公差配合與測量技術(shù) 教學(xué)課件 作者 賀天柱

28734-4a第四章外表粗糙度【學(xué)習(xí)要求】1.了解外表粗糙度的概念及對零件使用性能的影響。2.了解評定外表粗糙度的根本術(shù)語及主要參數(shù)。3.了解外表粗糙度符號、代號的意義。4.掌握外表粗糙度符號、代號的標(biāo)注方法。28734-4a第一節(jié)外表粗糙度概述一、外表粗糙度的形成

二、外表粗糙度對零件使用性能的影響28734-4a一、外表粗糙度的形成圖4-1加工誤差加工后的零件外表，總會存在著許多上下不平的微小峰谷。這種微觀峰谷通常是在零件加工過程中，由于刀具與零件外表的相對運(yùn)動、摩擦、外表撕裂或工藝系統(tǒng)本身振動等原因造成的。28734-4a二、外表粗糙度對零件使用性能的影響1.對配合性質(zhì)的影響

2.對摩擦、磨損的影響

3.對耐蝕性的影響

4.對零件強(qiáng)度的影響

5.對接觸剛度的影響28734-4a1.對配合性質(zhì)的影響(1)對過盈配合的影響在裝配壓入過程中，由于零件的外表粗糙不平，零件凸峰會壓入凹谷，減小了實(shí)際有效過盈量，將降低配合的聯(lián)接強(qiáng)度。

(2)對間隙配合的影響零件間隙配合時，兩接觸外表一般總是凸峰相對接觸，由于零件的相對運(yùn)動、接觸外表會很快磨損，從而使配合間隙增大，引起配合性質(zhì)的改變。28734-4a2.對摩擦、磨損的影響兩接觸外表做相對運(yùn)動時，外表越粗糙，產(chǎn)生的摩擦阻力越大，零件外表的磨損速度就越快，消耗在克服阻力的做功也就越多。但是，在某些場合，如外表過于光潔，那么不利于潤滑油的儲存，使之形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使摩擦因數(shù)增大，加劇磨損；有時還會增加零件接觸四周的吸附力，使摩擦因數(shù)增大，加速磨損。28734-4a3.對耐蝕性的影響外表越粗糙，其凹谷處越容易積聚腐蝕性物質(zhì)，然后逐漸滲透到金屬材料的內(nèi)層，造成外表銹蝕。凹谷深度越大，銹蝕作用越厲害。28734-4a4.對零件強(qiáng)度的影響零件外表越粗糙，外表上凹痕產(chǎn)生的應(yīng)力集中現(xiàn)象越嚴(yán)重，特別是零件受交變載荷時，零件因應(yīng)力集中產(chǎn)生疲勞斷裂而損壞。特別在零件的軸肩、溝槽或拐角處，外表越粗糙、刀痕越深，零件的疲勞強(qiáng)度就越低。28734-4a5.對接觸剛度的影響零件外表越粗糙，外表間的實(shí)際接觸面積就越小，單位面積受力就越大。外表上接觸應(yīng)力增大將引起變形增大，這樣零件的外表接觸剛度將變小，同時抗振性能也變差。此外，外表粗糙度還會影響零件的密封性能、產(chǎn)品外觀和外表涂層質(zhì)量等。28734-4a第二節(jié)外表粗糙度的評定一、外表粗糙度的評定基準(zhǔn)

二、外表粗糙度的評定參數(shù)28734-4a一、外表粗糙度的評定基準(zhǔn)1.實(shí)際輪廓

2.取樣長度3.評定長度(ln)

4.基準(zhǔn)線(m)28734-4a1.實(shí)際輪廓圖4-2實(shí)際輪廓

a)橫向輪廓b)縱向輪廓28734-4a2.取樣長度圖4-3取樣長度和評定長度28734-4a3.評定長度(ln)評定長度是指評定外表輪廓粗糙度所必須的一段長度，它可以包含多個取樣長度，如圖4-3所示。在特殊情況下，當(dāng)被測量的外表很均勻時，也可以僅包含一個取樣長度。由于整個外表上各處的外表粗糙度在一般情況下是不可能均勻一致的，即使在同一外表輪廓上也往往如此，假設(shè)只根據(jù)一個取樣長度上的測量結(jié)果來評定外表粗糙度，那么是不夠準(zhǔn)確的，所以，需要在幾個取樣長度上分別測量，并將所測數(shù)值再加以平均，才能客觀地反映被測外表的粗糙度28734-4a4.基準(zhǔn)線(m)(1)輪廓的最小二乘中線m

(2)輪廓的算術(shù)平均中線28734-4a(1)輪廓的最小二乘中線m最小二乘中線(簡稱中線)是指具有與被測外表幾何形狀一致的幾何輪廓形狀，并將被測輪廓加以劃分的基準(zhǔn)線，在取樣長度內(nèi)，使輪廓線上各點(diǎn)的偏距yi(在測量方向上輪廓上的點(diǎn)至基準(zhǔn)線的距離)的平方和為最小，即∑ni=1y2i=min，如圖4-4a所示。

28734-4a(2)輪廓的算術(shù)平均中線圖4-4輪廓中線

a)輪廓的最小二乘中線b)輪廓的算術(shù)平均中線28734-4a二、外表粗糙度的評定參數(shù)1.高度特性參數(shù)

2.間距參數(shù)

3.輪廓支承長度率(tp)28734-4a二、外表粗糙度的評定參數(shù)圖4-5輪廓算術(shù)平均偏差Ra28734-4a1.高度特性參數(shù)(1)輪廓算術(shù)平均偏差(Ra)輪廓算術(shù)平均偏差是指在取樣長度內(nèi)，被測外表輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離的絕對值的算術(shù)平均值，如圖4-5所示。

(2)輪廓最大高度(Rz)輪廓最大高度是指在取樣長度內(nèi)，被測外表輪廓上輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離，如圖4-6所示。28734-4a(1)輪廓算術(shù)平均偏差(Ra)圖4-6輪廓最大高度Rz的評定28734-4a(2)輪廓最大高度(Rz)表4-1Ra的數(shù)值(單位：μm)28734-4a(2)輪廓最大高度(Rz)表4-1Ra的數(shù)值(單位：μm)28734-4a(2)輪廓最大高度(Rz)表4-2Rz的數(shù)值(單位：μm)表4-3取樣長度(lr)的數(shù)值(單位：mm)28734-4a(2)輪廓最大高度(Rz)表4-4取樣長度(lr)、評定長度(ln)與Ra、Rz的對應(yīng)關(guān)系28734-4a2.間距參數(shù)(1)輪廓微觀不平度的平均間距(Sm)輪廓微觀不平度的平均間距是指在取樣長度內(nèi)輪廓微觀不平度的間距的平均值。

(2)輪廓的單峰平均間距(S)輪廓的單峰平均間距是指在取樣長度內(nèi)輪廓的單峰間距的平均值。28734-4a(1)輪廓微觀不平度的平均間距(Sm)圖4-7輪廓微觀不平度的間距和輪廓的單峰間距28734-4a(2)輪廓的單峰平均間距(S)表4-5Sm、S的系列值(單位：mm)28734-4a3.輪廓支承長度率(tp)圖4-8輪廓支承長度表4-6輪廓支承長度率(tp)數(shù)值系列表4-7c占Rz百分比的數(shù)值28734-4a3.輪廓支承長度率(tp)圖4-9不同形狀輪廓的支承長度28734-4a第三節(jié)外表粗糙度的符號、代號及標(biāo)注一、外表粗糙度符號

二、外表粗糙度代號

三、外表粗糙度符號、代號在圖樣上的標(biāo)注28734-4a一、外表粗糙度符號表4-8外表粗糙度的符號及說明28734-4a一、外表粗糙度符號圖4-10外表粗糙度代號的表示方法28734-4a二、外表粗糙度代號表4-9外表粗糙度高度參數(shù)標(biāo)注例如及含義28734-4a二、外表粗糙度代號表4-9外表粗糙度高度參數(shù)標(biāo)注例如及含義28734-4a三、外表粗糙度符號、代號在圖樣上的標(biāo)注1)在圓括號內(nèi)給出無任何其他標(biāo)注的根本符號，如圖4-12a所示。

2)在圓括號內(nèi)給出不同的外表結(jié)構(gòu)要求，如圖4-12b所示。28734-4a三、外表粗糙度符號、代號在圖樣上的標(biāo)注圖4-11外表粗糙度代號在圖樣上的標(biāo)注28734-4a圖4-12零件的大多數(shù)外表有相同外表粗糙度要求的簡化注法

a)在圓括號內(nèi)給出無任何其他標(biāo)注的根本符號b)在圓括號內(nèi)給出不同的外表要求28734-4a第四節(jié)外表粗糙度的選用及檢測一、外表粗糙度的選用

二、一般加工方法所能到達(dá)的外表粗糙度Ra值

三、外表粗糙度的檢測28734-4a一、外表粗糙度的選用1)在同一零件上，工作外表應(yīng)比非工作外表粗糙度值小。

2)摩擦外表應(yīng)比非摩擦外表的外表粗糙度值??；滾動摩擦外表應(yīng)比滑動摩擦的外表粗糙度值?。贿\(yùn)動速度高、單位壓力大的摩擦外表應(yīng)比運(yùn)動速度低、單位壓力小的摩擦外表的外表粗糙度值小。

3)受交變載荷的外表及易引起應(yīng)力集中局部(如圓角、溝槽等)的外表粗糙度值要小。

4)配合精度要求高的結(jié)合外表、小間隙的間隙配合以及為了保證連接可靠且承受重載荷的過盈配合等外表，也應(yīng)中選取較小的外表粗糙度值。28734-4a一、外表粗糙度的選用5)配合性質(zhì)相同時，一般情況下，零件尺寸越小那么外表粗糙度值越??；在同一精度等級時，小尺寸比大尺寸、軸比孔的外表粗糙度值小；通常在尺寸公差、外表形狀公差小時，外表粗糙度值小。

6)耐蝕性、密封性要求越高，外表粗糙度參數(shù)值應(yīng)越小。28734-4a二、一般加工方法所能到達(dá)的外表粗糙度Ra值表4-10各類加工方法對應(yīng)的外表粗糙度Ra(單位：μm)28734-4a二、一般加工方法所能到達(dá)的外表粗糙度Ra值表4-10各類加工方法對應(yīng)的外表粗糙度Ra(單位：μm)28734-4a三、外表粗糙度的檢測1.比較法

2.光切法

3.干預(yù)法

4.針描法28734-4a1.比較法比較法是將零件被測外表對照標(biāo)有一定評定參數(shù)值的外表粗糙度樣板，通過視覺、觸覺或其他方式(如借助于放大鏡、比較顯微鏡等)進(jìn)行比較后，來判斷評定出被測外表的外表粗糙度的方法。比較時，要求樣板與被測外表的加工紋理方向保持一致。用比較法評定外表粗糙度顯然不能精確得出外表粗糙度的評定值，但由于其簡單、方便，且能滿足一般生產(chǎn)要求，故在生產(chǎn)現(xiàn)場中，常用于對外表粗糙度要求不很嚴(yán)格的外表。28734-4a2.光切法圖4-13光切顯微鏡測量原理

1—光源2—聚光鏡3—狹縫

4—物鏡5—分劃板6—目鏡28734-4a3.