來作為評定表面粗糙度參數(shù)大小的基準(zhǔn)。 （1 1）輪廓的最小二乘中線）輪廓的最小二乘中線 圖圖3-4 輪廓最小二乘中線輪廓最小二乘中線 （2 2）輪廓算術(shù)平均中線）輪廓算術(shù)平均中線 圖圖3-5 輪廓算術(shù)平均中線輪廓算術(shù)平均中線 F1F2Fn=F1F2 Fn 5.5.輪廓單元輪廓單元 即一個(gè)輪廓峰和其相鄰的一個(gè)輪廓谷的組合。即一個(gè)輪廓峰和其相鄰的一個(gè)輪廓谷的組合。 圖圖3-6 輪廓單元輪廓單元 1.1.與高度特性有關(guān)的參數(shù)（幅度參數(shù)）與高度特性有關(guān)的參數(shù)（幅度參數(shù)） （1 1）輪廓算術(shù)平均偏差）輪廓算術(shù)平均偏差RaRa 即在一個(gè)取樣長度即在

7、一個(gè)取樣長度lr lr 內(nèi)，輪廓上各點(diǎn)至基準(zhǔn)線的內(nèi)，輪廓上各點(diǎn)至基準(zhǔn)線的 距離的絕對值的算術(shù)平均值。如圖距離的絕對值的算術(shù)平均值。如圖5-85-8所示。所示。 圖圖5-8 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差 dxxz l R l a 0 )( 1 n i ia z n R 1 1 （2 2）輪廓的最大高度）輪廓的最大高度RyRy 即在一個(gè)取樣長度即在一個(gè)取樣長度l lr r 內(nèi)，最大輪廓峰高內(nèi)，最大輪廓峰高zp zp 和最大和最大 輪廓谷深輪廓谷深zvzv之和的高度。之和的高度。 用公式表示為用公式表示為 R Ry =y =z zp +p +z zv v 圖圖3-9 輪廓的最大高度輪廓的最大高度

8、 （3 3）微觀不平度十點(diǎn)高度）微觀不平度十點(diǎn)高度R Rz z 即在一個(gè)取樣長度即在一個(gè)取樣長度lr lr 內(nèi)，五個(gè)最大的輪廓峰高的平均內(nèi)，五個(gè)最大的輪廓峰高的平均 值與五個(gè)最大的輪廓谷深的平均值。值與五個(gè)最大的輪廓谷深的平均值。 5 5 1 5 1 i vi i pi z yy R 2.2.與間距特性有關(guān)的參數(shù)（間距參數(shù)）與間距特性有關(guān)的參數(shù)（間距參數(shù)） 輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度RSmRSm 即在一個(gè)取樣長度即在一個(gè)取樣長度lr lr 內(nèi)，輪廓單元寬度內(nèi)，輪廓單元寬度xs xs 的平均值。的平均值。 圖圖3-11 輪廓單元的寬度輪廓單元的寬度 表面粗糙度（評定參數(shù)）的選擇 n評定

9、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?yàn)镽a能充分反映零件表面 輪廓的特征。以下情況下例外： n當(dāng)表面過于粗糙（Ra6.3m）或過于光滑（ Ra 0.025 m ）時(shí)，可選用Rz，因?yàn)榇朔秶阌谶x擇用于 測量Rz的儀器測量。 n當(dāng)零件材料較軟時(shí)，因?yàn)镽a一般采用觸針測量。 n當(dāng)測量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小 元件的表面，可選用Ry值。 選擇依據(jù)：根據(jù)零件的功能要求和經(jīng)濟(jì)性 來選擇。 在常用值范圍內(nèi)(Ra為0.0256.3mm， Rz為0.125mm)，普遍采用Ra作為評定參數(shù)。 采用Rz作為評定參數(shù)的原因是：一方面，由于 觸針式輪廓儀功能的限制，不

10、適應(yīng)于極光滑表 面和粗糙表面；另一方面，對測量部位小、峰 谷少或有疲勞強(qiáng)度要求的零件表面，選用Rz作 為評定參數(shù)，方便、可靠。 表面粗糙度參數(shù)值的選用原則：首先 滿足功能要求，其次是考慮經(jīng)濟(jì)性及工藝 性。在滿足功能要求的前提下，參數(shù)的允 許值應(yīng)盡可能大些。 （6 6）防腐性、密封性要求高，外表美觀等表面）防腐性、密封性要求高，外表美觀等表面 的粗糙度值應(yīng)較小。的粗糙度值應(yīng)較小。 （7 7）凡有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對表面粗糙度要求做出規(guī)定，）凡有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對表面粗糙度要求做出規(guī)定， 則應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面粗糙度參數(shù)值選用。則應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面粗糙度參數(shù)值選用。 1.1.符號符號 表面粗糙度的評定參數(shù)及其數(shù)值確定

11、表面粗糙度的評定參數(shù)及其數(shù)值確定 后，應(yīng)按后，應(yīng)按GB/T 1311993GB/T 1311993表面粗糙度符表面粗糙度符 號、代號及其注法號、代號及其注法的規(guī)定，把表面粗糙的規(guī)定，把表面粗糙 度要求正確地標(biāo)注在零件圖上。度要求正確地標(biāo)注在零件圖上。 2.2.代號代號 表面粗糙度符號代表表面粗糙度符號代表 完工后的零件表面所要完工后的零件表面所要 達(dá)到的表面質(zhì)量，體現(xiàn)達(dá)到的表面質(zhì)量，體現(xiàn) 零件在機(jī)器設(shè)備中的功零件在機(jī)器設(shè)備中的功 能要求。能要求。 圖3-13 表面粗糙度代號和各種要求的注寫位置表面粗糙度代號和各種要求的注寫位置 a1，a2 粗糙 度幅度參數(shù)代號 及其數(shù)值（mm）； b 加工要求

12、、 鍍覆、涂覆、表 面處理或其他說 明等； c 取樣長度 （mm）或波紋度 （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)值（mm） b)c) d)a) 0.8 6.3 銑 3.23.2 (5) 3.2 圖5-10表面粗糙度其它項(xiàng)目的標(biāo)注 3.3.表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法 （1 1）表面粗糙度代（符）號應(yīng)注在可見輪廓線、尺表面粗糙度代（符）號應(yīng)注在可見輪廓線、尺 寸線、尺寸界線或它們的延長線上，也可以注在指引線寸線、尺寸界線或它們的延長線上，也可以注在指引線 上。符號的尖端必須從材料外指向被注表面，代號中數(shù)上。符號的尖端必須

13、從材料外指向被注表面，代號中數(shù) 字及符號的方向必須與尺寸線上的數(shù)字方向一致。字及符號的方向必須與尺寸線上的數(shù)字方向一致。 圖圖3-15 表面粗糙度代號標(biāo)注示例表面粗糙度代號標(biāo)注示例 （2 2）當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要 求時(shí)，對其中使用最多的一種符號、代號可以統(tǒng)一注在求時(shí)，對其中使用最多的一種符號、代號可以統(tǒng)一注在 圖樣的右上角，并加注圖樣的右上角，并加注“其余其余”兩字。兩字。 （3 3）當(dāng)零件的所當(dāng)零件的所 有表面具有相同的表有表面具有相同的表 面粗糙度要求時(shí)的標(biāo)面粗糙度要求時(shí)的標(biāo) 注。注。 圖圖3-16 零件所有表面具有相同要求的表面

14、粗糙度零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度 （4 4）當(dāng)齒輪、蝸輪、漸開線花鍵等工作表面沒有當(dāng)齒輪、蝸輪、漸開線花鍵等工作表面沒有 畫出齒形時(shí)，其表面粗糙度代號可注在節(jié)圓上。畫出齒形時(shí)，其表面粗糙度代號可注在節(jié)圓上。 圖圖3-17 齒輪、花鍵表面粗糙度標(biāo)注示例齒輪、花鍵表面粗糙度標(biāo)注示例 （5 5）螺紋工作表面沒有畫出牙形時(shí)的標(biāo)注。螺紋工作表面沒有畫出牙形時(shí)的標(biāo)注。 圖圖3-18 螺紋表面粗糙度標(biāo)注示例螺紋表面粗糙度標(biāo)注示例 （6 6） 中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓 角、倒角的表面粗糙度代號標(biāo)注。角、倒角的表面粗糙度代號標(biāo)注。 圖圖3-20 表面粗糙度標(biāo)

15、注示例表面粗糙度標(biāo)注示例 （8 8） 同一表面上有不同的表面粗糙度要求時(shí)，同一表面上有不同的表面粗糙度要求時(shí)， 需用細(xì)實(shí)線畫出其分界線并注出相應(yīng)的表面粗糙需用細(xì)實(shí)線畫出其分界線并注出相應(yīng)的表面粗糙 度代號和尺寸。以及用細(xì)實(shí)線連接的不連續(xù)的同度代號和尺寸。以及用細(xì)實(shí)線連接的不連續(xù)的同 一表面，其粗糙度代號只注一次。一表面，其粗糙度代號只注一次。 圖圖3-21 表面粗糙度標(biāo)注示例表面粗糙度標(biāo)注示例 1 1 比較法比較法 比較法是用已知其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被比較法是用已知其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被 測表面相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯測表面相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯

16、微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。 2 2 光切法光切法 光切法是利用光切法是利用“光切原理光切原理”來測量零件表面粗糙度來測量零件表面粗糙度 的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應(yīng)用這的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應(yīng)用這 一原理設(shè)計(jì)而成的。一原理設(shè)計(jì)而成的。 圖圖3-23 光切法測量原理光切法測量原理 光切顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)。光切顯微鏡的外形結(jié)構(gòu)。 圖圖3-24 光切顯微鏡外形結(jié)構(gòu)光切顯微鏡外形結(jié)構(gòu) 光切顯微鏡實(shí)物光切顯微鏡實(shí)物 3 3 干涉法干涉法 干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗

17、糙度的一種方法。 圖圖3-26 干涉法測量原理干涉法測量原理 干涉顯微鏡干涉顯微鏡 4 4 針描法針描法 針描法又稱觸針法，是一種接觸測量表面粗糙度針描法又稱觸針法，是一種接觸測量表面粗糙度 的方法。電動輪廓儀（又稱表面粗糙度檢查儀）就是的方法。電動輪廓儀（又稱表面粗糙度檢查儀）就是 利用針描法來測量表面粗糙度。利用針描法來測量表面粗糙度。 圖圖3-27 電動輪廓儀電動輪廓儀 電動輪廓儀實(shí)物電動輪廓儀實(shí)物 TR200型表面粗糙度儀 （1）表面粗糙度輪廓的概念 （2）國家標(biāo)準(zhǔn)在評定表面粗糙度輪廓的參數(shù)時(shí)，規(guī)定了取 樣長度lr、評定長度ln和中線。 （3）表面粗糙度輪廓的評定參數(shù) 有幅度參數(shù)（包括

18、輪廓的 算術(shù)平均偏差Ra、微觀不平度十點(diǎn)高度、輪廓的最大高度Rz） 和間距特征參數(shù)（輪廓單元的平均寬度RSm） （4）通常只給出幅度參數(shù)Ra或Rz及允許值，必要時(shí)可規(guī)定 輪廓其他的評定參數(shù)、表面加工紋理方向、加工方法或(和) 加工余量等附加要求。如果采用標(biāo)準(zhǔn)取樣長度，則在圖樣上 可以省略標(biāo)注取樣長度值。 （5）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了表面粗糙度輪廓的標(biāo)注方法 （6）表面粗糙度輪廓的檢測主要方法有比較檢驗(yàn)法、針描 法、光切法和干涉法。 練習(xí)題 1同同一一表表面面只只注注一一次次，注注在在可可見見輪輪廓廓線線或或尺尺寸寸線線的的延延長長線線上上； 2符符號號的的尖尖端端應(yīng)應(yīng)從從材材料料外外指指向向表表面面，并并與與表表面面輪輪廓廓接接觸觸上上； 3無無論論符符號號的的方方向向如如何何變變化化其其形