表面粗糙參數(shù)

1、第4章 表面粗糙度4.1 概述 在機(jī)械加工過程中，由于切削會(huì)留下切痕，切削過程中切屑分離時(shí)的塑性變形，工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，會(huì)使被加工零件的表面產(chǎn)生許多微小的峰谷，這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就稱為表面粗糙度。 一、表面粗糙度的實(shí)質(zhì) 表面粗糙度是一種微觀的幾何形狀誤差，通常按波距的大小分為：波距1mm的屬表面粗糙度； 波距在110mm間的屬表面波度； 波距10mm的屬于形狀誤差。二、表面粗糙度對零件使用性能的影響1.對摩擦和磨損的影響一般地，表面越粗糙，則摩擦阻力越大，零件的磨損也越快。2.對配合性能的影響表面越粗糙，配合性能越容易改變，穩(wěn)定性越差。3. 對

2、疲勞強(qiáng)度的影響當(dāng)零件承受交變載荷時(shí)，由于應(yīng)力集中的影響，疲勞強(qiáng)度就會(huì)降低，表面越粗糙，越容易產(chǎn)生疲勞裂紋和破壞。4.對接觸剛度的影響表面越粗糙，實(shí)際承載面積越小，接觸剛度越低。5.對耐腐蝕性的影響表面越粗糙，越容易腐蝕生銹。此外，表面粗糙度還影響結(jié)合的密封性，產(chǎn)品的外觀，表面涂層的質(zhì)量，表面的反射能力等等，所以要給予充分的重視。4.2 表面粗糙度的評定 一.基本術(shù)語 1.輪廓濾波器 把輪廓分成長波和短波成分的濾波器。 2.濾波器 確定粗糙度與波紋度成分之間相交界限的濾波器。 3.取樣長度 用以判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長度。規(guī)定和選取取樣長度的目的是為了限制和削弱表面波紋度對表面粗糙度

3、測量結(jié)果的影響。推薦的取樣長度值見表4-1。在取樣長度內(nèi)一般應(yīng)包含五個(gè)以上的輪廓峰和輪廓谷。 4.評定長度 評定表面粗糙度時(shí)所必須的一段基準(zhǔn)線長度。 為了充分合理地反映表面的特性，一般取ln =5l。 5.輪廓中線m 用以評定表面粗糙度值的基準(zhǔn)線。 輪廓的最小二乘中線 具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線。在取樣長度范圍內(nèi)，使被測輪廓線上的各點(diǎn)至該線的偏距的平方和為最小。即： dx = min 輪廓的算術(shù)平均中線 在取樣長度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐譃樯?、下兩部分，并使上、下兩部分的面積相等的基準(zhǔn)線。即： F1+F3+F2n-1=F2+F4+F2n 二、評定參數(shù)(GB/T 3505-2000) 1.與高

4、度特性有關(guān)的參數(shù)： 輪廓的算術(shù)平均偏差Ra 在取樣長度內(nèi)，被測輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線偏距絕對值的算術(shù)平均值。即： Ra = dx 或近似為：Ra = Ra參數(shù)能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，并且所用儀器（電動(dòng)輪廓儀）的測量比較簡便，因此是GB推薦的首選評定參數(shù)。圖樣上標(biāo)注的參數(shù)多為Ra。如 表示Ra3.2。 Ra參數(shù)的測量：用精密粗糙度儀（針描原理） 輪廓的最大高度Rz 在取樣長度內(nèi)，輪廓峰頂線和谷底線間的距離。峰頂線和谷底線，分別指在取樣長度內(nèi)平行于中線且通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的線。 Rz= Rz 參數(shù)對某些小表面上不允許出現(xiàn)較深的加工痕跡和小零件的表面有實(shí)用意義。 表示Rz12.5

5、。 2.與間距特性有關(guān)的參數(shù) 輪廓單元的平均寬度RSm：在一個(gè)取樣長度內(nèi)輪廓單元寬度Xs的平均值，用RSm表示。即 輪廓單元的平均寬度RSm是指輪廓峰和相鄰的輪廓谷在中線上的一段長度。 3.與形狀特性有關(guān)的參數(shù) 輪廓的支承長度率Rmr 在取樣長度內(nèi),一平行于中線的線從峰頂線向下移動(dòng)一段截距C到某一水平位置時(shí)，與輪廓相截所得的各段截線長度bi 之和與評定長度的比值。 顯然，從峰頂線向下所取的水平截距C不同 ，其支承長度率也不同，因此Rmr 值應(yīng)是對應(yīng)于水平截距C值而給出的 。在標(biāo)準(zhǔn)中，Rmr值是以百分率來表示的，當(dāng)C值一定時(shí)，Rmr值越大，表示輪廓凸起的實(shí)體部分越多，故起支承作用的長度長，表面接

6、觸剛度高 ，耐磨性好。如圖所示，圖（a）承載能力強(qiáng)，圖（b）承載能力差。 （a） （b）三、評定參數(shù)值各項(xiàng)評定參數(shù)的數(shù)值規(guī)定見表4.14.4。4.3 表面粗糙度的符號(hào)及其標(biāo)注 一、基本符號(hào) 基本符號(hào)，用任何方法獲得的表面； 表示用去除材料的方法獲得的表面； 表示用不去除材料的方法獲得的表面。 如上圖，在上述三個(gè)符號(hào)的長邊上均可加一橫線，用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明。在上述三個(gè)符號(hào)上均可加一小圓，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求。 二、表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值的標(biāo)注 如圖： a ：粗糙度高度參數(shù)允許值（m)，當(dāng)選用Ra值時(shí),可省略標(biāo)注代號(hào)Ra而直接標(biāo)注允許值，若用Rz 或Ry 值時(shí)，則應(yīng)在其允許值前

7、加注相應(yīng)的代號(hào)。 如： 表示Ra 值應(yīng)不大于3.2m 表示Ra 值應(yīng)在1.63.2m之間 表示Rz 值應(yīng)不大于12.5m 表示Ry 值應(yīng)不大于25m b ：加工方法，涂鍍或其它表面處理，若無特殊要求，一般不予標(biāo)注。如圖： 表示表面鍍硬鉻，鍍層厚度為（60±5)m,鍍后拋光且Ra 值不大于0.4m。又如： 表示表面刮削后，在25mm×25mm面積內(nèi)，接觸點(diǎn)不小于10點(diǎn)，且Ra 值不大于1.6m c ：取樣長度值（mm)，若按表4-1中的規(guī)定選取取樣長度值，則不必標(biāo)注。d ： 加工紋理方向，一般對紋理方向無要求時(shí)，不必標(biāo)注，若需控制紋理方向時(shí)，則標(biāo)注相應(yīng)的紋理方向符號(hào)。如：表示

8、加工紋理方向?yàn)樗剑?表示加工紋理方向?yàn)榇怪保?×表示加工紋理方向?yàn)榫W(wǎng)紋； M表示加工紋理方向?yàn)槁菪€形狀。 e ：加工余量（mm)，一般均在工藝文件中說明，所以基本上也不標(biāo)注。f ：間距參數(shù)值RSm或Rmr值(mm)若需要標(biāo)注RSm值或Rmr(c)值時(shí)，數(shù)值寫在相應(yīng)代號(hào)的后面。圖4.9a為RSm上限值的標(biāo)注示例；圖4.9b為RSm最大值的標(biāo)注示例；圖4.9c為Rmr(c)的標(biāo)注示例，表示水平截距C在Rz的50位置上，Rmr(c)為70，此時(shí)Rmr(c)為下限值；圖4.9d為Rmr(c)最小值的標(biāo)注示例三、表面粗糙度標(biāo)注示例4.4 表面粗糙度的選用 一、評定參數(shù)的選用 高度參數(shù)是基本

9、參數(shù)，在Ra的常用值范圍（0.0256.3m）內(nèi),國標(biāo)推薦優(yōu)先選用Ra；當(dāng)粗糙度要求特別高（Ra0.025m或特別低(Ra6.3m)時(shí),可選用Rz；當(dāng)高度參數(shù)已不能滿足控制功能要求時(shí)，根據(jù)需要可選用RSm或Rmr補(bǔ)充控制。 二、評定參數(shù)值的選用 表4-2列出了各參數(shù)的系列值。表4-5列出了表面粗糙度參數(shù)值與所適應(yīng)的零件表面的關(guān)系，可供選用時(shí)參考。且一般應(yīng)考慮下列關(guān)系： 1.同一零件上的工作表面應(yīng)比非工作表面的參數(shù)值?。?.磨擦表面應(yīng)比非磨擦表面的參數(shù)?。?.承受交變載荷的表面，其圓角、溝槽等易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，參數(shù)值應(yīng)??； 4.配合性質(zhì)要求愈高的表面，其粗糙度值應(yīng)愈??； 5.通常尺寸精度和形位精度要求愈高的部位，參數(shù)值應(yīng)愈?。?6.與標(biāo)準(zhǔn)件配合的表面，按標(biāo)準(zhǔn)件的有關(guān)規(guī)定選取。 在常用值范圍內(nèi)，表面粗糙度與加工方法的關(guān)系： 鉆、粗車、粗刨等； 半精（車、刨、銑、鏜等）加工； 精（車、銑、刨、鏜）加工及拉削、刮削、鉸孔、滾壓；（有配合要求的內(nèi)孔，精度較高的平面如減速器的分離平面等） 磨、精鉸、精細(xì)鏜；（有配合要求的外圓，如軸頸，軸頭等） 以上超精加工如：精磨、珩磨、研磨、鏡面磨、拋光等等。（如各種量具工作面，量規(guī)0.1、量塊工作面0.012、非工作面0.05等）4.5 表面粗糙度的測