第5章表面粗糙度与检测.ppt

机械精度设计 尺寸精度 几何精度 形状 方向 位置和跳动公差 表面粗糙度 第5章表面粗糙度与检测 第一节概述 一 表面粗糙度轮廓的界定 表面轮廓 表面轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓线 表面粗糙度轮廓 波纹度轮廓 实际表面轮廓 零件表面几何形状误差及其组成成份 形状误差 一般按S分 S 1mm为表面粗糙度 1 S 10mm为波纹度 S 10mm为形状误差 表面粗糙度的产生 3 以及机床等工装系统的振动等 2 切削过程中切屑分离时的塑性变形 1 切削后遗留的刀痕 表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷 Z 高低程度和间距 S 状况 间距S 高低Z 表面实际轮廓 S 1mm短波通滤波器滤波后 一般按间距S分 1 S 10mm带通滤波器滤波后 S 10mm长波通滤波器滤波后 1 影响零件的耐磨性 2 影响配合性质的稳定性 3 影响抗疲劳强度 4 影响抗腐蚀性 表面不是越光越好 二 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 第二节表面粗糙度轮廓的评定 1 取样长度lr取样长度 是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度 至少包含5个微峰和5个微谷 取样长度和评定长度 一 取样长度和评定长度 2 评定长度ln取标准评定长度ln 5lr 若被测表面比较均匀 可选ln 5lr 若均匀性差 可选ln 5lr 在lr内 使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小 1 轮廓最小二乘中线 最小二乘中线 二 表面粗糙度轮廓的中线 2 轮廓算术平均中线 在lr内 算术平均中线 算术平均中线 12 三 评定参数 1 幅度参数 1 轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内 纵坐标值Z x 的绝对值的算术平均值 算术平均偏差Ra 2 轮廓的最大高度Rz 在取样长度lr内 Rz 最大高度Rz 2 间距参数 轮廓单元的平均宽度RSm 在取样长度lr内 轮廓单元宽度Xsi的平均值 轮廓单元 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合 轮廓单元宽度Xsi 中线与一个轮廓单元相交线段的长度 3 混合参数 轮廓的均方根斜率R q 在取样长度内 纵坐标斜率dz dx的均方根值 4 形状参数 轮廓的支承长度率Rmr c 在给定的水平位置c上 轮廓的实体材料长度Ml c 与评定长度ln的比率 轮廓的支承长度率 支撑长度率曲线 Rmr c 的大小反映了轮廓表面峰谷的形状 同样水平位置下Rmr c 值愈大 表面实体材料愈长 接触刚度和耐磨性愈好 表面粗糙度评定参数 基本参数2个 附加参数 辅助参数 2个 Ra 轮廓算术平均偏差 Rz 轮廓最大高度 RSm 轮廓单元平均宽度 Rmr c 轮廓支承长度率 四 评定参数的数值规定 表面粗糙度的参数值已由国家标准GB T1031 2009规定 设计时从参数值系列中选取 Ra Rz和RSm的规范数值分主系列和补充系列 其主系列分别列于表5 1 表5 2和表5 3 轮廓支撑长度率值列于表5 4 表5 1Ra的数值 表5 2Rz的数值 表5 3RSm的数值 um 表5 4Rmr c 的数值 表5 5lr和ln的数值 摘自GB T1031 2009 表5 6表面粗糙度符号 GB T131 2006 第三节表面粗糙度的标注 粗糙度代号注法 a 第一个表面粗糙度 单一 要求 m b 第二个表面粗糙度要求 m c 加工方法 车 铣 d 表面纹理和纹理方向 e 加工余量 mm 表面粗糙度代号及其注法 表面粗糙度代号及其注法 1 位置a处 注写表面粗糙度的单一要求 该要求不能省略 上限或下限的标注 表示双向极限时应标注上限符号 U 和下限符号 L 如果同一参数具有双向极限要求 在不引起歧义时 可省略 U 和 L 的标注 传输带和取样长度的标注 传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围 长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr 表面粗糙度代号及其注法 参数代号的标注 它们之间用 隔开 表面粗糙度代号及其注法 评定长度的标注 如果默认的评定长度时 可省略标注 如果不等于5lr时 则应注出取样长度的个数 表面粗糙度代号及其注法 极限值判断规则 极限值判断规则的标注如图中所示上限为 16 规则 下限为 最大规则 极限值标注 在参数极限值之前插入一个空格 表面粗糙度代号及其注法 极限值判断规则 1 16 规则 在同一评定长度下的表面粗糙度参数的全部实测值中 超过极限值的个数小于总数的16 2 最大规则 要求表面粗糙度参数的所有实测值不得超过规定的极限值 16 规则 是表面粗糙度标注的默认规则 而如果 最大规则 应用于表面粗糙度要求 则参数符号后面增加一个 max 表面粗糙度幅度参数的代号及意义 表面粗糙度幅度参数的代号及意义 纹理方向 表面粗糙度在图样上的标注方法 在同一图样上 表面粗糙度要求尽量与其他技术要求 如尺寸精度和形状方向位置精度 标注在同一视图上 一个表面一般只标注一次 表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致 标注方向与尺寸相同 指引线上标注 一般注在可见轮廓线或其延长线 尺寸线 尺寸界线 也可以引出标注 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 标注在几何公差框格上方 标注在延长线上 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 其余要求标注在标题栏附近 给出基本符号 简化注法 多数表面有相同粗糙度要求时的简化标注 其余所有表面粗糙度Ra值均为3 2 m 简化注法 图纸空间有限时的简化注法 41 表面粗糙度要求在图样上的标注方法 全部要求标注在标题栏附近 作业 1 将下列表面粗糙度的要求标注在图上 1 用去除材料方法获得表面a和b 要求Ra上限值为1 6 m 2 用任何方法加工表面 d1和 d2圆柱面 要求Rz上限值为6 3 m 下限值为3 2 m 3 用去除材料方法加工其余表面 要求Ra上限值为12 5 m 评定参数选用 幅度参数Ra Rz 有特殊要求选用附加参数RSm Rmr c Ra值在0 025 6 3 m时 优先选Ra Ra值在6 3 100 m或0 008 0 020 m时 选Rz 5 4表面粗糙度参数的选用 RSm 轮廓单元平均宽度 用于对涂漆性能 抗裂纹和抗腐蚀等有要求时 Rmr c 轮廓的支承长度率 用于对耐磨性和接触刚度等有要求时 但同时要给出c值 用电动轮廓仪测量Ra值 测量范围 0 025 6 3 m 用双管显微镜或干涉显微镜测量Rz值 满足功能要求的前提下 值尽量大 参数值的选用 考虑 类比法 参考表5 9 5 10 同一零件工作面比非工作面值小 摩擦面比非摩擦面值小 配合稳定 尺寸 几何 公差值小 密封性好等值小 注意与尺寸公差和几何公差的协调 小间隙配合和重载过盈配合值小 相同公差等级 轴比孔小 小尺寸比大尺寸小 特殊应按标准规定确定粗糙度值 表5 10 表5 11 课本5 7 一般情况下 40H7和 80H7相比 40H6 f5和 40H6 s5相比 哪个应选较小的表面粗糙度值 课本5 7 一般情况下 40H7和 80H7相比 40H6 f5和 40H6 s5相比 哪个应选较小的表面粗糙度值 答 40H7和 80H7相比 40H7的表面粗糙度值应小些 因为为保证表面粗糙度与尺寸相协调 尺寸小时 表面粗糙度值也要小些 40H6 f5和 40H6 s5相比 40H6 s5的表面粗糙度值应小些 因为此配合为过盈配合 而 40H6 f5为大间隙配合 为保证配合的稳定性 过盈配合的表面粗糙度值应小些 粗糙度标注举例 非配合 与轴承相配 与带轮配合 5 4表面粗糙度的检测 表面粗糙度的主要检测方法有 比较法光切法针触法干涉法 1 比较法 将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较 精度较差 多用于车间 评定表面粗糙度值较大的工件 2 光切法 利用光切原理 用双管显微镜测量 适宜测量车 铣 刨或其他类似方法加工的金属零件 主要用来测定高度参数Rz值 测量范围为Rz 0 5 80 m 峰谷之间的高度为 V 观察镜管的物镜放大倍数 接触法测量表面粗糙度的仪器很多 其中用得最多的是电动轮廓仪 主要用来测定Ra值 测量范围为Ra 0 01 10 m 3 触针法 用金刚石针尖感触微观不平度的截面轮廓的方法 测定Ra 0 025 5 m的表面 易于实现自动测量和微机数据处理 但表面易被划伤 6JA型干涉显微镜 4 干涉法 利用光波干涉原理 用干涉显微镜测量 被测表面直接参与光路 同一标准反射镜比较以光波波长来度量干涉条纹弯曲程度 适用于测量极光滑的表面 可测量Rz值 测量范围为Rz 0 05 0 8 m 特殊表面粗糙度的测量 一些复杂