機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第二章機(jī)械零件的幾何精度(表面粗糙度)

第六節(jié)表面精度

在零件的加工過(guò)程中，由刀痕、切削過(guò)程中切屑分離時(shí)的塑性變形、工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)、刀具和被加工表面的摩擦等等原因，被加工零件的表面存在著較小間距和峰谷組成的微觀(guān)幾何形狀誤差。被加工表面的微觀(guān)幾何形狀誤差越小，表面精度越高；反之，則越低。表面幾何形狀誤差形狀誤差反映零件被加工表面的微觀(guān)幾何形狀誤差的術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為表面粗糙度，波距小于1mm的表面的幾何形狀誤差屬于表面粗糙度波距在1~10mm的幾何形狀誤差屬于表面波度波距大于10mm的幾何形狀誤差屬于形狀誤差（宏觀(guān)幾何狀誤）波度粗糙度表面粗糙度對(duì)零件工作性能的影響表面粗糙度對(duì)機(jī)器零件的使用性能的影響配合性質(zhì)耐磨性抗腐蝕性疲勞強(qiáng)度接觸剛度結(jié)合密封性表面粗糙度大—磨損大—壽命低表面粗糙度大，配合性質(zhì)的穩(wěn)定性差表面越粗糙，疲勞強(qiáng)度越低表面越粗糙，接觸剛度越低粗糙的表面易造成表面銹蝕表面越粗糙，結(jié)合密封性越差一、表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)及應(yīng)用（一）基本術(shù)語(yǔ)1.實(shí)際輪廓

平面與實(shí)際表面相交所得的輪廓線(xiàn)。在評(píng)定或測(cè)量表面粗糙度時(shí)，通常指垂直于表面加工紋理方向的截面上的橫向輪廓。實(shí)際輪廓２．取樣長(zhǎng)度l

取樣長(zhǎng)度是測(cè)量或評(píng)定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線(xiàn)長(zhǎng)度，至少包含5個(gè)微峰和5個(gè)微谷。

中線(xiàn)lnlllll取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度３．評(píng)定長(zhǎng)度ln評(píng)定表面粗糙度時(shí)所必須的一段長(zhǎng)度。取標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度ln＝5lr。若被測(cè)表面比較均勻，可選ln＜5lr；若均勻性差，可選ln＞5lr。算術(shù)平均中線(xiàn)lrF1′F2′Fi′F1F2Fi4．輪廓算術(shù)平均中線(xiàn)輪廓的算術(shù)平均中線(xiàn)是指在取樣長(zhǎng)度范圍內(nèi)與輪廓走向一致，劃分實(shí)際輪廓為上、下兩部分，使其上、下兩部分面積之和相等（）的假想基準(zhǔn)線(xiàn)

圖5-5表面粗造度輪的算術(shù)平均中線(xiàn)５．輪廓谷與輪廓峰輪廓谷：是指在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)輪廓與中線(xiàn)相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向內(nèi)（從周?chē)橘|(zhì)到材料）的輪廓部分。輪廓峰：是指在取樣長(zhǎng)度l內(nèi)輪廓與中線(xiàn)相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向外（從材料到周?chē)橘|(zhì)）的輪廓部分。輪廓單峰：是指兩相鄰輪廓最低點(diǎn)之間的輪廓部分，它沒(méi)有基準(zhǔn)線(xiàn)。同一個(gè)輪廓峰可能有兩個(gè)或多個(gè)輪廓單峰。輪廓谷和輪廓峰1.輪廓的算術(shù)平均偏差Ra

在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，被測(cè)實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至基準(zhǔn)線(xiàn)的距離的絕對(duì)值的算術(shù)平均值。輪廓算術(shù)平均偏差RaRaxynyiy1y2近似為（二）表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)及應(yīng)用

為了完善地評(píng)定實(shí)際輪廓,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)從表明微觀(guān)幾何形狀的高度、間距和形狀等三個(gè)方面相應(yīng)地規(guī)定了表面輪廓的高度特征參數(shù)、間距特征參數(shù)和形狀特征參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，高度特征參數(shù)是基本評(píng)定參數(shù)，其它為附加評(píng)定參數(shù)。特點(diǎn)；客觀(guān)反映實(shí)際表面。在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，實(shí)際輪廓上五個(gè)最大輪廓峰高平均值與五個(gè)最大輪廓谷深的平均值之和。

Rz=+

２.微觀(guān)不平度十點(diǎn)高度Rz特點(diǎn)：測(cè)量、計(jì)算方便，反映表面微觀(guān)幾何形狀特征方面不如Ｒa全面。一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，實(shí)際輪廓的峰頂線(xiàn)至谷低線(xiàn)之間的距離。用符號(hào)Ry表示。３.輪廓的最大高度特點(diǎn)：測(cè)量方便，所反映表面微觀(guān)幾何形狀特征更不全面。三個(gè)評(píng)定主參數(shù)對(duì)照Ｒa：能客觀(guān)地反映表面微觀(guān)幾何形狀的特征，應(yīng)用最廣泛；Ｒz：反映表面微觀(guān)幾何形狀特征方面不如Ｒa全面，但易于測(cè)量、測(cè)量點(diǎn)少、計(jì)算方便，其應(yīng)用仍較廣泛；Ry：不能反映表面微觀(guān)幾何形狀特性的全面，但反映加工痕跡的深度，故一般與Ra、Rz值聯(lián)用，從而控制表面微觀(guān)裂紋的深度，常用于承受交變應(yīng)力的工作表面及被測(cè)面積很小的表面。Ra、Rz、Ry的數(shù)值越大，表面越粗糙。國(guó)標(biāo)規(guī)定了這三個(gè)參數(shù)的數(shù)值系列如表所示二、表面粗糙度的標(biāo)注1.表面粗糙度的符號(hào)a1，a2——粗糙度幅度參數(shù)代號(hào)及其數(shù)值（um）；b——加工要求、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說(shuō)明等；c——取樣長(zhǎng)度（mm）或波紋度（mm）；d——加工紋理方向符號(hào)；e——加工余量（mm）；f——粗糙度間距參數(shù)值（mm）(e)bc/fa1a2d表面粗糙度輪廓代號(hào)2．表面粗糙度的代號(hào)(1)表面粗糙度高度參數(shù)的標(biāo)注

表面粗糙度高度參數(shù)是基本的評(píng)定參數(shù)，必須注出其允許值。當(dāng)選用Ra時(shí)，參數(shù)值前可不注出其代號(hào)“Ra”；若選用Rz、Ry時(shí)，則應(yīng)在參數(shù)值前注出其代號(hào)“Rz”、“Ry”，如表所示。表面粗糙度參數(shù)的“上限值”或“下限值”表示所有實(shí)側(cè)值中，允許16%的測(cè)得值超過(guò)規(guī)定值；“最大值”或“最小值”，表示不允許測(cè)得值超過(guò)規(guī)定值3．表面粗糙度符號(hào)及代號(hào)在圖樣上的標(biāo)注表面粗糙度符號(hào)及代號(hào)一般標(biāo)注在圖樣上零件的可見(jiàn)輪廓、尺寸界線(xiàn)、引出線(xiàn)或它們的延長(zhǎng)線(xiàn)上，如圖所示。

當(dāng)零件所有表面具有相同的表面粗糙度時(shí)，其代號(hào)可在圖樣的右上角統(tǒng)一標(biāo)注。

表面粗糙度代號(hào)中的數(shù)值及符號(hào)的方向必須與尺寸數(shù)值方向一致表面粗糙度代號(hào)在圖樣上的標(biāo)注

符號(hào)的尖端必須從材料外指向表面。

當(dāng)零件的大部分表面具有相同的粗糙度時(shí)，對(duì)其中使用最多的一種代號(hào)可以統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并在代號(hào)前加注“其余”兩字原則：在滿(mǎn)足功能要求的前提下，盡量選用大的參數(shù)值。方法：采用類(lèi)比法選擇三、表面粗糙度值的選用選擇時(shí)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(yùn)動(dòng)速度高，單位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(jí)軸