第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測 _新

1、第五章第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測表面粗糙度輪廓及其檢測u目的要求：目的要求： 通過本章的學(xué)習(xí)掌握表面粗糙度的標注及計算方通過本章的學(xué)習(xí)掌握表面粗糙度的標注及計算方法，理解與尺寸和形位精度的相互關(guān)系。法，理解與尺寸和形位精度的相互關(guān)系。 u重點：重點： 1 1、表面粗糙度的高度特征參數(shù)的意義及計算方法；、表面粗糙度的高度特征參數(shù)的意義及計算方法； 2 2、表面粗糙度評定參數(shù)的選擇；、表面粗糙度評定參數(shù)的選擇； 3 3、表面粗糙度的符號及標注方法；、表面粗糙度的符號及標注方法； 4 4、表面粗糙度的檢測；、表面粗糙度的檢測；u難點：難點： 表面粗糙度的檢測表面粗糙度的檢測 第一節(jié)第一節(jié) 表面粗

2、糙度輪廓的基本概念表面粗糙度輪廓的基本概念一、表面粗糙度輪廓的概念一、表面粗糙度輪廓的概念 1、表面粗糙度輪廓：指加工表面上具有的較小間距和峰、谷所組成的微觀幾何形狀誤差.粗糙度：10mm 2、表面粗糙度輪廓形成的原因： 1）加工過程中的刀痕 2）切屑分離時的塑性變形 3）刀具與已加工表面間的摩擦 4）工藝系統(tǒng)的高頻振動3、表面粗糙度輪廓對零件工作性能的影響v對摩擦和磨損的影響：表面越粗糙，摩擦阻力越大，磨損越快，耐磨性越差，但過分光滑，反而增加摩擦磨損。零件應(yīng)規(guī)定合理的表面粗糙度。左圖：有相對運動時，兩表面的凸峰相互搓切，形成阻力。另一方面，由于凸峰接觸，接觸面減小，單位面積壓力增加，磨損增

3、加。右圖：初期磨損階段，凸峰磨損較快，正常磨損階段(t2)，接觸面積較大，經(jīng)過t2后，表面磨光，產(chǎn)生分子親和力，磨損加劇。v對配合性能的影響對配合性能的影響表面越粗糙，配合性越不穩(wěn)定。對于有相對運動的間隙配合，工作時易于磨損，間隙增大；對于過盈配合，裝配壓合時，粗糙表面波峰被擠平，實際有效過盈減小。v對疲勞強度的影響對疲勞強度的影響表面越粗糙波谷越深且底部圓弧半徑越小，越容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，對承受交變載荷的零件波谷的位置易出現(xiàn)疲勞裂紋。v 對耐腐蝕性的影響對耐腐蝕性的影響表面越粗糙，越易在波谷處凝聚腐蝕物質(zhì)，凹谷深度越大，底部角度越小，腐蝕作用越厲害。v對外觀的影響對外觀的影響v對氣密性的影響對

4、氣密性的影響第二節(jié)第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定表面粗糙度輪廓的評定（GB/T 3505-2009GB/T 3505-2009）一、取樣長度和評定長度一、取樣長度和評定長度1、取樣長度lr：用來判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。v目的：限制、減弱幾何形狀誤差及表面粗糙度對測量結(jié)果的影響。一般包含五個以上的輪廓峰和輪廓谷。一般包含五個以上的輪廓峰和輪廓谷。 2、評定長度ln：評定表面粗糙度時所必須的一段長度。 一 般ln =5 lr附表附表51 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度、輪廓最大高度Rz和輪廓單元的平和輪廓單元的平均寬度均寬度Rz，標準取樣長度和標準評定長度（摘自標

5、準取樣長度和標準評定長度（摘自GB/T 13012009、GB/T 106102009）、）、 表示濾波器傳輸帶表示濾波器傳輸帶s c 這兩個極限這兩個極限值的標準化值取自值的標準化值取自GB/T 60622002。 二、表面粗糙度輪廓的中線中線(Mean Line):具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線。1、輪廓的最小二乘中線 在一個取樣長度lr范圍內(nèi)，最小二乘中線使輪廓上各點到該線的距離的平方和為最小。2、輪廓的算術(shù)平均中線 輪廓算術(shù)平均中線使劃分的輪廓的上半部分面積等于下半部分面積。基準線 表面微觀輪廓的高度三、表面粗糙輪廓的評定參數(shù)三、表面粗糙輪廓的評定參數(shù) 1、幅度參數(shù)-主參數(shù)（1）輪

6、廓算術(shù)平均偏差Ra:在一個取樣長度內(nèi)，被測實際輪廓上各點至基準線的距離的絕對值的算術(shù)平均值。 Ra 特點：能客觀地反映表面微觀幾何形狀的特征。 Ra越大，表面越粗糙。niiyn11（2）輪廓最大高度Rz：在一個取樣長度lr范圍內(nèi)，被評定輪廓上各個極點至中線的距離中，最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和的高度， 即 Rz = Rp + Rv 特點：所反映表面微觀幾何形狀特征不全面，但測量十分簡便，彌補了a不能測量極小面積的不足。2、間距參數(shù)-附加參數(shù) 輪廓單元：輪廓峰與相鄰輪廓谷的組合 輪廓單元寬度Xsi：中線與各個輪廓單元相交線段的長度 輪廓單元平均寬度輪廓單元平均寬度RSmRSm：一個取樣

7、長度lr內(nèi)所有輪廓單元寬度的平均值,即 miiXsmRSm11在零件圖上，對零件某一表面的表面粗糙度輪廓要求，在零件圖上，對零件某一表面的表面粗糙度輪廓要求，按需要選擇按需要選擇Ra或或Rz標注。標注。RSm 屬于附加評定參數(shù)，只能與屬于附加評定參數(shù)，只能與Ra或或Rz同時選用，不同時選用，不能獨立采用。能獨立采用。圖圖5-7第三節(jié)第三節(jié) 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求一、評定參數(shù)的選用一、評定參數(shù)的選用沒有特殊要求，通常只選用高度特征參數(shù)沒有特殊要求，通常只選用高度特征參數(shù) 。 1）優(yōu)先選用Ra；（不宜用于太粗或太光的表面） 特別光滑：小的波谷，探針無法進入谷底； 特別粗糙

8、：探針容易打斷。 2）微小面積用Rz（不能含有5個波峰和波谷）； 極光滑和粗糙的表面用Rz。 Ra也可與Rz聯(lián)用，控制表面微觀裂紋。當高度參數(shù)不能滿足零件的使用時，附加給出間距參數(shù)。當高度參數(shù)不能滿足零件的使用時，附加給出間距參數(shù)。 二、評定參數(shù)值的選用二、評定參數(shù)值的選用原則：在滿足功能要求的前提下，盡量選用大的參數(shù)值。方法：采用類比法選擇類比法選擇表面粗糙度參數(shù)值時,可先根據(jù)經(jīng)驗統(tǒng)計資料初步選定表面粗糙度參數(shù)值,然后再對比工作條件作適當調(diào)整。調(diào)整時應(yīng)考慮的因素：調(diào)整時應(yīng)考慮的因素：1)同一零件上，工作表面的粗糙度值應(yīng)比非工作表面小。2)摩擦表面的粗糙度值應(yīng)比非摩擦面小。3)運動速度高，單位

9、面積壓力大的表面數(shù)值要小。4)配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，數(shù)值應(yīng)小。同一公差等級，小尺寸比大尺寸，軸比孔的表面粗糙度數(shù)值小。5)表面粗糙度數(shù)值與尺寸、形位公差協(xié)調(diào)。6) 防腐性、密封性要求高、外表美觀的表面，粗糙度值應(yīng)小。第四節(jié)第四節(jié) 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標注方法在零件圖上的標注方法一、一、 表面粗糙度的符號、代號表面粗糙度的符號、代號 表面粗糙度代號表面粗糙度代號表面粗糙度符號表面粗糙度符號表面粗糙度參數(shù)表面粗糙度參數(shù)其它有關(guān)規(guī)定其它有關(guān)規(guī)定一般接觸面一般接觸面R Ra值取值取 6.36.33.23.2配合面配合面R Ra值取值取 0.80.81.61.6鉆孔表面

10、鉆孔表面R Ra值取值取 12.512.5表表 面面 粗粗 糙糙 度度 符符 號號用任何方法獲得的表面用任何方法獲得的表面（單獨使用無意義）（單獨使用無意義）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用不去除材料的方法獲得的表面用不去除材料的方法獲得的表面橫線上用于標注有關(guān)參數(shù)和說明橫線上用于標注有關(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 二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形 符號上的標注符號上的標注 1. 表面粗糙度輪廓各項技術(shù)要求在完整圖形符表面粗糙度輪廓各項技

11、術(shù)要求在完整圖形符 號上的標注位置號上的標注位置 在完整圖形符號的周圍標注評定參數(shù)的符號及極在完整圖形符號的周圍標注評定參數(shù)的符號及極限值和其他技術(shù)要求。各項技術(shù)要求應(yīng)分別標注在該限值和其他技術(shù)要求。各項技術(shù)要求應(yīng)分別標注在該符號周圍的指定位置上。符號周圍的指定位置上。 在周圍標注了技術(shù)要求的完整圖形符號稱為表面粗在周圍標注了技術(shù)要求的完整圖形符號稱為表面粗糙度輪廓代號，簡稱粗糙度代號。糙度輪廓代號，簡稱粗糙度代號。 位置位置a：下列符號和數(shù)值排成一行下列符號和數(shù)值排成一行 位置位置b：附加評定參數(shù)：附加評定參數(shù)（如（如RSm，mm）位置位置c：加工方法：加工方法位置位置d：表面紋理：表面紋理

12、位置位置e：加工余量（：加工余量（mm） 圖圖5-9上、下限值符號上、下限值符號 傳輸帶數(shù)值傳輸帶數(shù)值/幅度參數(shù)符號幅度參數(shù)符號 評定長度值評定長度值 極限值判斷規(guī)則極限值判斷規(guī)則(空格空格) 幅度參數(shù)極限值幅度參數(shù)極限值(m) 2. 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標注表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標注 （1）標注極限值中的一個數(shù)值且默認為上限值（圖）標注極限值中的一個數(shù)值且默認為上限值（圖5-10） 圖圖5-10 （2）同時標注上、下限值（圖）同時標注上、下限值（圖5-11） 圖圖5-11 3. 極限值判斷規(guī)則的標注極限值判斷規(guī)則的標注 （1）16%規(guī)則（圖規(guī)則（圖5-10、圖、圖5-11）

13、 16%規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認規(guī)則。規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認規(guī)則。若采用，則圖樣上不需注出。若采用，則圖樣上不需注出。 （2）最大規(guī)則（圖）最大規(guī)則（圖5-12、圖、圖5-13） 在幅度參數(shù)符號在幅度參數(shù)符號Ra或或Rz的后面標注一個的后面標注一個“max”的標記。的標記。 圖圖5-12 圖圖5-13圖圖5-16 4. 表面紋理的標注表面紋理的標注 需要標注表面紋理及其方向時，則應(yīng)采用規(guī)定的需要標注表面紋理及其方向時，則應(yīng)采用規(guī)定的符號（圖符號（圖5-16）進行標注。）進行標注。 5. 附加評定參數(shù)和加工方法的標注附加評定參數(shù)和加工方法的標注 需要標注附加評定參數(shù)或（

14、和）加工方法時的標注示需要標注附加評定參數(shù)或（和）加工方法時的標注示例見圖例見圖5-17。該圖亦為表面粗糙度輪廓各項技術(shù)要求在完。該圖亦為表面粗糙度輪廓各項技術(shù)要求在完整圖形符號上標注的示例。整圖形符號上標注的示例。 圖圖5-17 6. 加工余量的標注加工余量的標注 圖圖5-18 2、 代號： a、主參數(shù)允許值； b、加工方法； c、取樣長度； d、加工紋理方向； e、加工余量； f、間距參數(shù)。用去除材料方法獲得表面，a的上限值為.m用去除材料方法獲得表面，z的上限值為. m用去除材料方法獲得表面，a的上限值為. m y的最大允許值為. m三、三、 表面粗糙度輪廓代號在圖樣上的標注表面粗糙度輪廓代號在圖樣上的標注 位置：標在可見輪廓線、尺寸界線上，及其延長線上 方向：符號尖端從材料外指向材料里3.23.26.36.31.63.23.23.2 標注示例標注示例2456.36.3 符號的尖端必須符號的尖端必須 從材料外指向被從材料外指向被 標注的表面標注的表面。 圖圖5-205-20 圖圖5-215-21