第4章 表面粗糙度wf課件

第四章表面粗糙度

1.基本概念零件表面的形貌可分為三種情況：

λ——波距h——波高λ/h>1000宏觀λ/h<50微觀2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。3)形狀誤差：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長(zhǎng)和波高之比一般小于50。屬于微觀幾何形狀誤差。

輪廓參數(shù)輪廓參數(shù)，與GB/T3505標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的參數(shù)有：

—R輪廓（粗糙度參數(shù)）；

—W輪廓（波紋度參數(shù)）；

—P輪廓（原始輪廓參數(shù)）。

輪廓濾波器和傳輸帶粗糙度的三類(lèi)輪廓各有不同的波長(zhǎng)范圍,它們又同時(shí)疊加在同一表面輪廓上,因此,在測(cè)量評(píng)定三類(lèi)輪廓上的參數(shù)時(shí),必須先將表面輪廓在特定儀器上進(jìn)行濾波,以便分離獲得所需波長(zhǎng)范圍的輪廓。將輪廓分成長(zhǎng)波和短波成分的儀器稱為輪廓濾波器。由兩個(gè)不同截止波長(zhǎng)的濾波器分離獲得的輪廓波長(zhǎng)范圍則稱為傳輸帶。

輪廓濾波器和傳輸帶按濾波器的不同截止波長(zhǎng)值,由小到大順次分為λs、λc、和λf三種。應(yīng)用λs濾波器修正后的輪廓稱為原始輪廓(P輪廓)在P輪廓上再應(yīng)用λc濾波器修正后形成的輪廓即為粗糙度輪廓(R輪廓);對(duì)P輪廓連續(xù)應(yīng)用λf和λc濾波器后形成的輪廓?jiǎng)t稱為波紋度輪廓(W輪廓)。2.表面粗糙度對(duì)零件性能的影響◆影響零件的耐磨性?！粲绊懪浜闲再|(zhì)的穩(wěn)定性?！粲绊懥慵钠趶?qiáng)度?！粲绊懥慵目垢g性?！粲绊懥慵拿芊庑??！魧?duì)零件的外觀、測(cè)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。

§4.1表面粗糙度的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1.表面粗糙度的基本術(shù)語(yǔ)1）取樣長(zhǎng)度L：評(píng)定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。

規(guī)定取樣長(zhǎng)度是為了限制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗糙測(cè)量結(jié)果的影響，在數(shù)值上它與λc濾波器的標(biāo)志波長(zhǎng)相等。2）.評(píng)定長(zhǎng)度ln：為了全面、充分地反映被測(cè)表面的特性，在評(píng)定或測(cè)量表面輪廓時(shí)所必需的一段長(zhǎng)度。

評(píng)定長(zhǎng)度可包括一個(gè)或多個(gè)取樣長(zhǎng)度。

評(píng)定長(zhǎng)度默認(rèn)為5個(gè)取樣長(zhǎng)度,否則應(yīng)注明個(gè)數(shù)。3）基準(zhǔn)線：為了計(jì)算粗糙度值時(shí)，所用的一條線。輪廓最小二乘中線：輪廓上的點(diǎn)到輪廓偏距的平方和為最小輪廓算術(shù)平均中線：在輪廓上找到一條直線，該直線使上、下部分的面積相等?；鶞?zhǔn)線◆輪廓的最小二乘中線m：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至一條該線的距離平方和為最小。即◆輪廓算術(shù)平均中線m：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐稚舷聝刹糠郑沂股舷旅娣e相等的直線。即：F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gn

2.表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83和GB/T1031-95中規(guī)定了6個(gè)評(píng)定參數(shù)，其中有關(guān)高度特性的參數(shù)3個(gè)，間距特性的參數(shù)有2個(gè)，形狀特性參數(shù)有1個(gè)，其中高度參數(shù)是主要的。1）輪廓算術(shù)平均偏差Ｒa

在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，被測(cè)實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對(duì)值的平均值，即:Ra越大，表面越粗糙

2）輪廓最大高度Ｒz

在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過(guò)輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。3、表面特征代號(hào)及標(biāo)注1)、表面粗糙度符號(hào)和代號(hào)基本符號(hào)表示表面是用去除材料的方法獲得。如車(chē)、銑、刨、磨、鉆、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等

表示表面是用不去除材料方法獲得。如鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、粉末冶金等?；蛘呤怯糜诒３衷?yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）

表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求

2)表面粗糙度的代號(hào)

a1、a2為粗糙度高度參數(shù)的允許值（μm）；

b

標(biāo)注加工方法、鍍涂或其它表面處理；

c

標(biāo)出取樣長(zhǎng)度（mm）；

d

標(biāo)出加工紋理方向符號(hào)；

e

標(biāo)出加工余量（mm）；

f標(biāo)出間距參數(shù)值（mm）或輪廓支承長(zhǎng)度率。

a1a2bc∕（f）de§4.2表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇

1、表面粗糙度（評(píng)定參數(shù)）的選擇評(píng)定參數(shù)的選擇：如無(wú)特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因?yàn)镽a能充分反映零件表面輪廓的特征（Ra為0.025～6.3μm）◆當(dāng)表面過(guò)于粗糙（Ra＞6.3μm）或過(guò)于光滑（Ra＜0.025μm）時(shí)，可選用Ra用光學(xué)儀測(cè)量?！舢?dāng)零件材料較軟時(shí)，可選用Ra用光學(xué)儀測(cè)量。◆當(dāng)測(cè)量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Rz值。

3)表面粗糙度的標(biāo)注◆標(biāo)注時(shí)將其標(biāo)注在可見(jiàn)輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長(zhǎng)線上，符號(hào)的尖端必須從材料外指向被注表面?！舾叨葏?shù)：當(dāng)選用Ra時(shí)，只需在代號(hào)中標(biāo)出其參數(shù)值，“Ra”本身可以省略；◆當(dāng)選用Rz時(shí)，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標(biāo)出；◆當(dāng)所有實(shí)測(cè)值不允許超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值或最小值。◆取樣長(zhǎng)度：如按國(guó)標(biāo)選用，則可省略標(biāo)注；◆表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要時(shí)才規(guī)定。3)、表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法表面粗糙度高度參數(shù)值得標(biāo)注示例及意義

用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm，Rz的最大值為100μm

用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm，Rz的上限值為100μm

用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Rz的最大值為100μm

用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Rz的上限值為100μm

用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm，Ra的最小值為3.2μm

用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm，Ra的下限值為3.2μm

用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm

用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm

用任何方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm

用任何方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm意義代號(hào)意義代號(hào)GB/T131名稱上的變化GB/T131-93GB/T131-2006新概念上的變化1993版2006版表面粗糙度的基本符號(hào)表面結(jié)構(gòu)的基本圖形符號(hào)代號(hào)的文本表示允許任何工藝去除材料不去除材料APAMRRNMR(AnyProcess

Allow)(MaterialRemove)(No

MaterialRemove)幫助記憶而杜撰的英文注法上的新變化1993版2006版有關(guān)規(guī)定的注寫(xiě)位置補(bǔ)充要求的注寫(xiě)位置a-注寫(xiě)表面結(jié)構(gòu)的單一要求;a和b(同時(shí)存在)a注寫(xiě)第一表面結(jié)構(gòu)要求,b注寫(xiě)第二表面結(jié)構(gòu)要求;c-注寫(xiě)加工方法“,車(chē)”“、銑”“、鍍”等;d-注寫(xiě)表面紋理方向,如“=”“、×”、“M”等;e-注寫(xiě)加工余量。表面結(jié)構(gòu)補(bǔ)充要求包括：

—表面結(jié)構(gòu)參數(shù)代號(hào)

—數(shù)值；

—傳輸帶／取樣長(zhǎng)度MRR0.0025-0.8/Rz3.2

表面結(jié)構(gòu)的圖形表示＝表面結(jié)構(gòu)的文本表示傳輸帶標(biāo)注包括濾波器截止波長(zhǎng)（mm），短波濾波器在前，長(zhǎng)波濾波器在后，并用連字號(hào)“-”隔開(kāi)。傳輸帶應(yīng)標(biāo)注在參數(shù)代號(hào)的前面，并用斜線“/”隔開(kāi)。0.0025-0.8/Rz3.2注法上的新變化GB/T1031-1995

輪廓算術(shù)平均偏差

RaGB/T131-2006

輪廓的算術(shù)平均偏差

微觀不平度十點(diǎn)高度

Ry輪廓最大高度

Rz輪廓的最大高度

RaRyRz（停止使用）××極限值判斷規(guī)則

完工零件表面按檢驗(yàn)規(guī)范測(cè)得輪廓參數(shù)值后,需與圖樣上給定的極限比較,以判定其是否合格。極限值判斷規(guī)則有兩種:16%規(guī)則、最大規(guī)則16%規(guī)則:運(yùn)用本規(guī)則時(shí),當(dāng)被檢表面測(cè)得的全部參數(shù)值中,超過(guò)極限值的個(gè)數(shù)不多于總個(gè)數(shù)16%時(shí),該表面是合格的。最大規(guī)則:運(yùn)用本規(guī)則時(shí),被檢的整個(gè)表面上測(cè)得的參數(shù)值一個(gè)也不應(yīng)超過(guò)給定的極限值。超過(guò)極限值有兩種含義:當(dāng)給定上限值時(shí),超過(guò)是指大于給定值;當(dāng)給定下限值時(shí),超過(guò)是指小于給定值。16%規(guī)則是所有表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注的默認(rèn)規(guī)則。即當(dāng)參數(shù)代號(hào)后未標(biāo)注寫(xiě)“max”字樣時(shí),均默認(rèn)為應(yīng)用16%規(guī)則(例如Ra0.8)。反之,則應(yīng)用最大規(guī)則(例如Ramax0.8)代號(hào)含義去除材料，單向上限值，默認(rèn)傳輸帶，R輪廓，算術(shù)平均偏差1.6μm，評(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)）,“16%規(guī)則”（默認(rèn)）。(16%規(guī)則參考GB/T10610中的5.2)不允許去除材料，單向上限值，默認(rèn)傳輸帶，R輪廓，粗糙度的最大高度0.4μm，評(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)），“16%規(guī)則”（默認(rèn)）。去除材料，單向上限值，默認(rèn)傳輸帶，R輪廓，粗糙度最大高度的最大值0.2μm，評(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)），“最大規(guī)則”(最大規(guī)則參考GB/T10610中的5.3)。表面結(jié)構(gòu)的新解釋-1

表示去除材料，單向上限值，傳輸帶0.008-0.8mm，R輪廓，算術(shù)平均偏差3.2μm，評(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)），“16%規(guī)則”。（默認(rèn)）去除材料，單向上限值，傳輸帶：根據(jù)GB/T6062，取樣長(zhǎng)度0.8μm（λs默認(rèn)0.0025mm），R輪廓，算術(shù)平均偏差3.2μm，評(píng)定長(zhǎng)度包含3個(gè)取樣長(zhǎng)度。不允許去除材料，雙向極限值，兩極限值均使用默認(rèn)傳輸帶，R輪廓，上限值：算術(shù)平均偏差3.2μm，評(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)），“最大規(guī)則”；下限值：算術(shù)平均偏差0.8μm，評(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)），“16%規(guī)則”（默認(rèn)）。表面結(jié)構(gòu)的新解釋-2

在圖形中的注法不可向右旋轉(zhuǎn)書(shū)寫(xiě)，加指引線后水平書(shū)寫(xiě)。向左旋轉(zhuǎn)書(shū)寫(xiě)水平向上書(shū)寫(xiě)表面粗糙度代號(hào)注法表面粗糙度在輪廓線上的標(biāo)注表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注表面粗糙度在尺寸線上的標(biāo)注表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注表面粗糙度在幾何公差框格上的標(biāo)注用指引線引出標(biāo)注表面粗糙度用指引線引出標(biāo)注表面粗糙度鍵槽、圓角、倒角的表面粗糙度標(biāo)注鍵槽的表面粗糙度標(biāo)注圓角、倒角的表面粗糙度標(biāo)注圖形中的簡(jiǎn)化注法大多數(shù)表面有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡(jiǎn)化注法（一）其余3.2相當(dāng)于老標(biāo)準(zhǔn)中的其余3.2×Ra3.2Rz1.6Rz6.3

2.表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：

在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值。

一般原則：◆同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值??；◆摩擦表面比非摩擦表面要小；◆受循環(huán)載荷的表面要小；◆配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)?。弧敉痪?，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。

3.參數(shù)值的選用方法

可用類(lèi)比法來(lái)確定。

一般尺寸公差、表面形狀公差小時(shí)，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系。如機(jī)床的手輪或手柄。一般情況下，它們之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)形狀公差為T(mén)，尺寸公差為IT，它們之間的關(guān)系可參照以下對(duì)應(yīng)關(guān)系：若T≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，則Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，則Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0