第5章表面粗糙度qxd

1、 第 五 章表面粗糙度及其檢測第一節(jié)第一節(jié) 表面粗糙度的基本概念表面粗糙度的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 表面粗糙的評定表面粗糙的評定第三節(jié)第三節(jié) 表面粗糙度符號及其注法表面粗糙度符號及其注法第四節(jié)第四節(jié) 表面粗糙度的檢測表面粗糙度的檢測本章結(jié)構(gòu)本章結(jié)構(gòu)一、一、表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面所具有的較小間距是指加工表面所具有的較小間距和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特性和微小峰谷所組成的微觀幾何形狀特性 。其相鄰。其相鄰兩波峰或兩波谷之間的距離兩波峰或兩波谷之間的距離(波距波距)很小很小(在在1mm以以下下)，用肉眼是難以區(qū)分的，因此它屬于微觀幾何，用肉眼是難以區(qū)分的，因此它屬于微觀幾何形狀誤差。表面

2、粗糙度越小，則表面越光滑。形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。5.1 5.1 表面粗糙度的基本概念表面粗糙度的基本概念 截面輪廓誤差放大曲線截面輪廓誤差放大曲線 1mm 10mm 10mm 形狀誤差形狀誤差1mm1mm10 mm 10 mm 表面波紋度表面波紋度 二、表面粗糙度的界定二、表面粗糙度的界定表面粗糙度表面粗糙度波紋度波紋度形狀誤差形狀誤差 影響零件的耐磨性。 影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。 影響零件的疲勞強(qiáng)度。 影響零件的抗腐蝕性。 影響零件的密封性。 對零件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強(qiáng)度等也有著不同程度的影響。 三、表面粗糙度對零件工三、表面粗糙度對零件工作性

3、能的影響作性能的影響返回返回5.2 5.2 表面粗糙度的評定表面粗糙度的評定 1 1、取樣長度lr是指測量或評定表面粗糙度時(shí)所規(guī)定的一段長度。 取樣長度的數(shù)值系列為0.08，0.25，0.8，2.5，8，25 2、評定長度ln是指為了合理較全面反映整個(gè)表面的表面粗糙度特性，而在測量和評定表面粗糙時(shí)所必需的一段長度。一般取ln=5lr,一、取樣長度和評定長度一、取樣長度和評定長度lllllnl基準(zhǔn)線基準(zhǔn)線 1輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線即即在取樣長度內(nèi)在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至一條假想線，使輪廓上各點(diǎn)至一條假想線的距離的平方和為最小，這條假想線就是最小的距離的平方和為最小，這條假想線就

4、是最小二乘中線。二乘中線。2輪廓的算術(shù)平均中線輪廓的算術(shù)平均中線在在取樣長度內(nèi)取樣長度內(nèi)由一條假想線將實(shí)際輪廓分由一條假想線將實(shí)際輪廓分成上下兩部分，且使上部面積之和等于下部成上下兩部分，且使上部面積之和等于下部分面積之和分面積之和 即這條假想的線即為輪廓算術(shù)平即這條假想的線即為輪廓算術(shù)平均中線。均中線。二 、 中線 輪廓算術(shù)平均中線 輪廓最小二乘中線三、三、表面粗糙度的表面粗糙度的評定參數(shù)評定參數(shù)1高度特征參數(shù)高度特征參數(shù)（1）輪廓算術(shù)平均偏差）輪廓算術(shù)平均偏差Ra在取樣長度內(nèi)，被測輪廓上各點(diǎn)至基準(zhǔn)線距離在在取樣長度內(nèi)，被測輪廓上各點(diǎn)至基準(zhǔn)線距離在zi的的算術(shù)平均值，稱為輪廓算術(shù)平均偏差算術(shù)

5、平均值，稱為輪廓算術(shù)平均偏差Ra， 01()lrrR azxd xl11( )niiRaz xn或近似為：或近似為：L 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差RaRa= y(x) dx1L0LRa= yi1Li=1n 近似為近似為:YXRa-取樣長度內(nèi)，被測實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對值的平均值。 (2)輪廓最大高度輪廓最大高度RZ- 取樣取樣長度長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間 的距離的距離RzRpRv2 . 間距特征參數(shù)輪廓單元平均寬度RSm-取樣長度取樣長度內(nèi)，輪廓單元寬度的平均值。內(nèi)，輪廓單元寬度的平均值。lrZxZiZpiZviXsiRSm = 11niiX

6、 sn mRS3.形狀特征參數(shù)輪輪廓支承長度率Rmr(C)Rmr(c) -在給定的水平位置在給定的水平位置c上上,輪廓的實(shí)體材料長度輪廓的實(shí)體材料長度 Ml(c) 與評定長度與評定長度ln之比之比C1 C2 M l(c )lnM l(c)i峰頂線峰頂線 當(dāng)給定水平位置當(dāng)給定水平位置C1時(shí)，時(shí)，Rmr(c)=M l(c)i/ln； 當(dāng)給定水平位置當(dāng)給定水平位置C2時(shí)，時(shí)，Rmr(c)= M l(c)/ln = 100% 1、表面粗糙度參數(shù)的選用、表面粗糙度參數(shù)的選用 在零件選用表面粗糙度參數(shù)時(shí)，絕大多數(shù)情在零件選用表面粗糙度參數(shù)時(shí)，絕大多數(shù)情況下，只要選用高度特征參數(shù)即可。只有當(dāng)高度況下，只要選

7、用高度特征參數(shù)即可。只有當(dāng)高度特征參數(shù)不能滿足零件的使用要求時(shí)，才附加給特征參數(shù)不能滿足零件的使用要求時(shí)，才附加給出間距特征參數(shù)或形狀特征參數(shù)。出間距特征參數(shù)或形狀特征參數(shù)。 在高度特征參數(shù)中，輪廓算術(shù)平均偏差在高度特征參數(shù)中，輪廓算術(shù)平均偏差Ra能能較全面客觀地反映表面微觀幾何形狀的特性，可較全面客觀地反映表面微觀幾何形狀的特性，可優(yōu)先選用優(yōu)先選用 。5.3 5.3 表粗糙度的選用與標(biāo)注表粗糙度的選用與標(biāo)注2 2 表粗糙度表粗糙度評定參數(shù)評定參數(shù)的數(shù)值的數(shù)值0.0120.0250.050.1501000.81.60.20.43.26.312.525 Ra 的數(shù)值的數(shù)值 (um)0.0250.

8、050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600 Rz 的數(shù)值的數(shù)值 (um)表面粗糙度參數(shù)數(shù)值的選用一般選用原則是：（1）同一零件上，重要表面的Ra或者Rz值比非重要表面要小。 （2）同一零件上，工作表面比非工作表面的表面粗糙度值要小；摩擦表面比非摩擦表面粗糙度值要小，滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦表面粗糙度值要小。（3）在確定表面粗糙度參數(shù)值時(shí)，應(yīng)注意與尺寸公差與幾何公差相協(xié)調(diào)。 （4）凡有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對表面粗糙度要求單獨(dú)作出規(guī)定，則應(yīng)按該標(biāo)準(zhǔn)確定。 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 符符 號號用用任何方法任何方法獲得的表面獲得的表面（單獨(dú)使用無意義）（單獨(dú)使用無

9、意義）用用去除材料去除材料的方法獲得的表面的方法獲得的表面用用不去除材料不去除材料的方法獲得的表面的方法獲得的表面橫線上用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明橫線上用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明符符 號號 意意 義義 及及 說說 明明表示所有表面具有相同的表面粗表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求糙度要求表面粗糙度的標(biāo)注表面粗糙度的標(biāo)注 （1） 2、表面粗糙度代號及其標(biāo)注 高度參數(shù)的標(biāo)注（a）表示舊標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粗糙度代號注法；（b）表示新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粗糙度代號注法。abfc)(eda 處標(biāo)注表面粗糙度高度特性參數(shù)值（m）；b 處標(biāo)注加工方法、鍍涂或其他的表面處理方法；c 處標(biāo)注取樣長度（mm）；d 處標(biāo)注加工紋理方向符號

10、；e 處標(biāo)注加工余量（mm）；f 處標(biāo)注間距特性參數(shù)值（mm）或形狀特性參數(shù)值。 表面粗糙度參數(shù)表面粗糙度參數(shù):新標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn)GB/T131-2006規(guī)定必規(guī)定必須標(biāo)注參數(shù)代號。須標(biāo)注參數(shù)代號。 表面粗糙度參數(shù)的單位是表面粗糙度參數(shù)的單位是 m。例如：例如： 用任何方法獲得的表面用任何方法獲得的表面, Ra的上限的上限值值為為3.2 m。 只注一個(gè)值時(shí)，表示為上限值；注兩個(gè)只注一個(gè)值時(shí)，表示為上限值；注兩個(gè)值時(shí)，表示為上限值和下限值。值時(shí)，表示為上限值和下限值。 用去除材料的方法獲得的表面用去除材料的方法獲得的表面, Ra的上限的上限值為值為3.2 m。 用去除材料的方法獲得的表面用去除材料的方

11、法獲得的表面, Ra的的上限上限值為值為3.2 m，下限值為，下限值為3.2 m 。 用去除材料的方法獲得的表面用去除材料的方法獲得的表面, Ra的的 最大最大值為值為3.2 m，最小值為，最小值為1.6 m。說明：說明： 當(dāng)標(biāo)注上限值或上限值與下限值時(shí)，允當(dāng)標(biāo)注上限值或上限值與下限值時(shí)，允 許實(shí)測值中有許實(shí)測值中有16%的測值超差。的測值超差。 當(dāng)不允許任何實(shí)測值超差時(shí)，應(yīng)在參數(shù)當(dāng)不允許任何實(shí)測值超差時(shí)，應(yīng)在參數(shù) 值的右側(cè)加注值的右側(cè)加注max或同時(shí)標(biāo)注或同時(shí)標(biāo)注max和和min。例如：例如：其他項(xiàng)目的標(biāo)注 取樣長度一般按國家標(biāo)準(zhǔn)選取5個(gè)，在圖樣上可以省略標(biāo)注；若選用非標(biāo)準(zhǔn)值（3個(gè)），則應(yīng)標(biāo)

12、注。 若某表面的粗糙度要求由指定的加工方法（如銑削）獲得時(shí)，可用文字標(biāo)注。 若需要標(biāo)注加工余量（設(shè)加工總余量為7 mm），應(yīng)標(biāo)注。 若需要控制表面加工紋理方向時(shí)，可加注加工紋理方向符號。 表面粗糙度代表面粗糙度代(符號符號)在圖樣上的標(biāo)注在圖樣上的標(biāo)注 方法方法 在同一圖樣上在同一圖樣上每一表面只注一次粗糙度代每一表面只注一次粗糙度代 號，且應(yīng)注在可見輪廓線、尺寸界線、引號，且應(yīng)注在可見輪廓線、尺寸界線、引 出線或它們的延長線上，出線或它們的延長線上，并盡可能靠近有并盡可能靠近有 關(guān)尺寸線。關(guān)尺寸線。 當(dāng)零件的大部分表面具有相同的粗糙度要當(dāng)零件的大部分表面具有相同的粗糙度要 求時(shí)，對其中使用最

13、多的一種，代（符）求時(shí)，對其中使用最多的一種，代（符） 號，可統(tǒng)一注在圖紙的右上角。號，可統(tǒng)一注在圖紙的右上角。 在不同方向的表面上標(biāo)注時(shí)，代號中的數(shù)在不同方向的表面上標(biāo)注時(shí)，代號中的數(shù) 字及符號的方向必須下圖的規(guī)定標(biāo)注。字及符號的方向必須下圖的規(guī)定標(biāo)注。 代號中的數(shù)代號中的數(shù) 字方向應(yīng)與字方向應(yīng)與 尺寸數(shù)字的尺寸數(shù)字的 方向方向 一致。一致。符號的尖端符號的尖端 必須從材料必須從材料 外指向面。外指向面。 標(biāo)注示例標(biāo)注示例返回返回4 簡化標(biāo)注簡化標(biāo)注5.4 5.4 表粗糙度的檢測表粗糙度的檢測比較法比較法：將被測零件表面與表面粗糙度樣塊直接進(jìn)行：將被測零件表面與表面粗糙度樣塊直接進(jìn)行比較，以

14、確定實(shí)際被測表面的表面粗糙度合格與否。比較，以確定實(shí)際被測表面的表面粗糙度合格與否。多用于車間，評定表面粗糙度值較大的工件。多用于車間，評定表面粗糙度值較大的工件。觸針法觸針法：稱感觸法或針描法，它利用金剛石觸針在被：稱感觸法或針描法，它利用金剛石觸針在被零件表面上移動(dòng)，垂直于被測輪廓的方向長生上下移零件表面上移動(dòng)，垂直于被測輪廓的方向長生上下移動(dòng)。常用于動(dòng)。常用于R Ra a值（值（0.0250.0255m5m）光切法光切法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測量。：利用光切原理，用雙管顯微鏡測量。 常用于常用于測量測量R Rz z為為0.50.560m60m。干涉法干涉法：利用光波干涉原理，用干涉

15、顯微鏡測量?？桑豪霉獠ǜ缮嬖恚酶缮骘@微鏡測量?？蓽y量測量R Rz z值。值。返回返回改正下圖標(biāo)注錯(cuò)誤。 5-1 何謂取樣長度和評定長度？規(guī)定取樣長何謂取樣長度和評定長度？規(guī)定取樣長度和評定長度有什么意義？它們應(yīng)怎樣選?。慷群驮u定長度有什么意義？它們應(yīng)怎樣選??？ 5-2 對表面粗糙度規(guī)定了哪三方面的特征參對表面粗糙度規(guī)定了哪三方面的特征參數(shù)，應(yīng)怎樣選取這三方面的參數(shù)。數(shù)，應(yīng)怎樣選取這三方面的參數(shù)。 5-3 選擇表面粗糙度參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮哪些因選擇表面粗糙度參數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮哪些因素？素？ 5-4 測量表面粗糙度參數(shù)測量表面粗糙度參數(shù)Ra和和Rz值分別采用值分別采用什么測量方法？什么測量方法？習(xí)習(xí)

16、 題題 5-5 比較下列每組比較下列每組中兩孔的表面粗糙度高中兩孔的表面粗糙度高度特性參數(shù)值的大?。ǘ忍匦詤?shù)值的大?。ê慰椎膮?shù)值較?。?，何孔的參數(shù)值較?。⒄f明原因。并說明原因。 （1）70H7與與30H7孔；孔； （2）40H7/k6與與40H7/g6中的兩個(gè)中的兩個(gè)H7孔；孔； （3）圓柱度公差分）圓柱度公差分別別0.01mm和和0.02mm的的兩個(gè)兩個(gè)30H7孔?？住?0K acbK 向向 80.018習(xí)題習(xí)題5-6附圖附圖 5-6 試將下列的表面粗糙度要求標(biāo)注在試將下列的表面粗糙度要求標(biāo)注在習(xí)題習(xí)題5-6附圖上。附圖上。 （1）圓錐面）圓錐面a的表面粗糙度參數(shù)的表面粗糙度參數(shù)Ra的上的上限值為限值為3.2m； （2）端面）端面c和端面和端面b的表面粗糙度參數(shù)的表面粗糙度參數(shù)Ra的最大值為的最大值為3.2m； （3）30孔采用拉削加工，表面粗糙度孔采用拉削加工，表面粗糙度參數(shù)參數(shù)Ra的最大值為的最大值為6.3m，并標(biāo)注加工紋理，并標(biāo)注加工紋理方向；方向； （4）80.018mm鍵槽兩側(cè)面的表面粗鍵槽