《公差配合與技術(shù)測量》課件項目七 表面粗糙度及測量

表面粗糙度及測量項目七主講：郭新民任務(wù)一表面粗糙度的術(shù)語表面粗糙度也稱表面粗糙度輪廓，它是指在機械加工或通過鑄、鍛、沖壓、熱軋、冷軋等工藝方法獲得的零件表面上存在的具有較小間距的峰、谷組成的微觀幾何形狀誤差。

一般波距λ小于1mm的屬于表面粗糙度，波距λ在1~10mm的屬于表面波紋度，波距λ大于10mm的屬于表面形狀誤差。一、表面粗糙度概念5.對耐腐蝕性能的影響

粗糙的表面容易使腐蝕性物質(zhì)附著于零件表面零件表面的腐蝕。二、表面粗糙度對零件使用性能的影響1.對耐磨性的影響一般表面越粗糙，表面磨損就越快。但表面過于光滑，也會使磨損加劇。2.對配合性質(zhì)的影響

改變了原有的配合性質(zhì)3.對抗疲勞強度的影響

零件表面越粗糙，凹痕越深，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，疲勞強度就降低。4.對接觸剛度的影響

表面越粗糙，實際接觸面積越小，容易產(chǎn)生局部的塑性變形，接觸剛度降低。1.輪廓的算術(shù)平均偏差Ra（幅度參數(shù)）輪廓的算術(shù)平均偏差是指在一個取樣長度lr內(nèi)，輪廓上各點至基準(zhǔn)中線的距離即縱坐標(biāo)Z(x)的絕對值的算術(shù)平均值,用符號Ra表示，即近似表示為二、表面粗糙度的評定參數(shù)在評定表面粗糙度輪廓時常用：幅度參數(shù)（也稱高度參數(shù)）

間距參數(shù)2.輪廓最大高度Rz（幅度參數(shù)）輪廓的最大高度是指在一個取樣長度lr內(nèi)，最大輪廓峰高Zp和最大輪廓谷深Zv之和的高度，用公式表示為

Rz=Zpmax+Zvmax3.輪廓單元的平均寬度Rsm（間距參數(shù)）輪廓單元的平均寬度用于表示表面輪廓上的微小峰、谷的間距特性。

輪廓單元寬度和輪廓單元平均寬度表面粗糙度的參數(shù)值表面粗糙度的參數(shù)值已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。設(shè)計時表面輪廓參數(shù)值應(yīng)選擇表中的數(shù)值。0.0120.050.20.83.212.5500.0250.10.41.66.325100輪廓的算術(shù)平均偏差Ra

0.0250.21.612.51008000.050.43.22520016000.10.86.350400輪廓最大高度Rz

表面粗糙度的幅度、間距評定參數(shù)中，最常用的是幅度參數(shù)。Ra參數(shù)能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，且Ra值用觸針式電動輪廓儀測量比較簡便，普遍采用Ra作為評定參數(shù)。Rz參數(shù)雖不如Ra參數(shù)反映的幾何特性準(zhǔn)確、全面，但Rz的概念簡單，測量也很簡便。Rz與Ra聯(lián)用，可以評定某些不允許出現(xiàn)較大加工痕跡和受交變應(yīng)力作用的表面，尤其當(dāng)被測表面面積很小，不宜采用Ra評定時，常采用Rz參數(shù)任務(wù)二表面粗糙度的選用及標(biāo)注一、表面粗糙度評定參數(shù)選用原則選用表面粗糙度參數(shù)值總的原則是：

在滿足功能要求的前提下顧及經(jīng)濟性，使參數(shù)的允許值盡可能大。具體選用時，應(yīng)考慮以下幾點：（1）同一零件上，工作表面的表面粗糙度值應(yīng)比非工作表面小。（2）摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小；滾動摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比滑動摩擦表面小。二、表面粗糙度數(shù)值的選用（6）密封性、耐腐蝕性要求較高的表面，表面粗糙度數(shù)值應(yīng)小些。（3）運動速度高、單位面積壓力大的表面，受交變應(yīng)力作用的重要零件的圓角、溝槽表面的表面粗糙度值都應(yīng)該小。（4）配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，其配合表面的表面粗糙度值應(yīng)越小；配合性質(zhì)相同時，小尺寸結(jié)合面的表面粗糙度值應(yīng)比大尺寸結(jié)合面??；同一公差等級時，軸的表面粗糙度值應(yīng)比孔的小。（5）表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)與尺寸公差及形狀公差相協(xié)調(diào)。一般來說，尺寸公差和形狀公差小的表面，其表面粗糙度值也應(yīng)小。即尺寸公差等級高，表面粗糙度要求也高。但尺寸公差等級低的表面，其表面粗糙度要求不一定也低。如機床手輪的表面，印刷機滾筒等對尺寸精度的要求不高，但卻要求表面光滑。1.表面粗糙度的符號（圖樣上所標(biāo)注的表面粗糙度符號有五種）基本圖形符號，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加注表面粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說明時，僅適用于簡化代號標(biāo)注擴展圖形符號，表示表面用去除材料方法獲得。例如車、銑、刨、磨、鉆、拋光、電火花加工等三、表面粗糙度的標(biāo)注用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明表示圖樣構(gòu)成封閉的所有表面具有相同的表面粗糙度要求擴展圖形符號，表示用表面用不去除材料的方法獲得。例如鑄、鍛、沖壓等；或者用于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）2.表面粗糙度代號在表面粗糙度的符號的基礎(chǔ)上，注出其他表面特征符合及數(shù)值，即構(gòu)成為表面粗糙度代號。位置a~e分別注寫以下內(nèi)容：（1）位置a注寫表面粗糙度的單一要求。

表面粗糙度Ra的上限值為3.2μm2.表面粗糙度代號（2）位置a和b

注寫兩個或多個表面粗糙度要求。一般在位置a注寫第一個表面粗糙度要求。在位置b注寫第二個表面粗糙度要求。表面粗糙度Ra的上限值為3.2μm，下限值為1.6μm表面粗糙度Ra的上限值為3.2μm，Rz的上限值為1.6μm（3）位置c注寫加工方法、表面處理、涂層或其他加工工藝要求等。如車、磨、鍍等加工表面。（4）位置d注寫表面紋理和方向。注寫所要求的表面紋理和方向，表面紋理方向。限定表面加工方法為銑削加工（5）位置e注寫加工余量。注寫所要求的加工余量，以毫米為單位給出數(shù)值。

加工余量為3mm代號含義表面粗糙度代號的具體標(biāo)注示例表面粗糙度代號標(biāo)注示例及含義（GB/T131-2006）

表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為1.6μm表示用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Rz的上限值為0.4μm表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Rz的最大值為0.2μm表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為3.2μm，

Ra的下限值為1.6μm表示用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為3.2μm，

Ra的下限值為0.8μm3.表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法（1）表面粗糙度符號、代號的標(biāo)注位置與方向表面粗糙度的注寫和讀取方向與尺寸的注寫和讀取方向一致，如圖所示。（2）標(biāo)注在輪廓線上或指引線上表面粗糙度要求可標(biāo)注在零件輪廓線或其延長線上，其符號應(yīng)從材料外指向并接觸表面。必要時，表面粗糙度符號也可用帶箭頭或黑點的指引線引出標(biāo)注，如圖所示。圖7-8表面粗糙度標(biāo)注在輪廓線或延長線上或指引線上（3）在不致引起誤解時標(biāo)注在特征尺寸的尺寸線上或形位公差的框格上如圖所示。（4）圓柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只標(biāo)注一次，如果每個棱柱表面有不同的表面粗糙度要求，則應(yīng)分別單獨標(biāo)注，如圖a所示。（5）螺紋工作表面沒有畫出牙型時，標(biāo)注方法如圖b所示

ab（6）中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓角、倒角的表面粗糙度代號標(biāo)注如圖所示4.表面粗糙度的簡化標(biāo)注（1）有相同表面粗糙度要求的簡化注法（2）多個表面有共同要求的注法5.兩種或多種工藝獲得的同一表面的標(biāo)注由幾種不同的工藝方法獲得的同一表面，當(dāng)需要明確每種工藝方法的表面粗糙度要求時，可按下圖進行標(biāo)注。

任務(wù)三、表面粗糙度檢測零件表面粗糙度的檢測方法1、比較法比較法是用已知其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被測表面相比較，通過肉眼觀察、手動觸摸，亦可借助放大鏡、顯微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。比較法具有簡單易行的優(yōu)點，適合在車間使用。缺點是評定的可能性很大程度上取決于檢驗人員的經(jīng)驗，僅適用于評定表面粗糙度要求不高的工件。2、光切法光切法是利用“光切原理”來測量零件表面粗糙度的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應(yīng)用這一原理設(shè)計而成的，如右圖所示。它適于測量Rz值，測量范圍一般為0.5~60μm。3、顯微干涉法干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。采用光波干涉原理制成的量儀為干涉顯微鏡，如圖所示。它通常用于測量極光滑表面的Rz值，其測量范圍為0.025~0.8μm。

4、針描法針描法又稱輪廓法，是指利用儀器的觸針與被測表面接觸，并使觸針沿工件表面輕輕滑動來測量表面粗糙度的一種檢測方法。常用的儀器是電動輪廓儀，如圖所示。針描法測量迅速方便，測量精度高，并能直接讀出參數(shù)值Ra，能測量平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面以及小孔、溝槽等工件的表面粗糙度，故應(yīng)用廣泛。但由于觸針要與被測表面可靠接觸，且需要一定的測量力，當(dāng)工件材料較軟或表面粗糙度較小時，在被測表面上容易產(chǎn)生劃痕

零件檢測案例：檢測如圖所示零件的表面粗糙度。一、比較法檢測表面粗糙度1.檢測器材：工件、表面粗糙度樣塊2.檢測步驟：1）視覺比較：將被測工件表面與表面粗糙度樣塊放在一起，用肉眼從各個方向觀察比較，根據(jù)兩個表面反射光線的強弱與顏色，判斷工件被測表面與哪一個樣塊相近，則工件被測表面的粗糙度值即為該樣塊的粗糙度值。2）觸覺比較：將手洗干凈，用手指或指甲觸摸被測工件表面和表面粗糙度樣塊，憑手觸摸兩者的感覺進行比較，若感覺工件表面與哪一個樣塊一致或接近，則工件被測表面的粗糙度值即為該樣塊的粗糙度值。3）將檢測結(jié)果填入表7-9中。二、針描法檢測表面粗糙度1.檢測器材：工件、手持式表面粗糙度儀2.檢測步驟：1）校準(zhǔn)儀器精度

首先打開手持式粗糙度儀，再將測量探針放置于標(biāo)準(zhǔn)樣塊表面上，檢測其粗糙度參數(shù)Ra，以校準(zhǔn)儀器精度，測量誤差應(yīng)在±5%以內(nèi)。2）測量工件

用潔凈的棉紗將工件被測表面擦凈，直接將粗糙度儀的測量探針放置于被測表面上，調(diào)整測量探針高度并使其與被測表面接觸，設(shè)置好參數(shù)后，按下檢測按鈕檢測工件表面的粗糙度參數(shù)Ra（或R