公差配合與技術(shù)測量表面粗糙度

1、第四章 外表粗糙度與檢測第一節(jié) 外表粗糙度概述第二節(jié) 外表粗糙度的評定第三節(jié) 外表粗糙度輪廓的技術(shù)要求第四節(jié) 外表粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標注第五節(jié) 外表粗糙度的檢測第一節(jié) 外表粗糙度概述一、外表粗糙度輪廓的界定 加工外表上具有的較小間距和峰谷 所組成的微觀幾何形狀特性，稱為零件 的外表粗糙度。 Return二、外表粗糙度對零件工作性能的影響 零件的耐磨性 配合性質(zhì)的可靠性和穩(wěn)定性 零件的疲勞強度 零件的抗腐蝕性 零件的密封性 此外，外表粗糙度還對零件結(jié)合的密封性，對流體流動的阻力、對外觀質(zhì)量和測量精度等均會產(chǎn)生影響。第二節(jié) 外表粗糙度的評定 GB/T 3505-2021采用中線制輪廓法

2、評定外表粗糙度，并對相關(guān)術(shù)語和定義做出規(guī)定。一、外表粗糙度根本術(shù)語 1、取樣長度與評定長度 取樣長度lr是指測量和評定外表粗糙度時所規(guī)定的一段基準線度。 在測量和評定時所規(guī)定的一段最小長度稱為評定長度ln ，一般取ln=5lr 。 在評定長度內(nèi)，根據(jù)取樣長度進行測量，可得到一個或幾個測量值，取其平均值作為外表粗糙度數(shù)值的可靠值。2、外表粗糙度輪廓的中線 輪廓最小二乘中線m 輪廓最小二乘中線是根據(jù)實際輪廓用最小二乘法來確定的基準線，即在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點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二乘中線。 輪廓算術(shù)平均中線 輪廓算術(shù)平均中線是指在取樣長度內(nèi)劃分實際輪廓為上、下兩部

3、分，使上下兩局部面積之和相等的線。 標準中規(guī)定，為了用圖解法近似地代替最小二乘中線，通常用目測估計得到輪廓算術(shù)平均中線，所以它具有較大的實用性。二、外表粗糙度輪廓的評定參數(shù) 1、幅度參數(shù) 評定輪廓的算術(shù)平均偏差 在一個取樣長度內(nèi)縱坐標值Zx絕對值的算術(shù)平均值，稱為評定輪廓的算術(shù)平均偏差，用Ra表示。近似表達式為 輪廓最大高度 在一個取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和，稱為輪廓最大高度，GB/T 3505-2021中規(guī)定用Rz表示在GB/T 3505-1983中用Ry表示。 在GB/T 3505-1983中，Rz符號曾用于表示“不平度的十點高度，是指在取樣長度l范圍內(nèi)，被測外表上5個最大

4、輪廓峰高的平均值與5個最大輪廓谷深的平均值之和?，F(xiàn)在使用中的一些外表粗糙度測量儀器大多測量的是舊版本標準中規(guī)定的Rz，使用現(xiàn)行技術(shù)文件和圖樣時需注意這一點。2、間距參數(shù) GB/T 3505-2021中規(guī)定間距參數(shù)為輪廓單元的平均寬度RSm。輪廓峰和相鄰輪廓谷的組合稱為輪廓單元，在一個取樣長度內(nèi)輪廓單元寬度的平均值，那么稱為輪廓單元的平均寬度。 在GB/T 3505-1987中，規(guī)定的常用間距特征參數(shù)有如下兩個，即輪廓的單峰平均間距S和輪廓微觀不平度的平均間距Sm。使用的文件和資料遇到這兩個參數(shù)時，可查閱相關(guān)國家標準時。3、混合參數(shù)形狀參數(shù) GB/T 1031-2021規(guī)定，一個取樣長度內(nèi)，在一

5、個給定水平截面高c上用一條平行于X軸輪廓走向的線與輪廓單元相截所獲得的各段截線長度之和，稱為在水平截面高度c上輪廓的實體材料長度，用Mlc表示。Return 輪廓支承長度率與零件的實際輪廓形狀有關(guān)，反映零件外表耐磨性能的指標，是常用的形狀特征參數(shù)。在給定水平截面高度上，輪廓的實體材料長度Mlc與評定長度的比率，稱為輪廓支承長度率Rmrc。 第三節(jié) 外表粗糙度輪廓的技術(shù)要求一、外表粗糙度輪廓技術(shù)要求的內(nèi)容 通常，尺寸公差要求較高的零件，其外表粗糙度要求也較高。但各種機床的手柄、手輪等，為了防止劃傷人手、外形美觀、防止銹蝕等原因，它們的外表粗糙度要求也都很高。因此，在圖樣上給出外表粗糙度要求時，應(yīng)

6、根據(jù)零件的功能需要，合理地選擇其外表粗糙度的要求，并按國家標準規(guī)定正確地標注在圖樣上。光滑外表和半光滑外表極光滑和極粗糙外表在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)Ra為0.025m 6.3m，Rz為0.1m 25m推薦優(yōu)先選用Ra。Ra0.025m或Ra6.3m，宜采用Rz作為評定參數(shù)。但Rz不如Ra對外表微觀幾何形狀特性反映得全面。 對涂漆性能，沖壓成形時抗裂紋、抗震、抗腐蝕、減小流體流動摩擦阻力等有要求的重要外表，附加選用間距參數(shù)RSm。對耐磨性、接觸剛度要求高的外表附加選用混合參數(shù)Rmrc。二、外表粗糙度輪廓評定參數(shù)的選擇 1、外表粗糙度輪廓評定參數(shù)選用原那么 外表粗糙度的三類特性評定參數(shù)中，國家標準GB

7、/T1031-2021規(guī)定，幅度特征參數(shù)是根本評定參數(shù)，當幅度參數(shù)不能滿足零件的功能要求，附加給出間距參數(shù)或和混合參數(shù)。外表粗糙度參數(shù)值選得適當與否，不僅影響零件的使用性能，還影響到制造本錢。因此，合理地選取外表粗糙度及其參數(shù)值具有重要意義。外表粗糙度幅度參數(shù)的數(shù)值系列見表4-2和表4-3，選用時應(yīng)綜合考慮零件的功能要求和加工本錢等因素，優(yōu)先采用第系列中的數(shù)值。 表4-2 輪廓算術(shù)平均偏差Ra的數(shù)值m摘自GB/T1031-2021 第1系列 0.012 0.025 0.050 0.100第2系列0.008 0.010 0.016 0.063 0.080 0.125 0.020 0.032 0.

8、040第1系列 0.20 0.40 0.80 1.60 3.2 第2系列0.160 0.25 0.32 0.50 0.63 1.00 1.25 2.0 2.5 4.0 5.0第1系列6.3 12.5 25 50 100第2系列 8.0 10.0 16.0 20 32 40 63 80表4-3 輪廓最大高度Rz的數(shù)值m摘自GB/T1031-2021第1系列0.025 0.050 0.100 0.20 0.40 第2系列 0.032 0.040 0.063 0.080 0.125 0.160 0.25 0.32 0.50 第1系列 0.80 1.60 3.2 6.3 12.5 第2系列0.63 1

9、.00 1.25 2.0 2.5 4.0 5.0 8.0 10.0 16.0 20 25第1系列50 100 200 400 800 1600第2系列 63 80 125 160 250 320 500 630 1000 1250 在滿足零件的工作性能要求和使用壽命的前提下，應(yīng)盡可能選擇要求較低的外表粗糙度； 同一零件上，工作外表的粗糙度要求高于非工作外表； 尺寸偏差較小的外表，其粗糙度要求應(yīng)高于尺寸偏差較大外表； 摩擦外表應(yīng)比非摩擦外表的粗糙度要求高，滾動摩擦外表比滑動摩擦外表的粗糙度要求高； 相對運動速度高，單位面積壓力大的摩擦外表比相對運動速度低，單位面積壓力小的摩擦外表的粗糙度要求高；

10、 承受交變應(yīng)力的零件，易產(chǎn)生應(yīng)力集中處如溝槽、圓角、軸肩或孔肩等，其外表粗糙度要求高； 配合性質(zhì)要求穩(wěn)定、小間隙配合和受重載的過盈配合，其配合外表的外表粗糙度要求高；配合性質(zhì)及公差等級相同的零件，根本尺寸小的比根本尺寸大的外表粗糙度要求高；其他條件相同時，間隙配合的外表應(yīng)比過盈配合外表的粗糙度要求高；在相互配合的軸高硬度與孔間，軸外表應(yīng)比孔外表的粗糙度要求高； 有防腐蝕、密封性要求和外表美觀的外表，其外表粗糙度要求高； 有專門標準對外表粗糙度要求作出規(guī)定的如與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的外表粗糙度，按相應(yīng)標準規(guī)定確定外表粗糙度數(shù)值。 另外，尺寸公差形狀公差外表粗糙度。通常尺寸公差、形狀公差要求

11、較高的零件，其外表粗糙度要求也較高，但反之那么不然。2、外表粗糙度輪廓評定參數(shù)的選擇方法 類比法 教材中表4-6列出了許多有關(guān)外表粗糙度參數(shù)值選用的實例，表4-7列出了常用外表粗糙度參數(shù)推薦值。 計算法 新設(shè)計零件時，根據(jù)零件的尺寸公差、形狀公差或配合要求，通過計算求出與之相應(yīng)的外表粗糙度。表4-8列出了外表粗糙度與尺寸公差、形狀公差的一般關(guān)系。 試驗法 重要的機械零件，或在高溫、高壓、低溫、宇航等特殊情況下工作的零件，以及大批量生產(chǎn)的零件，應(yīng)用試驗法來確定其外表粗糙度。 Return粗糙度參數(shù)值表面形狀特征應(yīng)用舉例Ra/mRz、Ry /m108040320粗糙毛坯經(jīng)粗加工后的表面（粗車、粗刨

12、、切斷、鉆及鏜），焊接前的焊縫表面5102040半光可見加工痕跡粗糙的手柄、支架、箱體、離合器、帶輪側(cè)面、凸輪側(cè)面等不與其他零件接觸的表面；與螺栓頭和鉚釘頭接觸的表面；所有軸和孔的退刀槽；一般遮板的結(jié)合面等2.551020微見加工痕跡按國標IT12IT13級制造的箱體、支架、套筒、蓋子及其他類似零件上與其他零件聯(lián)接而沒有配合要求的表面；齒輪的非工作表面；主軸非接觸的全部外表面；需發(fā)藍的表面；需滾花的預(yù)加工表面1.252.56.310看不清加工痕跡按國標IT9IT11級制造的零件配合表面；精度不高的齒輪工作面；中等尺寸帶輪的工作表面；襯套、滑動軸承的壓入孔；氣缸蓋的支承面；基面及要求較高的自由表

13、面；低速轉(zhuǎn)動的軸頸表4-6 用類比法確定外表粗糙度高度參數(shù)值應(yīng)用舉例 0.631.253.26.3光可辨加工痕跡的方向按國標IT6IT8級制造的零件配合表面；齒輪、蝸輪、套筒的配合表面；青銅齒輪的非工作表面；中型機床（普通精度）滑動導(dǎo)軌面、導(dǎo)軌壓板；圓柱銷和圓錐銷表面；定位銷壓入孔一般精度的分度盤；中速轉(zhuǎn)動的軸頸；需鍍鉻拋光的外表面0.320.631.63.2微辨加工痕跡的方向按國標IT6級的軸與IT7級的孔配合，且配合性質(zhì)穩(wěn)定的零件配合表面；按國標IT6級在有色金屬零件上鏜制安裝滾動軸承的內(nèi)孔表面；高精度齒輪的工作面；偏心軸、精密蝸輪、齒輪軸的表面；曲軸及凸輪軸的工作軸頸；傳動螺桿（絲桿）的

14、工作表面；活塞銷孔；夾具定位元件和鉆套的主要表面0.160.320.81.6不可辨加工痕跡的方向小直徑精確心軸及轉(zhuǎn)軸的配合表面；精密機床主軸錐孔；頂尖圓錐面；與E、D、C級精密滾動軸承相配合的軸表面；傳動軸的工作軸頸，精度較高的齒輪工作表面；發(fā)動機曲軸及凸輪軸的工作表面；要求氣密的表面和支承面0.080.160.40.8極光暗光澤面精密機床主軸箱上與套筒配合的孔；在摩擦條件下決定著機構(gòu)的工作精度工作的表面；高精度重要的軸，圓柱形及棱形重要導(dǎo)輪表面；閥的工作表面；氣缸內(nèi)表面；活塞銷的外表面；精密滾動軸承的座圈滾道0.040.080.20.4亮光澤面特別精密的滾珠軸承套圈滾道、鋼球及滾子表面；摩擦

15、離合器的摩擦表面；精密機床的工作軸頸；極限量規(guī)的測量面0.020.040.10.2鏡狀光澤面特別精密或特別高速滾動軸承的滾珠、滾柱表面；測量儀器中，中等精度間隙配合零件的工作表面；高壓油泵中柱塞和柱塞套的配合表面；高度氣密的配合表面0.010.020.050.1霧狀鏡面儀器的測量面，測量儀器中高精度間隙配合零件的工作表面；量塊的工作表面（尺寸超過100mm）0.010.05鏡面量塊的工作表面，高精度測量儀器的測量面；光學儀器中金屬鏡面；高精度儀器測量摩擦機構(gòu)的支承面Return表4-7 常用外表粗糙度參數(shù)推薦值 表面特征基本尺寸/Ra值輕度裝卸零件的配合表面（如掛輪、滾刀等）公差等級表面基本尺

16、寸/mm5050500Ra不大于/mIT5軸0.20.4孔0.40.8IT6軸0.40.8孔0.40.80.81.6IT7軸0.40.80.81.6孔0.81.6IT8軸0.81.6孔0.81.61.63.2過盈配合的配合表面1、裝配按機械壓入法2、裝配按熱處理法公差等級表面基本尺寸/mm5050120120500Ra不大于/mIT5軸0.10.20.40.4孔0.20.40.80.8IT6IT7軸0.40.81.6孔0.81.61.6IT8軸0.80.81.61.63.2孔1.61.63.21.63.2軸1.6孔1.63.2定心精度高的配合表面表面徑向圓跳動公差/m2.546101625Ra

17、不大于/m軸0.050.10.10.20.40.8孔0.10.20.20.40.81.6滑動軸承的配合表面表面公差等級液體濕摩擦條件IT6IT9IT10IT12Ra不大于/m軸0.40.80.83.20.10.4孔0.81.61.63.20.20.8Return表4-8 外表粗糙度與尺寸公差I(lǐng)T、形狀公差T的一般關(guān)系T0.6ITRa0.05ITRz0.2ITT0.4ITRa0.025ITRz0.1ITT0.25ITRa0.012ITRz0.05ITT0.25ITRa0.15TRz0.6TReturn第四節(jié) 外表粗糙度輪廓技術(shù)要 求在零件圖上的標注一、外表粗糙度的符號 確定了外表粗糙度的評定參數(shù)

18、及其數(shù)值后，應(yīng)按GB/T 131-2006?產(chǎn)品幾何技術(shù)標準 技術(shù)產(chǎn)品文件中外表結(jié)構(gòu)的表示法?中的規(guī)定，把對外表粗糙度的要求正確地標注在零件圖上。 二、外表粗糙度的代號 外表粗糙度的代號由外表粗糙度符號和外表粗糙度參數(shù)字母代號及數(shù)值和各種有關(guān)規(guī)定注寫內(nèi)容組成。 當采用Ra作為外表粗糙度幅度參數(shù)時，只要在外表粗糙度符號上方寫上Ra的數(shù)值即可，假設(shè)采用Rz作為評定參數(shù)時，那么需要在評定參數(shù)前注明所用的參數(shù)。當允許在外表粗糙度參數(shù)的所有實測值中超過規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的16%時，應(yīng)在圖樣上標注外表粗糙度參數(shù)的上限值或下限值；當要求在外表粗糙度參數(shù)的所有實測值中不得超過規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標注外表粗糙

19、度參數(shù)的最大值或最小值。當按標注規(guī)定選取對應(yīng)取樣長度時，在圖樣上可省略標注；不符合標準規(guī)定時，那么需標出取樣長度的數(shù)值。加工余量是指保證到達外表質(zhì)量所要求的量，加工余量的數(shù)值僅在需要時標注。如外表粗糙度的要求由指定的加工方法獲得時，鍍涂覆或其他外表處理的要求可以注寫在符號長邊的橫線上面，也可以在技術(shù)要求中說明。需要控制外表加工紋理方向時，可在符號的右邊加注加工紋理方向符號，常見的加工紋理方向符號及注法見表4-11。 注意：表4-11 加工紋理方向符號標注符號說明示意圖=紋理平行于標注代號的視圖的投影面a紋理垂直于標注代號的視圖的投影面b紋理呈兩相交的方向cM紋理呈多方向dC紋理呈近似同心圓eR

20、紋理呈近似放射形fP紋理無方向或呈凸起的微粒狀gabcdefgReturn三、外表粗糙度輪廓幅度參數(shù)的標注 教材中表4-12列出了外表粗糙度的代號標注示例，在標注外表粗糙度的代號時，要注意加工方法、外表粗糙度參數(shù)及其數(shù)值的上限值下限值和最大值、加工紋理方向、取樣長度等的正確注寫 。 外表粗糙度參數(shù)的“上限值或“下限值和“最大值或“最小值的含義是有區(qū)別的?！吧舷拗当硎舅袑崪y值中，允許16%的測得值超過規(guī)定值；“最大值表示不允許任何測得值超過規(guī)定值。四、外表粗糙度輪廓附加評定參數(shù)的標注外表粗糙度的間距參數(shù)和混合參數(shù)為附加參數(shù)，但附加參數(shù)不能單獨標注。五、外表粗糙度在零件圖中的標注方法及本卷須知 外表粗糙度代符號在圖樣上一般標注于可見輪廓線、尺寸界線或其延長線上，符號的尖端應(yīng)從材料外指向被注外表，且外表粗糙度代符號中數(shù)字及符號的方向依其方位不同按機械制圖中尺寸標注的規(guī)定。 在同一圖樣上，每一外表一般只標注一次代符號,，并盡可能靠近有關(guān)尺寸線。尺寸標注的“30禁區(qū)內(nèi)應(yīng)使用引線引出后標注。 當零件的大多數(shù)外表具有相同的外表粗糙度要求時，對其中使用最多的一種代符號可統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并加注“其余兩字；當零件所有外表具有相同的外表粗糙度要求時，其代符號可在圖樣的右上角統(tǒng)一標注。 復(fù)要素的外表齒輪齒面、花鍵鍵槽外表、連續(xù)外表和用細實線連接的不連續(xù)的同一外表，其外表粗糙度代符號只標注一次