表面粗糙度01課件

互換性與技術(shù)測(cè)量山東理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院儀器科學(xué)與技術(shù)系互換性教學(xué)組第五章表面粗糙度與檢測(cè)

主講：趙學(xué)濤

課時(shí)：2

本章結(jié)構(gòu)第一節(jié)表面粗糙度輪廓的基本概念第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定第三節(jié)表面粗糙度輪廓參數(shù)及其數(shù)值的選擇第四節(jié)表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注第五節(jié)表面粗糙度輪廓的檢測(cè)5.1表面粗糙度的基本概念5.1.1表面粗糙度的界定

為了研究零件的表面結(jié)構(gòu)，通常用垂直于零件實(shí)際表面的平面與該零件的實(shí)際表面相交得到的截面輪廓作為評(píng)估對(duì)象。此輪廓稱為表面輪廓，是一條輪廓曲線。包含：1表面粗糙度輪廓2波紋度輪廓3宏觀形狀輪廓

截面輪廓誤差放大曲線λ<1mm表面粗糙度

1mm<λ<10mm表面波紋度λ>10mm宏觀形狀誤差3.1.1表面粗糙度的界定傳統(tǒng)界定∵實(shí)際表面輪廓呈復(fù)合特征且不同的加工、使用功能（例如手表芯軸與汽車輪軸）表面粗糙度輪廓成分波紋度輪廓成分宏觀形狀輪廓成分要求濾波獲得與使用功能相關(guān)的5.1.2表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響

1.對(duì)摩擦和磨損的影響：表面粗糙度大磨損大壽命低2.對(duì)配合性質(zhì)的影響：表面粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性3.對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響：表面越粗糙，疲勞強(qiáng)度越低4.對(duì)耐腐蝕性能的影響：粗糙的表面易造成表面銹蝕5.對(duì)接觸剛度、密封性、外觀等都有影響。

5.2表面粗糙度輪廓的評(píng)定

5.2.1表面粗糙度評(píng)定樣本5.2.2表面粗糙度輪廓評(píng)定基準(zhǔn)線

------粗糙度輪廓中線5.2.3評(píng)定參數(shù)5.2.1表面粗糙度評(píng)定樣本1.取樣長(zhǎng)度lr

測(cè)量和評(píng)定表面粗糙度時(shí)所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度?；鶞?zhǔn)線rrrrrn其作用是抑制或減弱波紋度、排除宏觀形狀誤差對(duì)表面粗糙度輪廓測(cè)量的影響。表面越粗糙，取樣長(zhǎng)度取值越大。取樣長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)化值有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2.評(píng)定長(zhǎng)度ln

--評(píng)定表面輪廓所必需的一段長(zhǎng)度，一般為連續(xù)的幾個(gè)取樣長(zhǎng)度，ln=lr

×n（n=1、2、3…）

5.2.1表面粗糙度評(píng)定樣本基準(zhǔn)線rrrrrn其作用是更可靠地反應(yīng)表面粗糙度輪廓的特性。評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)化值有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度n取5.5.2.1表面粗糙度評(píng)定樣本3.輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)輪廓濾波器是指把輪廓分成長(zhǎng)波和短波成分的濾波器，它們所能抑制的波長(zhǎng)為截止波長(zhǎng)。λc濾波器為長(zhǎng)波濾波器，把波長(zhǎng)較大的波紋度成分抑制或排除。其值等于取樣長(zhǎng)度lrλs濾波器為短波濾波器，排出了比粗糙度波長(zhǎng)更短的成分，只呈現(xiàn)表面粗糙度輪廓。

λc和λs取值都有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。5.2.2評(píng)定表面粗糙度參數(shù)基準(zhǔn)線X輪廓偏距z輪廓總的走向輪廓中線rn二、基準(zhǔn)線基準(zhǔn)線：指評(píng)定表面粗糙度參數(shù)的給定線，包括：（1）輪廓最小二乘中線（2）輪廓算術(shù)平均中線為更好的定量描述表面輪廓的微小峰、谷的幅值和間距的特征，通常采用幅度參數(shù)（高度參數(shù)）和間距參數(shù)進(jìn)行表征。1.輪廓算術(shù)平均偏差（幅度參數(shù)）2.輪廓最大高度（幅度參數(shù)）3.輪廓單元的平均寬度（間距參數(shù)）4.輪廓支承長(zhǎng)度率Rmr(c)5.2.3表面粗糙度評(píng)定參數(shù)lrZxZiZpiZviXsiRz1.輪廓算術(shù)平均偏差Ra----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

Ra=—∑∣Zi∣

n1i=1n近似表示：

5.2.3表面粗糙度評(píng)定參數(shù)輪廓最大峰高RplrZxZiZpiZviXsiRz輪廓最大谷深Rv---max{Zpi}---max{Zvi}2.輪廓最大高度Rz

輪廓總高度Rt評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離

取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離

Rz=Rp+Rv5.2.3表面粗糙度評(píng)定參數(shù)lrZxZiZpiZviXsiRz3.輪廓單元的平均寬度RSm一個(gè)輪廓峰與相鄰輪廓谷的組合叫做輪廓單元。在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，中線與各個(gè)輪廓單元相交的線段長(zhǎng)度叫做輪廓單元的長(zhǎng)度。RSm=

取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓單元寬度的平均值RSm，此參數(shù)屬于附加評(píng)定參數(shù)需與Ra或Rz同時(shí)選用。5.2.3表面粗糙度評(píng)定參數(shù)C1

C2

Ml(c)lnMl(c)i峰頂線4.輪廓支承長(zhǎng)度率Rmr(c)----在給定的水平位置c上,輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度

Ml(c)

與評(píng)定長(zhǎng)度ln之比

當(dāng)給定水平位置C1時(shí)，Rmr(c)=∑Ml(c)i/ln；當(dāng)給定水平位置C2時(shí)，Rmr(c)=Ml(c)/ln=100%5.2.3表面粗糙度評(píng)定參數(shù)5.2.3表面粗糙度評(píng)定參數(shù)一、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求內(nèi)容1.必須標(biāo)注幅度參數(shù)符號(hào)及極限值，同時(shí)標(biāo)注傳送帶、取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度的數(shù)值、極限的判斷規(guī)則2.必要時(shí)可以標(biāo)注補(bǔ)充要求：紋理及方向、加工方法、加工余量和附加的評(píng)定參數(shù)。3.評(píng)定參數(shù)及極限值應(yīng)根據(jù)零件的功能和經(jīng)濟(jì)性來選擇。5.3表面粗糙度輪廓參數(shù)及其數(shù)值的選擇二、表面粗糙度輪廓參數(shù)的選擇1.如無特殊要求，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；2.對(duì)某些不允許出現(xiàn)較大加工痕跡和受交變應(yīng)力作用的表面,應(yīng)選擇Ra與Rz聯(lián)用；3.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，極光滑或極粗糙的表面，可選用Rz值。4.密封性或耐磨性要求高的表面，輔助參數(shù)RSmRmr(c)5.3表面粗糙度輪廓參數(shù)及其數(shù)值的選擇三、表面粗糙度參數(shù)值的選擇國(guó)標(biāo)GB/T1031-2009《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》，第一系列優(yōu)選。選用原則：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)

運(yùn)動(dòng)速度高，單位面積壓力大的表面數(shù)值要小。3）承載交變應(yīng)力的零件，易產(chǎn)生應(yīng)力集中處（圓角、溝槽），數(shù)值小4)

配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，小間隙配合和受重載的過盈配合，配合表面的數(shù)值??；5)防腐性、密封性要求高、外表美觀的表面，粗糙度值應(yīng)小。6)

表面粗糙度數(shù)值與形位公差的協(xié)調(diào)關(guān)系（表5－4）7）已有專門標(biāo)準(zhǔn)對(duì)表面粗糙度作出要求的，按標(biāo)準(zhǔn)確定（齒輪齒面）8）實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)不足，參表5－4、表5－5和表5－6。5.3表面粗糙度輪廓參數(shù)及其數(shù)值的選擇0.0120.0250.050.1501000.81.60.20.43.26.312.525

Ra的數(shù)值(um)0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600

Rz的數(shù)值(um)5.3表面粗糙度輪廓參數(shù)及其數(shù)值的選擇Ra/um≥0.00～0.02＞0.02～0.10＞0.1～2.0＞2.0～10.0＞10.0～80.0Rz/um≥0.02～0.10＞0.10～0.50＞0.50～10.0＞10.0～50.0＞50.0～320lr/mm0.080.250.82.58.0ln/mm（ln≈5l）0.41.254.012.540.0

lr和ln的數(shù)值0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090

Rmr(c)的數(shù)值lr和ln的數(shù)值5.3表面粗糙度輪廓參數(shù)及其數(shù)值的選擇5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注一、表面粗糙度的基本圖形符號(hào)和完整圖形符號(hào)（GB/T130-2006）基本符號(hào):60°60°H2H1H1≈1.4hH2=2H1h——字高數(shù)字與字母高度符號(hào)的線寬高度H1高度H22.50.253.583.50.3551150.571570.710211011430表面粗糙度符號(hào)用任何方法獲得的表面（單獨(dú)使用無意義）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橫線上用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明符號(hào)意義及說明表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注1各項(xiàng)技術(shù)標(biāo)注的位置a

處標(biāo)注表面粗糙度幅度特性參數(shù)的極限值（μm）和有關(guān)技術(shù)要求；上、下限值符號(hào)傳輸帶數(shù)值/幅度參數(shù)符號(hào)評(píng)定長(zhǎng)度極限判斷規(guī)則（空格）參數(shù)極限值b處標(biāo)注附加評(píng)定參數(shù)及數(shù)值（mm）；c處標(biāo)注加工方法、鍍涂或其他的表面處理方法；d處標(biāo)注加工紋理方向符號(hào)；e

處標(biāo)注加工余量（mm）。用去除材料的方法獲得的表面,Ra的上限值為

3.2m，加工方法為銑制。銑3.25.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形符號(hào)上的標(biāo)注2表面粗糙度輪廓極限值的標(biāo)注（1）標(biāo)注極限值中的一個(gè)數(shù)值默認(rèn)為上限值默認(rèn)傳輸帶，默認(rèn)評(píng)定長(zhǎng)度ln=5*lr判斷規(guī)則默認(rèn)為16%（2）同時(shí)標(biāo)注上下值在傳輸帶前加U、L，傳輸帶省略情況下，加在上下極限前，不引起歧義情況下，U、L可以省略5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形符號(hào)上的標(biāo)注Ra1.6URa3.2LRa1.63極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注（1）16%規(guī)則指在同一評(píng)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)幅度參數(shù)全部實(shí)測(cè)值中，大于上限值的個(gè)數(shù)不超過實(shí)測(cè)總值的16%，小于下限值的個(gè)數(shù)不超過實(shí)測(cè)總值的16%。（2）最大規(guī)則在參數(shù)符號(hào)后面，加一個(gè)max標(biāo)記，要求所有實(shí)測(cè)值都不大于上限值5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形符號(hào)上的標(biāo)注URamax3.2LRa1.6Ramax1.64.傳輸帶、取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)注沒有標(biāo)注傳輸帶表示默認(rèn)傳輸帶，即取值為標(biāo)準(zhǔn)化值需要指定時(shí)，傳輸帶標(biāo)注在幅度參數(shù)前，并用斜線/隔開短波濾波器在前，長(zhǎng)波濾波器在后之間用-連接。5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形符號(hào)上的標(biāo)注0.0025-0.8/Ra

3.2-0.8/Ra

3.20.0025-/Ra

3.2短、長(zhǎng)波濾波器都標(biāo)注只標(biāo)注短波濾波器只標(biāo)注長(zhǎng)波濾波器采用標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度可省略標(biāo)注，需指定評(píng)定長(zhǎng)度時(shí)，則應(yīng)在幅度參數(shù)符號(hào)的后面注寫取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)。-0.8/Ra

33.20.0025-0.8/Ra

6max3.25表面紋理的標(biāo)注5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形符號(hào)上的標(biāo)注6附加評(píng)定參數(shù)和加工方法的標(biāo)注5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形符號(hào)上的標(biāo)注URamax3.2LRa1.6磨TRsm0.05用磨削方法獲得表面幅度參數(shù)Ra上限值為3.2（采用最大規(guī)則），下限值為1.6um（默認(rèn)16%規(guī)則），間距參數(shù)Rsm0.05,加工紋理垂直視圖所在投影面。7加工余量的標(biāo)注Ra1.6車.05車削工序的直徑方向加工余量為0.5mm5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注三、表面粗糙度在零件圖中標(biāo)注在同一圖樣上每一表面只注一次粗糙度代號(hào)，且應(yīng)注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長(zhǎng)線上。Ra6.3Ra6.31.61.6×1.6Ra6.3××Ra1.6Ra6.3Ra1.6Ra.3.2Ra6.3Ra1.6

當(dāng)零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求時(shí)，對(duì)其中使用最多的一種，代（符）號(hào)，可統(tǒng)一注在圖紙的右上角。并加注“其余”二字。其余12.5例如：5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注Ra3.2Ra3.2Ra3.23.230°Ra3.230°

在不同方向的表面上標(biāo)注時(shí)，代號(hào)中的數(shù)字及符號(hào)的方向必須按下圖的規(guī)定標(biāo)注。

代號(hào)中的數(shù)字方向應(yīng)與尺寸數(shù)字的方向一致。符號(hào)的尖端必須從材料外指向表面.Ra3.2Ra3.25.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注粗糙度代號(hào)可以標(biāo)注在幾何公差框格的上方5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注?0.050.02AARa1.6簡(jiǎn)化標(biāo)注的規(guī)定方法當(dāng)某些表面具有相同的技術(shù)要求時(shí)可以簡(jiǎn)化標(biāo)注5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注Ra1.6Rz6.3Rz6.3Ra3.2（）簡(jiǎn)化標(biāo)注的規(guī)定方法當(dāng)某些表面具有相同的技術(shù)要求時(shí)可以簡(jiǎn)化標(biāo)注5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注Ra1.6y（）Ra1.6y簡(jiǎn)化標(biāo)注的規(guī)定方法當(dāng)某些表面具有相同的技術(shù)要求時(shí)可以簡(jiǎn)化標(biāo)注5.4表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注