互換性第四章

1、第四章第四章 表面粗糙度及波紋度表面粗糙度及波紋度學(xué)習(xí)要求?了解了解表面粗糙度對零件功能的影響；表面粗糙度對零件功能的影響；掌握掌握表面粗糙度的評定參數(shù)和術(shù)語的定義；表面粗糙度的評定參數(shù)和術(shù)語的定義；熟悉熟悉零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則；零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則；掌握掌握表面粗糙度的標(biāo)注方法；表面粗糙度的標(biāo)注方法；?了解了解表面粗糙度的幾種常用測量方法。表面粗糙度的幾種常用測量方法。一、概一、概 述述表面粗糙度指加工時由于摩擦刀痕、切屑分離時的塑表面粗糙度指加工時由于摩擦刀痕、切屑分離時的塑性變形及工藝系統(tǒng)的振動等原因，使零件表面所具有的較性變形及工藝系統(tǒng)的振動等原因，使零件表面所具有

2、的較小間距和微小峰谷的微觀幾何形狀誤差。小間距和微小峰谷的微觀幾何形狀誤差。?微觀幾何形狀誤差微觀幾何形狀誤差。波距小于。波距小于1mm，屬于表面粗糙度范疇。，屬于表面粗糙度范疇。?宏觀幾何形狀誤差宏觀幾何形狀誤差。波距大于。波距大于10mm并無明顯周期性變化，并無明顯周期性變化，屬于形狀誤差范疇。屬于形狀誤差范疇。表面波紋度表面波紋度。波距在。波距在1-10mm之間并呈周期性變化，屬于表之間并呈周期性變化，屬于表面波紋度范疇。面波紋度范疇。?二、有關(guān)的術(shù)語定義二、有關(guān)的術(shù)語定義表面粗糙度方面的國家標(biāo)準(zhǔn)主要有：表面粗糙度方面的國家標(biāo)準(zhǔn)主要有：?GB/T 3505-2000 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（產(chǎn)

3、品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）表面結(jié)構(gòu)）表面結(jié)構(gòu)輪廓法輪廓法 表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義及參數(shù)表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義及參數(shù)?GB/T 1031-1995 表面粗糙度表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值參數(shù)及其數(shù)值GB/T 131-2006 機械制圖機械制圖 表面粗糙度符號、代號及其表面粗糙度符號、代號及其注法注法1、實際表面和表面輪廓、實際表面和表面輪廓實際表面實際表面指物體與周圍介質(zhì)分離的表面。指物體與周圍介質(zhì)分離的表面。表面輪廓表面輪廓指平面與實際表面相交所得的輪廓。指平面與實際表面相交所得的輪廓?；谳喞ǖ谋砻嫘蚊矞y量，通常需要通過電信號的處理獲得結(jié)果，應(yīng)用不同波長的濾波器濾波后得到的曲線將與原來的實際形貌不同

4、。粗糙度和波紋度輪廓的傳輸特性圖中曲線從上至下名稱：（1）原始輪廓：應(yīng)用短波長s濾波器后的總的輪廓。用于評定原始輪廓參數(shù)。（2）粗糙度輪廓：對原始輪廓應(yīng)用c濾波器抑制長波成分后形成的輪廓。（3）波紋度輪廓：對原始輪廓連續(xù)應(yīng)用 f濾波器抑制長波成分，c濾波器抑制短波成分后形成的輪廓。（4）形狀誤差曲線：分離掉比波紋度波長短的成分后形成的輪廓。通過對前三項輪廓曲線的數(shù)據(jù)處理，可獲得不同的誤差參數(shù)，分別歸類為?P參數(shù)：從原始輪廓上計算所得參數(shù)。R參數(shù)：從粗糙度輪廓上計算所得參數(shù)。W參數(shù)：從波紋度輪廓上計算所得參數(shù)。?2、中線、中線具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線。具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線

5、。原始輪廓中線指輪廓上各點到該線的距離Z(x)的平方和為最小的線。3、取樣長度、取樣長度lp、lr、lw用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征的用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征的X軸方向上的長度。軸方向上的長度。取樣長度方向沿輪廓總的走向量，至少包含5個以上輪廓峰和谷。4、評定長度、評定長度ln用于判別被評定輪廓的用于判別被評定輪廓的X軸方向上的長度。軸方向上的長度。在測量或評定時規(guī)定的一段最小長度，取ln =5lr，充分合理地反映被測表面的粗糙度特性。5、輪廓峰和輪廓谷、輪廓峰和輪廓谷輪廓和輪廓和X軸相交軸相交?連接兩相鄰交點的從材料向外的輪廓部分稱為連接兩相鄰交點的從材料向外的輪廓部分稱為輪廓峰輪廓

6、峰；?連接兩相鄰交點的向材料內(nèi)的輪廓部分稱為連接兩相鄰交點的向材料內(nèi)的輪廓部分稱為輪廓谷輪廓谷。6、輪廓單元、輪廓單元輪廓峰和輪廓谷的組合。輪廓峰和輪廓谷的組合。7、輪廓單元的高度、輪廓單元的高度Zt一個輪廓單元的峰高一個輪廓單元的峰高Zp和一個輪廓單元的谷深和一個輪廓單元的谷深Zv之和。之和。8、輪廓單元的寬度、輪廓單元的寬度XsX軸線與輪廓單元相交線段的長度。軸線與輪廓單元相交線段的長度。三、表面輪廓的參數(shù)三、表面輪廓的參數(shù)為了評價不同表面質(zhì)量好壞，對 原始輪廓P、表面粗糙度輪廓R和波紋度輪廓W規(guī)定了幅度、間距和其他方面的特征參數(shù)。說明：新標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)代號為大小寫斜體，下角標(biāo)不再使用，如新標(biāo)準(zhǔn)

7、參數(shù)代號 Ra，不再用Ra。1、幅度參數(shù)、幅度參數(shù)（1）輪廓的最大高度）輪廓的最大高度Pz、Rz、Wz在一個取樣長度內(nèi)，在一個取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高最大輪廓峰高Zp和和最大輪廓谷深最大輪廓谷深Zv之和的高度。之和的高度。說明：舊標(biāo)準(zhǔn)中也有輪廓最大高度，符號為 Ry。舊標(biāo)準(zhǔn)中的“微觀不平度十點高度 Rz” 在新標(biāo)準(zhǔn)中已取消。（2）輪廓的算術(shù)平均偏差）輪廓的算術(shù)平均偏差Pa、Ra、Wa在一個取樣長度內(nèi)，輪廓所有縱坐標(biāo)值在一個取樣長度內(nèi)，輪廓所有縱坐標(biāo)值Z(x)絕對值的絕對值的算術(shù)平均值。算術(shù)平均值。1lRa,Pa,Wa?Z(x)dxl0近似為近似為1nRa,Pa,Wa?Z(xi)ni?1Ra值反

8、映了整個輪廓上各點的微觀不平度狀況。2、間距參數(shù)、間距參數(shù)輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度PSm、RSm、WSm：在一個取樣長度內(nèi)，所有輪廓單元寬度在一個取樣長度內(nèi)，所有輪廓單元寬度Xs的平均值，的平均值，計算公式為計算公式為m1RSm ,PSm ,WSm ?Xsimi?1說明：RSm 同舊標(biāo)準(zhǔn)中的輪廓微觀不平度平均間距 Sm。3、曲線和相關(guān)參數(shù)、曲線和相關(guān)參數(shù)輪廓的支撐長度率輪廓的支撐長度率Pmr (c)、Rmr (c)、Wmr (c)：在給定水平位置在給定水平位置c上，輪廓的上，輪廓的實體材料長度實體材料長度Ml(c)與評定與評定長度的比率。長度的比率。Ml(c)Rmr (c),Pmr

9、 (c),Wmr (c) ?ln其中，其中，Ml(c)為在水平位置為在水平位置c上，用一條平行于上，用一條平行于X軸的線與輪廓軸的線與輪廓單元相截所獲得的各段截線長度之和。單元相截所獲得的各段截線長度之和。說明：在舊標(biāo)準(zhǔn)中也有輪廓支撐長度率參數(shù)，但定義和符號不同。四、表面粗糙度參數(shù)值四、表面粗糙度參數(shù)值依據(jù)依據(jù)GB/T 1031-1995表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值，有表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值，有下列數(shù)值規(guī)定：下列數(shù)值規(guī)定：選用選用Rmr (c)時，必須同時給出輪廓水平截距時，必須同時給出輪廓水平截距c的數(shù)值，的數(shù)值，可用微米或可用微米或Rz的百分?jǐn)?shù)表示。的百分?jǐn)?shù)表示。取樣長度取樣長度l系列值系列值推

10、薦的常用取樣長度和評定長度推薦的常用取樣長度和評定長度五、表面粗糙度對零件功能的影響五、表面粗糙度對零件功能的影響?對對摩擦和磨損摩擦和磨損的影響：表面粗糙度大的影響：表面粗糙度大磨損大磨損大壽命低壽命低對對疲勞強度疲勞強度的影響：表面越粗糙，疲勞強度越低的影響：表面越粗糙，疲勞強度越低對對耐腐蝕性耐腐蝕性的影響：粗糙的表面易造成表面銹蝕的影響：粗糙的表面易造成表面銹蝕?對對接觸剛度接觸剛度的影響：表面越粗糙，接觸剛度越低的影響：表面越粗糙，接觸剛度越低對對配合性能配合性能的影響：影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性的影響：影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性六、表面粗糙度的選擇和運用六、表面粗糙度的選擇和運用1、評定參數(shù)項

11、目的選擇（1）幅度參數(shù)的選用?一般從Ra和Rz中任選一個；在常用值范圍內(nèi)（Ra為0.025-6.3m），優(yōu)先選用Ra；?粗糙度要求特別高或低時選用 Rz，用于測量部位小或有疲勞強度要求的零件表面的評定。（2）間距參數(shù)的選用RSm 主要在對涂漆性能、沖壓成形時抗裂紋、抗振、抗腐蝕、減小流體流動摩擦阻力等有要求時選用。（3）形狀參數(shù)的選用Rmr (c)主要在耐磨性、接觸剛度要求較高等場合附加選用。表面粗糙度的測量比較法比較法將被測表面和表面粗糙度樣板直接進(jìn)行比較，用于車間，評定表面粗糙度值較大的工件。光切法光切法光切法利用光切原理，用雙管顯微鏡測量，常用于測量Rz為0.5-60m。被測階梯表面P1

12、、P2的高度為h，扁平光束A以45度方向入射，折射成S1、S2兩段，經(jīng)B方向反射后，在顯微鏡內(nèi)兩段光帶的放大像為S1和S2，同時S1與S2的距離h被放大為h。用測微目鏡測出h值，根據(jù)放大關(guān)系計算出h值。干涉法干涉法干涉法利用光波干涉原理，用干涉顯微鏡測量，常用于測量Rz為0.8-0.025m。圖中所示工件表面在儀器視場中的干涉條紋，由于被測表面有微觀的峰谷存在，峰谷處的光程不同，造成干涉條紋的彎曲a?h?b 2式中，a為干涉條紋的彎曲量，b為干涉條紋的寬度，為光波波長。測出a、b值，就可算出h值。印模法印模法對大零件的內(nèi)表面可以采用印模法，用石蠟、塑料或低熔點合金，將被測表面印模下來，然后對印

13、模表面進(jìn)行測量。針描法針描法針描法利用觸針直接在被測表面上輕輕劃過，從而測出表面粗糙度的Ra值。儀器：電動輪廓儀，由傳感器、驅(qū)動器、指示表、記錄器和工作臺等組成。?原理：傳感器端部的觸針與被測表面垂直接觸，拖動傳感器，由于被測表面輪廓峰谷起伏，觸針將上下移動，引起傳感器內(nèi)電量變化，經(jīng)信號變換后，可得到截面輪廓的放大圖。?2、參數(shù)值的選用原則、參數(shù)值的選用原則在滿足使用性能要求的前提下在滿足使用性能要求的前提下盡可能選用較大的粗糙度盡可能選用較大的粗糙度參數(shù)值參數(shù)值。類比法類比法，憑經(jīng)驗憑經(jīng)驗，查手冊查手冊，根據(jù)實際情況調(diào)整。，根據(jù)實際情況調(diào)整。?同一零件上，工作表面比非工作表面的粗糙度參數(shù)值小

14、。摩擦表面比非摩擦表面的要小；滾動摩擦表面比滑動摩擦表面的要小；高速重載比低速輕載的要小。受循環(huán)載荷的表面及易引起應(yīng)力集中的部分（如圓角、溝槽）要小。?配合要求高、配合間隙小的表面以及聯(lián)接要求可靠、受重載的過盈配合表面等，粗糙度參數(shù)值應(yīng)小。配合性質(zhì)相同，小尺寸零件比大尺寸的粗糙度參數(shù)值小；同一公差等級，小尺寸比大尺寸，軸比孔的表面粗糙度參數(shù)值要小。?表面粗糙度的特征、加工方法和應(yīng)用舉例七、表面粗糙度的符號及其表示方法七、表面粗糙度的符號及其表示方法GB/T 1312006 對表面粗糙度符號及代號標(biāo)注作了規(guī)定，表面粗糙度的符號及說明見下表：表面粗糙度代號表面粗糙度代號表面粗糙度代號是在表面粗糙度符號上，注上相關(guān)要求與說明：?位置a注寫表面結(jié)構(gòu)的單一