互換性講稿第四章

1、4.1 表面粗糙度的標注方式表面粗糙度的標注方式第四章第四章 表面粗糙度及檢測表面粗糙度及檢測4.2 表面粗糙度的表面粗糙度的評定評定參數(shù)及選擇參數(shù)及選擇4.3 零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇指加工表面所具有的較小間距和微小峰谷不平度。指加工表面所具有的較小間距和微小峰谷不平度。是零件微觀幾何形狀的尺寸特征。是零件微觀幾何形狀的尺寸特征。 其形成與零件的加工過程等因素有關。其形成與零件的加工過程等因素有關。表面粗糙度的定義表面粗糙度的定義 4波紋度輪廓波紋度輪廓宏觀形狀輪廓宏觀形狀輪廓實際表面輪廓實際表面輪廓圖 零件表面幾何形狀誤差及其組成成份表面粗糙度輪廓表面粗糙度輪廓

2、5實際表面輪廓經實際表面輪廓經輪廓濾波器濾波后分為輪廓濾波器濾波后分為：表面粗糙度對零件工作性能的影響表面粗糙度對零件工作性能的影響1、影響零件運動表面的磨擦和磨損、影響零件運動表面的磨擦和磨損 2、影響配合性質的穩(wěn)定性和機器的工作精度、影響配合性質的穩(wěn)定性和機器的工作精度3、影響零件的強度、影響零件的強度4、影響零件的抗腐蝕性、影響零件的抗腐蝕性三種基本界面形態(tài)及典型的界面系統(tǒng)三種基本界面形態(tài)及典型的界面系統(tǒng)混合潤滑具有一般性和廣泛性。干接觸混合潤滑具有一般性和廣泛性。干接觸和全膜流體潤滑是混合潤滑的特例。和全膜流體潤滑是混合潤滑的特例。高性能產品研發(fā)中的關鍵與瓶頸高性能產品研發(fā)中的關鍵與瓶

3、頸工程設計與分析工程設計與分析結構強度分析結構強度分析表面強度分析表面強度分析工具工具: 商業(yè)化商業(yè)化CAD和有限元和有限元軟件已經成熟。軟件已經成熟。設計計設計計算主要依賴計算機模擬算主要依賴計算機模擬工具工具: 缺少商業(yè)化軟件。即缺少商業(yè)化軟件。即使是研究用軟件也還使是研究用軟件也還不夠成熟。設計計算不夠成熟。設計計算仍然主要依賴仍然主要依賴近似方近似方法法, 經驗數(shù)據(jù)和實驗經驗數(shù)據(jù)和實驗遺憾的是，今天絕大多數(shù)零件破損產生于遺憾的是，今天絕大多數(shù)零件破損產生于表面。結構強度問題（例如整體斷裂）已表面。結構強度問題（例如整體斷裂）已經非常少見。經非常少見。4.2 表面粗糙度的評定參數(shù)及選擇表

4、面粗糙度的評定參數(shù)及選擇1 1、取樣長度取樣長度lr-判別和測量表面粗糙度時所規(guī)定判別和測量表面粗糙度時所規(guī)定 的一段基準線長度。的一段基準線長度。 它在輪廓總的走向上量取。它在輪廓總的走向上量取。在一個取樣長度在一個取樣長度lr lr范范圍內，一般應包括五個以上的輪廓峰和輪廓谷。圍內，一般應包括五個以上的輪廓峰和輪廓谷。表面越粗糙，取樣長度就應越大。表面越粗糙，取樣長度就應越大。主要術語主要術語：2 2、評定長度評定長度ln-為了合理且較全面地反映整個表面為了合理且較全面地反映整個表面的表面粗糙度特性，評定時所必須測量的一段的表面粗糙度特性，評定時所必須測量的一段 表面長度。表面長度。 它包

5、括一個或幾個取樣長度。它包括一個或幾個取樣長度。 3 3、輪廓中線輪廓中線-用于評定表面粗糙度數(shù)值用于評定表面粗糙度數(shù)值 的基準線。在取樣長度內，使輪的基準線。在取樣長度內，使輪 廓上各點的輪廓偏距的平方和為廓上各點的輪廓偏距的平方和為 最小。最小。143. 混合參數(shù)（形狀參數(shù)）混合參數(shù)（形狀參數(shù)） 在給定的輪廓截面高度在給定的輪廓截面高度 C上，輪廓的實體材料上，輪廓的實體材料長度長度Ml(C)與與ln的比率（圖的比率（圖5.8）。）。輪廓的支承長度率輪廓的支承長度率Rmr(C) 輪廓截面輪廓截面高度高度C:C = Rz %圖5.8 輪廓的支承長度率輪廓的支承長度率nniilbcRmr/)(

6、1nlCMl/ )(154.3 表面粗糙度輪廓的參數(shù)數(shù)值及其選用表面粗糙度輪廓的參數(shù)數(shù)值及其選用 (1) 表面粗糙度輪廓的參數(shù)數(shù)值表面粗糙度輪廓的參數(shù)數(shù)值 表表4.14.5摘自摘自GB/T1031-2009表表4-1 Ra 的數(shù)值的數(shù)值( m)0.120.203.2500.0250.406.30.0500.8012.50.1001.6025表表4-2 Rz 的數(shù)值的數(shù)值( m)0.0250.406.310010000.0500.8012.52000.1001.60254000.203.250800160.0060.1001.600.01250. 203.20.0250.406.30.0500.

7、8012.5表表 4-3 輪廓單元平均寬度輪廓單元平均寬度 Rsm 的數(shù)值的數(shù)值 ( mm)1015202530405060708090表表 4-4 支撐比率支撐比率Rsm(c)() 輪廓截面高度輪廓截面高度c用微米或用微米或Rz的百分數(shù)表示。的百分數(shù)表示。17 如果表面粗超度輪廓標注圖中沒有標注如果表面粗超度輪廓標注圖中沒有標注 lr、ln 和和傳輸帶，則表示采用默認的傳輸帶，則表示采用默認的 lr、ln 和傳輸帶，即皆和傳輸帶，即皆為標準化值，如表為標準化值，如表4-5中數(shù)值。中數(shù)值。4.4 表面粗糙度的標注方式表面粗糙度的標注方式 GB/T131-1993 去除材料去除材料的方法：的方法

8、： 車、銑、刨、磨、鉆、鏜、車、銑、刨、磨、鉆、鏜、 拉、拋光、腐蝕、電火花加工拉、拋光、腐蝕、電火花加工不去除材料不去除材料的方法：的方法： 鍛、鑄、沖壓、熱軋、冷軋、鍛、鑄、沖壓、熱軋、冷軋、 粉末冶金粉末冶金 4.4 表面粗糙度的標注方式表面粗糙度的標注方式 GB/T131-2006 表面粗糙度輪廓技術要求在圖形中標注的內容注寫的表面粗糙度輪廓技術要求在圖形中標注的內容注寫的位置，見圖位置，見圖10所示。所示。a 第一個表面粗糙度輪廓（單一）要求（第一個表面粗糙度輪廓（單一）要求（m）；）；b 第二個表面粗糙度輪廓要求第二個表面粗糙度輪廓要求 (Rsm、Rmr )要求；要求；c 加工方法

9、；加工方法；d 表面紋理和紋理方向；表面紋理和紋理方向；e 加工余量（加工余量（mm）。）。圖圖10 粗糙度要求注寫的位置粗糙度要求注寫的位置5.4.3 表面粗糙度要求在圖樣上的標注方法表面粗糙度要求在圖樣上的標注方法 表面粗糙度要求對零件的每一個表面一般只標注一次，表面粗糙度要求對零件的每一個表面一般只標注一次，并盡可能標注在相應的尺寸及其公差的同一視圖上。并盡可能標注在相應的尺寸及其公差的同一視圖上。表面粗糙度要求在圖樣上的標注方法見表表面粗糙度要求在圖樣上的標注方法見表5.12所示。所示。32附加評定參數(shù)、加工方法和加工余量的標附加評定參數(shù)、加工方法和加工余量的標注注（1）附加評定參數(shù)的

10、標注，）附加評定參數(shù)的標注，如圖如圖21所示所示（2）加工方法和加工余）加工方法和加工余量的標注量的標注,如圖如圖22所示所示URa 6.3LRz 3.2Rsm 0.05圖圖21圖圖22Rz 3.22車車輪廓單元的輪廓單元的平均寬度為平均寬度為0.05mm加工余加工余量為量為2mm加工方加工方法為法為車削車削綜合標注示例綜合標注示例 圖為減速器輸出軸的零件圖，其上標注了尺寸及其公差帶代號、幾何公差和圖為減速器輸出軸的零件圖，其上標注了尺寸及其公差帶代號、幾何公差和表面粗糙度輪廓要求。表面粗糙度輪廓要求。34表面粗糙度值的選擇原則：表面粗糙度值的選擇原則：4.5 零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇零件表

11、面粗糙度參數(shù)值的選擇 1、在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取、在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取最最 大的表面粗糙度值。大的表面粗糙度值。 一般采用類比法來確定。一般采用類比法來確定。合理選取表面粗糙度參數(shù)值的大小，對零件的合理選取表面粗糙度參數(shù)值的大小，對零件的工作性能和加工成本具有重要意義。工作性能和加工成本具有重要意義。2. 2. 同一零件，工作表面的表面粗糙度參數(shù)值應比同一零件，工作表面的表面粗糙度參數(shù)值應比 非工作表面小。非工作表面小。 3. 3. 對于摩擦表面，相對運動速度高、單位面積壓力大對于摩擦表面，相對運動速度高、單位面積壓力大 的表面，表面粗糙度參數(shù)值應小。的表

12、面，表面粗糙度參數(shù)值應小。 4 4. . 承受交變應力作用的零件，在容易產生應力集中的承受交變應力作用的零件，在容易產生應力集中的 部位，如圓角、溝槽處，表面粗糙度參數(shù)值應小。部位，如圓角、溝槽處，表面粗糙度參數(shù)值應小。4. 4. 對于配合性質要求穩(wěn)定的間隙較小的間隙配合和承受對于配合性質要求穩(wěn)定的間隙較小的間隙配合和承受 重載荷的過盈配合，它們的孔、軸表面粗糙度參數(shù)值重載荷的過盈配合，它們的孔、軸表面粗糙度參數(shù)值 應小。應小。5. 5. 要求防腐蝕、密封性能好或外表美觀的表面，表面粗要求防腐蝕、密封性能好或外表美觀的表面，表面粗 糙度參數(shù)值應小。糙度參數(shù)值應小。6. 6. 確定表面粗糙度參數(shù)

13、值時，應注意它與形位公差值的確定表面粗糙度參數(shù)值時，應注意它與形位公差值的 協(xié)調。協(xié)調。7. 7. 凡有關標準業(yè)已對表面粗糙度要求作出具體規(guī)定，則凡有關標準業(yè)已對表面粗糙度要求作出具體規(guī)定，則 應按該標準的規(guī)定確定表面粗糙度參數(shù)值的大小。應按該標準的規(guī)定確定表面粗糙度參數(shù)值的大小。 表面粗糙度值與尺寸公差、形狀公差并不存在表面粗糙度值與尺寸公差、形狀公差并不存在確定的函數(shù)關系，但在生產中是相互影響的。確定的函數(shù)關系，但在生產中是相互影響的。 一般情況下，它們之間可參照表一般情況下，它們之間可參照表4-74-7的對應關系的對應關系 一般情況下，零件的尺寸公差、形狀公差要求一般情況下，零件的尺寸公

14、差、形狀公差要求較高時，其零件的表面粗糙度要求也較高。但零較高時，其零件的表面粗糙度要求也較高。但零件表面粗糙度要求較高時，其尺寸公差并不一定件表面粗糙度要求較高時，其尺寸公差并不一定要求高。例：手柄、手輪等。要求高。例：手柄、手輪等。 舊舊標準標準 光潔度光潔度 11414常見表面粗糙度的測量方法：常見表面粗糙度的測量方法：4.6 零件表面粗糙度參數(shù)值的測量零件表面粗糙度參數(shù)值的測量 1、比較法、比較法2、光切法、光切法 3、干涉法、干涉法4、針描法、針描法1 比較法比較法：用表面粗糙度樣板與工件表面直接：用表面粗糙度樣板與工件表面直接對照觀察判定對照觀察判定 2 光切測量法光切測量法：雙管

15、式光切顯微鏡：范圍：雙管式光切顯微鏡：范圍Rz=（800.8）m， （受物鏡數(shù)值孔徑限制）（受物鏡數(shù)值孔徑限制） 光源光源1經透鏡經透鏡2，光縫，光縫3成扁平光帶，經成扁平光帶，經物鏡物鏡5變?yōu)槠叫泄鈳б宰優(yōu)槠叫泄鈳б?5入射工件表面，入射工件表面，由于粗糙度峰由于粗糙度峰S1點與谷點點與谷點S2點反射，經物鏡點反射，經物鏡5和目鏡和目鏡7放大成像在分劃板放大成像在分劃板6位于位于S1和和S2上。上。 433 干涉法測量干涉法測量 利用光波干涉原理測量表面粗糙度利用光波干涉原理測量表面粗糙度,其上其上限受顯微鏡分辨能力和十字瞄準精度限制只能限受顯微鏡分辨能力和十字瞄準精度限制只能測至測至Rz0.02m，受白光干涉能力限制下限測，受白光干涉能力限制下限測至至Rz=0.8m。 干涉條紋隨工件表面粗糙度高度值成比例放大，干涉條紋隨工件表面粗糙度高度值成比例放大，根據(jù)雙光束干涉原理，微觀不平度高度根據(jù)雙光束干涉原理，微觀不平度高度h與干涉條與干涉條紋彎曲度紋彎