第五章表面粗糙度

第五章表面粗糙度互換性與技術(shù)測(cè)量第一節(jié)概述一、表面粗糙度的概念零件表面實(shí)際輪廓

||宏觀的形狀誤差表面粗糙度

+表面波紋度+微小峰谷的高低程度及間距狀況工件表面實(shí)際輪廓包含表面粗糙度、波紋度、形狀誤差等輪廓。表面粗糙度輪廓是評(píng)定表面粗糙度各項(xiàng)參數(shù)的基礎(chǔ)。

短波濾波器λs：對(duì)表面實(shí)際輪廓進(jìn)行濾波，抑制比表面粗糙度波長(zhǎng)還短的短波成分，輸出原始輪廓；

長(zhǎng)波濾波器λc：對(duì)原始輪廓進(jìn)行濾波，抑制比表面粗糙度波長(zhǎng)還長(zhǎng)的長(zhǎng)波成分），輸出表面粗糙度輪廓。表面粗糙度輪廓的獲得

傳輸帶（又稱傳輸頻帶或傳輸通帶）：表面粗糙度輪廓的短波波長(zhǎng)和長(zhǎng)波波長(zhǎng)之間的范圍。表面實(shí)際輪廓原始輪廓表面粗糙度輪廓短波濾波器λs長(zhǎng)波濾波器λc二、表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響（1）影響零件的耐磨性零件表面的實(shí)際接觸狀態(tài)為降低接觸面壓強(qiáng)，同時(shí)能存儲(chǔ)適量的潤(rùn)滑油表面粗糙度過(guò)高和過(guò)低都不利于提高耐磨性（2）影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性

表面粗糙度高，則會(huì)由于表面磨損快，而改變實(shí)際間隙（過(guò)盈），導(dǎo)致配合性質(zhì)改變。（3）影響零件的疲勞強(qiáng)度

表面粗糙度高，則在交變載荷作用下，零件表面微觀峰谷產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致微裂紋產(chǎn)生，最后導(dǎo)致疲勞破壞。（4）影響零件的抗腐蝕性能表面粗糙度高，則會(huì)降低零件表面抗腐蝕性能。（5）影響零件的密封性能（6）影響零件的測(cè)量精度第二節(jié)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)一、基本術(shù)語(yǔ)和定義1.幾何參數(shù)術(shù)語(yǔ)輪廓峰輪廓谷輪廓單元的寬度輪廓中線輪廓單元的高度2.取樣長(zhǎng)度lr用于評(píng)定輪廓表面粗糙度，在X軸向上選擇的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。合理規(guī)定取樣長(zhǎng)度，可以限制和減弱表面波紋度對(duì)評(píng)定結(jié)果的影響。

一般要求取樣長(zhǎng)度應(yīng)至少包括5個(gè)輪廓單元?；鶞?zhǔn)線（方向與實(shí)際表面輪廓走向一致）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1031-2009（表5-1）3.評(píng)定長(zhǎng)度ln針對(duì)加工表面表面粗糙度的不均勻，評(píng)定表面粗糙度時(shí)規(guī)定一段能反映加工表面粗糙度特性的最小長(zhǎng)度。可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1031-2009（表5-2）一般情況，ln=5*lr；表面粗糙度均勻性好，可取小于5倍的lr；反之應(yīng)取大于5倍的lr。4.輪廓中線（基準(zhǔn)線）——用以評(píng)定表面粗糙度參數(shù)值所給定的基準(zhǔn)線。（1）輪廓的最小二乘中線按取樣長(zhǎng)度內(nèi)，各點(diǎn)的輪廓偏距平方和最小確定。（2）輪廓的算數(shù)平均中線最小二乘中線是理想的基準(zhǔn)線，但測(cè)量中不易確定，一般用輪廓算數(shù)平均中線代替。二、評(píng)定參數(shù)輪廓的算數(shù)平均偏差Ra輪廓最大高度Rz高度參數(shù)：間距參數(shù)：輪廓單元的評(píng)價(jià)寬度Rsm綜合參數(shù)（形狀特征參數(shù)）：輪廓的長(zhǎng)度支承率Rmr(c)種類1.輪廓的算數(shù)平均偏差Ra2.輪廓最大高度Rz

GB/T3505-1983中，Rz符號(hào)曾用于指示“不平度的十點(diǎn)高度”。目前，一些表面粗糙度測(cè)量?jī)x器大多是測(cè)量以前的Rz參數(shù)。因此，當(dāng)采用現(xiàn)行的技術(shù)文件和圖樣時(shí)必須小心慎重！峰頂線谷底線3.輪廓單元的平均寬度RsmRsm可反映加工表面紋理的致密程度，在給定高度參數(shù)的前提下，可更加全面反映表面粗糙度的狀況。4.輪廓的支承長(zhǎng)度率Rmr（c）評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)，一平行于X軸的直線從峰頂線向下移一水平截距c時(shí)，與輪廓相截所得各段截線長(zhǎng)度bi之和。注意！給出該項(xiàng)參數(shù)時(shí)，要同時(shí)給出c。該參數(shù)可綜合反映表面微觀形狀特性，評(píng)定值越高，則表明表面凸起的實(shí)體部分越大，接觸剛度及耐磨性越高。第三節(jié)表面粗糙度的標(biāo)注表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)及其數(shù)值確定后，須按GB/T131—2006《機(jī)械制圖表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其注法》的規(guī)定，在零件圖上正確地標(biāo)出。一、表面粗糙度的基本符號(hào)二、表面粗糙度的代號(hào)及其標(biāo)注1.表面粗糙度的代號(hào)注寫傳輸帶或取樣長(zhǎng)度(單位：mm)以及表面粗糙度的單一要求（參數(shù)代號(hào)Ra不能省略）注寫第二個(gè)表面粗糙度要求；依次縱向排列可注寫第三個(gè)或更多個(gè)表面粗糙度要求。注寫加工方法、鍍覆、涂覆、表面處理或其他加工工藝要求等；注寫表面紋理及方向符號(hào)“=、M、R等注寫加工余量(單位：mm)單一要求（基本要求）：包括參數(shù)代號(hào)和數(shù)值。補(bǔ)充要求：包括傳輸帶、取樣長(zhǎng)度、加工工藝、表面紋理及方向、加工余量。2、表面粗糙度參數(shù)的標(biāo)注傳輸帶的標(biāo)注完整標(biāo)注示例長(zhǎng)波濾波器截止波長(zhǎng)為默認(rèn)值時(shí)的標(biāo)注示例標(biāo)注內(nèi)容及形式：短波濾波器的截止波長(zhǎng)-長(zhǎng)波濾波器的截止波長(zhǎng)/截止波長(zhǎng)為默認(rèn)值時(shí)，可省略不標(biāo)。評(píng)定長(zhǎng)度（取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)）的標(biāo)注在相應(yīng)參數(shù)代號(hào)之后、數(shù)值之前標(biāo)注取樣長(zhǎng)度個(gè)數(shù)。取樣長(zhǎng)度個(gè)數(shù)為默認(rèn)值時(shí)不標(biāo)注。上限值（U）和下限值（L）16％規(guī)則和最大規(guī)則——數(shù)值標(biāo)注規(guī)則

16％規(guī)則：在檢測(cè)所得的全部實(shí)測(cè)值中，大于給定的上限值（或小于下限值）的個(gè)數(shù)不超過(guò)總數(shù)的16％時(shí)，判定該表面合格。

最大規(guī)則：在檢測(cè)所得的全部實(shí)測(cè)值，均不大于給定的上限值（或小于下限值）時(shí)，判定該表面則合格。參數(shù)代號(hào)后注“max”表示。上限值：給出的參數(shù)數(shù)值為允許的最大值，參數(shù)前注“U”。下限值：給出的參數(shù)數(shù)值為允許的最小值，參數(shù)前注“L”。只標(biāo)一個(gè)數(shù)值，默認(rèn)為上限值；一個(gè)參數(shù)具有雙向極限要求時(shí)，在不引起歧義的前提下，可省略U、L。標(biāo)注示例：三、表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注1.基本標(biāo)注表面粗糙度在同一圖樣上，每一表面一般只標(biāo)注一次，并應(yīng)盡可能標(biāo)注在具有確定該表面大小或位置的輪廓線（包括棱邊線）上，或標(biāo)注在輪廓線的延長(zhǎng)線上或指引線上。其注寫和讀取方向要與尺寸的注寫和讀取方向一致。在特征位置上的標(biāo)注方法2、簡(jiǎn)化標(biāo)注

當(dāng)工件全部表面有相同的表面粗糙度要求時(shí)，則應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近。如果工件的多數(shù)表面有相同的表面粗糙度要求時(shí)，則應(yīng)統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近，而且要在符號(hào)后面加以圓括號(hào)。第四節(jié)表面粗糙度的選擇一、表面粗糙度評(píng)定參數(shù)的選擇高度評(píng)定參數(shù)的選擇Ra：一般情況下，Ra=0.025-6.3μm，推薦選擇RaRz：輔助評(píng)定參數(shù)的選擇：在已選擇高度參數(shù)，且不能滿足某些特殊要求的情況下，可選擇輔助評(píng)定參數(shù)。二、表面粗糙度評(píng)定參數(shù)值的選擇1.國(guó)標(biāo)對(duì)表面粗糙度參數(shù)值的規(guī)定表5-7~表5-102.選擇原則與方法

基本原則：在保證零件表面功能要求的前提下，盡量選用較大的表面粗糙度參數(shù)值（除外），以降低加工成本。

采用類比法選擇時(shí)應(yīng)注意：同一零件上工作表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)小于非工作表面的參數(shù)值；受交變應(yīng)力作用及存在應(yīng)力集中的表面的表面粗糙組參數(shù)值應(yīng)小。摩擦表面應(yīng)比非摩擦表面的粗糙度參數(shù)值??；摩擦表面的摩擦速度愈高，所受單位壓力越大，粗糙度參數(shù)值愈??；滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的粗糙度參數(shù)值小。間隙配合，配合間隙越小，粗糙度參數(shù)值應(yīng)越??；過(guò)盈配合，載荷越大則粗糙度參數(shù)值越?。灰话闱闆r下，間隙配合比過(guò)盈配合的粗糙度參數(shù)值要小。配合性質(zhì)相同時(shí)，基本尺寸越小，則粗糙度參數(shù)值應(yīng)越??；同一尺寸精度等級(jí)時(shí)，小尺寸比大尺寸的粗糙度參數(shù)值要小；同一尺寸