第五章+表面粗糙度輪廓及檢測(cè).ppt

1、第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測(cè),1 表面粗糙度輪廓的基本概念 2 表面粗糙度輪廓的評(píng)定 3 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求 4 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注 5 表面粗糙度的檢測(cè),1 表面粗糙度輪廓的 基本概念,一、 表面粗糙度的界定 圖5-1,被加工零件表面的形狀是復(fù)雜的，一般包括表面粗糙度、表面波紋度和形狀誤差，可以按波距（波形起伏間距）來(lái)劃分： 波距1mm 屬于表面粗糙度 波距在110mm 屬于表面波紋度 波距10mm 屬于形狀誤差,二、術(shù)語(yǔ)和定義,圖2-3表面特征（ASMEB46.1-2002）,原始輪廓（含幾何形狀誤差）,波紋度輪廓（濾除粗糙度）,粗糙度輪廓（濾除波紋度）,標(biāo)稱表

2、面,法向截面,裂縫瑕疵,通用概念和術(shù)語(yǔ),輪廓濾波器（profile filter） 把輪廓分成長(zhǎng)波和短波成分的濾波器（見(jiàn)GB/3505 3.1.1） 根據(jù)濾波器的功能，將濾波器分為： s輪廓濾波器 c輪廓濾波器 f輪廓濾波器,s輪廓濾波器（s profile filter） 確定存在于表面上的粗糙度與比它更短波的成分之間相交界限的濾波器(GB/3505 3.1.1.1)。 c輪廓濾波器（c profile filter） 確定粗糙度與波紋度成分之間相交界限的濾波器(GB/3505 3.1.1.2)。 f輪廓濾波器（f profile filter） 確定存在于表面上的波紋度與比它更長(zhǎng)波的成分之

3、間相交界限的濾波器(GB/3505 3.1.1.3)。,二、術(shù)語(yǔ)和定義,原始輪廓（primary profile） 通過(guò)s輪廓濾波器后的總輪廓。它是評(píng)定原始輪廓參數(shù)的基礎(chǔ)(GB/3505 3.1.5)。 粗糙度輪廓（roughness profile） 對(duì)原始輪廓采用c輪廓濾波器抑制長(zhǎng)波成分以后形成的輪廓，是個(gè)人為修正的輪廓(見(jiàn)圖1和圖2，GB/3505 3.1.6)。粗糙度輪廓的傳輸帶是由s和c輪廓濾波器來(lái)限定的，見(jiàn)圖3。粗糙度輪廓是評(píng)定粗糙度輪廓參數(shù)的基礎(chǔ)。,波紋度輪廓（waviness profile） 對(duì)原始輪廓連續(xù)應(yīng)用f和c兩個(gè)輪廓濾波器以后形成的輪廓。采用f輪廓濾波器抑制長(zhǎng)波成分，

4、而采用c輪廓濾波器抑制短波成分。這也是個(gè)人為修正的輪廓(GB/3505 3.1.7)。,圖5-2,表面結(jié)構(gòu)在輪廓法中是對(duì)原始輪廓、粗糙度輪廓和波紋度輪廓的總稱，表面結(jié)構(gòu)輪廓法參數(shù)是在這三個(gè)輪廓的基礎(chǔ)上評(píng)定出來(lái)的。 現(xiàn)代研究表明在表面結(jié)構(gòu)中對(duì)工件功能影響最大的是表面粗糙度，因此人們常說(shuō)的表面結(jié)構(gòu)參數(shù)不特別說(shuō)明一般是指表面粗糙度參數(shù)。,二、術(shù)語(yǔ)和定義,2、與幾何參數(shù)有關(guān)的術(shù)語(yǔ) P-參數(shù)（P-parameter） 在原始輪廓上計(jì)算所得的參數(shù)（GB/3505 3.2.1）。 R-參數(shù)（R-parameter） 在粗糙度輪廓上計(jì)算所得的參數(shù)（GB/3505 3.2.2）。 W-參數(shù)（W-paramete

5、r） 在波紋度輪廓上計(jì)算所得的參數(shù)（GB/3505 3.2.3）。,2 表面粗糙度輪廓的評(píng)定 一、取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度及傳輸帶 1. 取樣長(zhǎng)度lr 規(guī)定取樣長(zhǎng)度，是為了抑制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗 糙測(cè)量結(jié)果的影響（標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度的數(shù)值見(jiàn)附表5-1）。 2. 評(píng)定長(zhǎng)度 ln 評(píng)定長(zhǎng)度可包括一個(gè)或連續(xù)的幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。標(biāo)準(zhǔn)的ln =5 lr 。,圖5-3 3. 傳輸帶 長(zhǎng)波輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)c = lr（取樣長(zhǎng)度） 短波輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)s （ 截止波長(zhǎng)s和c的標(biāo)準(zhǔn)化值由附表5-1查取）,附表51 輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度Rz和輪廓單元的平 均寬度Rsm，標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度（摘自

6、GB/T 13012009、 GB/T 106102009）、 表示濾波器傳輸帶s c 這兩個(gè)極限值 的標(biāo)準(zhǔn)化值取自GB/T 60622002。,二、表面粗糙度輪廓的中線 為了定量地評(píng)定表面粗糙度輪廓，首先應(yīng)確定一條中 線。以中線為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算各種評(píng)定參數(shù)的數(shù)值。 1. 輪廓的最小二乘中線（圖5-4） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，輪廓的最小二乘中線使輪廓 上各點(diǎn)至該線的距離的平方之和為最小。 圖5-4,2. 輪廓的算術(shù)平均中線（圖5-5） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，輪廓的算術(shù)平均中線將實(shí)際 輪廓?jiǎng)澐譃樯?、下兩部分，使上部分各個(gè)峰面積之和等 于下部分各個(gè)谷面積之和。 圖5-5,三、表面粗糙度的評(píng)定參

7、數(shù) 1. 輪廓算術(shù)平均偏差a（幅度參數(shù)，圖5-4） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，被評(píng)定輪廓上各點(diǎn)至輪廓 中線的縱坐標(biāo)值的絕對(duì)值的算術(shù)平均值，即 2. 輪廓最大高度Rz （幅度參數(shù)，圖5-6） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，被評(píng)定輪廓上各個(gè)極點(diǎn)至 中線的距離中，最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和的 高度，即 Rz = Rp + Rv,圖5-6,在GB/T 3505-1983中，Rz符號(hào)曾用于表示“不平度的十點(diǎn)高度”。在使用中的一些表面粗糙度測(cè)量?jī)x器大多測(cè)量的是本標(biāo)準(zhǔn)的舊版本規(guī)定的Rz參數(shù)。因此，當(dāng)使用現(xiàn)行的技術(shù)文件和圖樣時(shí)必須注意這一點(diǎn)。,注：這個(gè)參數(shù)在1983版中用Ry表示，本次修改將其改為Rz

8、,3. 輪廓單元的平均寬度（間距參數(shù)，圖5-7） 一個(gè)輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做輪廓單元，在一 個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，中線與各個(gè)輪廓單元相交線段的寬度 （輪廓的寬度Xsi）的平均值RSm，即,圖5-7,在零件圖上，對(duì)零件某一表面的表面粗糙度 輪廓要求，按需要選擇Ra或Rz標(biāo)注。 RSm 屬于附加評(píng)定參數(shù)，只能與Ra或Rz同 時(shí)選用，不能獨(dú)立采用。,3 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求,一、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求的內(nèi)容 在零件圖上規(guī)定表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求時(shí)，必須 標(biāo)注幅度參數(shù)符號(hào)及允許值，同時(shí)還應(yīng)標(biāo)注傳輸帶、取 樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度的數(shù)值（若默認(rèn)采用標(biāo)準(zhǔn)化值，則不 標(biāo)注）、極限值判斷規(guī)則（若默認(rèn)采用

9、16%規(guī)則，則不 標(biāo)注）。 必要時(shí)可以標(biāo)注補(bǔ)充要求，如表面加工紋理及方向、 加工余量、附加的RSm等。,16%規(guī)則,當(dāng)參數(shù)的規(guī)定值為上限值時(shí)，如果所選參數(shù)在同一評(píng)定長(zhǎng)度上全部實(shí)測(cè)值中。大于圖樣或技術(shù)產(chǎn)品文件中規(guī)定值的個(gè)數(shù)不超過(guò)實(shí)測(cè)總數(shù)的16%，則該表面合格。 指明參數(shù)的上、下限值時(shí)，所用參數(shù)符號(hào)沒(méi)有“max”標(biāo)記。,最大規(guī)則,檢驗(yàn)時(shí)，若參數(shù)的規(guī)定值為最大值時(shí)，則在被檢表面的全部區(qū)域內(nèi)測(cè)得的參數(shù)值一個(gè)也不應(yīng)超過(guò)圖樣或技術(shù)產(chǎn)品文件中的規(guī)定值。 若規(guī)定參數(shù)的最大值，應(yīng)在參數(shù)符號(hào)后面有“max”標(biāo)記，如Ra max 0.8。,二、表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)的選擇,在機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)中，對(duì)于表面粗糙度輪廓的

10、技術(shù)要 求，通常只給出幅度參數(shù)符號(hào)（Ra或Rz）及極限值，而其 他要求則采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化值。 一般采用Ra 作為評(píng)定參數(shù)。 對(duì)于極光滑和粗糙的表 面，不能用Ra儀器測(cè)量，而采用Rz作為評(píng)定參數(shù)。 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的選擇原則是：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。,4 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件 圖上的標(biāo)注,一、表面粗糙度輪廓的基本圖形符號(hào)和完整圖形符號(hào) 繪制機(jī)械零件圖時(shí)，需要使用1個(gè)基本圖形符 號(hào)和3個(gè)完整圖形符號(hào)，來(lái)標(biāo)注表面粗糙度輪廓各 種不同的技術(shù)要求。 （a）圖為基本圖形符號(hào)。 （b）圖為用于任何工藝的完整圖形符號(hào)。,（c）圖為用于去除材料的完整圖形符號(hào)

11、。 （d）圖為用于不去除材料的完整圖形符號(hào)。 （a） （b） （c） （d） 圖5-8,二、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 1. 表面粗糙度輪廓各項(xiàng)技術(shù)要求在完整圖形符 號(hào)上的標(biāo)注位置 在完整圖形符號(hào)的周圍標(biāo)注評(píng)定參數(shù)的符號(hào)及極限值 和其他技術(shù)要求。各項(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)分別標(biāo)注在該符號(hào)周 圍的指定位置上。 在周圍標(biāo)注了技術(shù)要求的完整圖形符號(hào)稱為表面粗糙 度輪廓代號(hào)，簡(jiǎn)稱粗糙度代號(hào)。,位置a：下列符號(hào)和數(shù)值排成一行 位置b：附加評(píng)定參數(shù)（如RSm，mm） 位置c：加工方法 位置d：表面紋理 位置e：加工余量（mm） 圖5-9,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)度值 極限值

12、判斷規(guī)則(空格) 幅度參數(shù)極限值(m),2. 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標(biāo)注 （1）標(biāo)注極限值中的一個(gè)數(shù)值且默認(rèn)為上限值（圖5-10） 圖5-10 （2）同時(shí)標(biāo)注上、下限值（圖5-11） 圖5-11,3. 極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注 （1）16%規(guī)則（圖5-10、圖5-11） 16%規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認(rèn)規(guī)則。 若采用，則圖樣上不需注出。 （2）最大規(guī)則（圖5-12、圖5-13） 在幅度參數(shù)符號(hào)Ra或Rz的后面標(biāo)注一個(gè)“max”的標(biāo)記。 圖5-12 圖5-13,4. 傳輸帶和取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)注 需要指定傳輸帶時(shí)，傳輸帶（mm）標(biāo)注在幅度參數(shù)符號(hào)的前面， 并用斜線“/”隔開(kāi)（圖

13、5-14a、b、c）。c =lr。 圖5-14 需要指定評(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)（圖5-15a、b）。 圖5-15,短波濾波器在前，長(zhǎng)波濾波器在后,短波濾波器,長(zhǎng)波濾波器，用連字符區(qū)別,，,5. 表面紋理的標(biāo)注 需要標(biāo)注表面紋理及其方向時(shí)，則應(yīng)采用規(guī)定的符號(hào) （圖5-16）進(jìn)行標(biāo)注。,圖5-16,6. 附加評(píng)定參數(shù)和加工方法的標(biāo)注 需要標(biāo)注附加評(píng)定參數(shù)或（和）加工方法時(shí)的標(biāo)注示 例見(jiàn)圖5-17。該圖亦為表面粗糙度輪廓各項(xiàng)技術(shù)要求在完 整圖形符號(hào)上標(biāo)注的示例。 圖5-17 7. 加工余量的標(biāo)注 圖5-18,Rsm0.05,三、表面粗糙度輪廓代號(hào)在零件圖標(biāo)注 的規(guī)定和方法,1. 一般規(guī)定 粗糙度代號(hào)盡可能標(biāo)注在注了相應(yīng)的尺寸及其極限偏差的同一 視圖上。 粗糙度代號(hào)上的各種符號(hào)和數(shù)字的注寫和讀取方向應(yīng)與尺寸的 注寫和讀取方向一致。 粗糙度代號(hào)的尖端必須從材料外指向并接觸零件表面。,2. 常規(guī)標(biāo)注方法 標(biāo)注示例見(jiàn)圖5-19a、b，圖5-20，圖5-21， 圖5-22a、b，圖5-23a、b。 圖5-19,圖5-20,圖5-21,圖5-22,圖5-23,3. 簡(jiǎn)化標(biāo)注的規(guī)定方法 當(dāng)零件的某些表面（或多數(shù)表面）具有相同的技術(shù)要求時(shí)， 對(duì)這些表面的技術(shù)要求可以用特定符號(hào)（圖5-24），統(tǒng)一標(biāo)注在 零件圖的標(biāo)題欄附近