第五章 表面粗糙度

第5章表面粗糙度，例如，5.1表面结构，概念：零件表面误差的三个轮廓分量通常除以波距。波距小于1毫米的属于表面粗糙度，波距在1-10毫米的属于表面波纹度，波距大于10毫米的属于形状误差，如图5-1所示。5.1概述，5.1.1表面粗糙度，宏观几何表面粗糙度，几何误差，10毫米，1毫米10毫米，1毫米，表面粗糙度：由零件加工表面上的小间距和小峰谷形成的微观几何误差。表面粗糙度越小，表面越光滑。5.1、概述，表面粗糙度直接影响产品质量，对零件表面的许多功能有影响。其主要表现为：1 .对磨损的影响：表面越粗糙，摩擦阻力越大，零件磨损越快。2.对配合的影响：粗糙的表面会松开零件的配合。间隙配合的间隙增加，过盈配合的连接强度降低。3.对疲劳强度的影响：粗糙表面容易在山谷中产生应力集中，降低零件的疲劳强度(在交变载荷作用下)。4.对耐腐蚀性的影响：粗糙的表面容易使腐蚀性物质附着在微观的凹陷处并渗透到零件的内层，从而加剧电化学腐蚀。为了保证零件的适用性和互换性，在零件的几何精度设计中必须提出合理的表面粗糙度要求。5.1.2表面粗糙度对零件使用性能的影响，5.2表面结构评价标准，1。采样长度(lr)采样长度是在X轴方向上的长度，用于识别评估轮廓的不规则特征。(图5-3)国家标准中规定的取样长度lr见表5-1。2.评估长度(ln)用于判断评估轮廓在X轴方向上的长度。它可以包括一个或几个采样长度(如图5-3所示)和5.2表面粗糙度评估。在测量和评估表面粗糙度时，必须首先确定评估对象：实际轮廓是指平面与实际表面相交的轮廓线，它分为水平和垂直实际轮廓。除非另有说明，它通常指横向上的实际轮廓，即垂直于加工纹理方向的轮廓。测量和评估表面粗糙度时，还需要确定取样长度、评估长度和基线评估参数。5.2.1评估标准，取样长度()用于确定具有表面粗糙度特征的参考线的长度。X轴的方向与轮廓的总体方向一致，通常应包括5个以上的峰和谷。5.2表面粗糙度的评估，评估长度(ln)评估长度指评估轮廓所需的长度。可以包括一个或几个样本长度。一般取Ln=5l。中线，5.3，3。中线是指具有几何轮廓形状和轮廓划分的基线中线。有两种中线：等高线的最小二乘中线在采样长度内，因此等高线上每个点的坐标值Z(x)的平方和最小，如图5-3所示。(2)等高线的算术平均中线在采样长度内，与等高线趋势一致，将实际等高线分为上下两部分，并以相等的上下面积作为基线(如图5-3所示)，即=、=、5.2表面粗糙度评价、3。基线是指用于评估表面粗糙度参数(也称为轮廓中线)的值，轮廓中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的参考线，1)轮廓最小二乘中线2)轮廓算术平均中线，轮廓中线，5.2表面粗糙度评估，3 .参考线，1)轮廓最小二乘中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的参考线，在采样长度上，使轮廓线上各点轮廓偏移伊的平方和最小。轮廓算术平均中心线是指具有几何轮廓形状的参考线，它与采样长度内的轮廓趋势一致，并将实际轮廓分成面积相等的上下两部分。等高线的振幅参数，1)取样长度内等高线的算术平均偏差ra和经度绝对值的算术平均rz= ZP ZV 公式(5-2):ZP剖面的最大峰高；ZV轮廓的最大谷深和高度参数是评价表面粗糙度的基本参数，但仅高度参数不能完全反映零件表面粗糙度的特征，如粗糙度密度和粗糙度轮廓形状。因此，国家标准还规定了两个间距参数和一个混合参数。当振幅参数不能完全表达零件表面功能的要求时，可以根据需要进行额外的选择。5.2.2评估参数和数值规定。为了充分反映表面粗糙度对零件使用性能的影响，国家标准从表面微观几何形状高度、间距和形状三个方面规定了六个评价参数，其中高度特征参数是主要参数。1.高度特征参数1)轮廓的算术平均偏差Ra是采样长度内从轮廓上的每个点到轮廓中心线的距离yi的绝对值的算术平均值。如图所示，Ra能充分反映表面微观几何高度的特征，是一个常用的评价参数。测得的Ra值越大，表面越粗糙。5.2.2评价参数和数值规定，2)微观不均匀性十点高度Rz的取样长度内五个最大轮廓峰高的平均值和五个最大轮廓谷深的平均值之和。如图所示，由于Rz仅在十点钟测量，因此反射高度的特性不如Ra充分。然而，它易于在光学仪器上测量，并且解决方案简单，因此它还使用了更多的评估参数。5.2.2评价参数和数值规定，等高线顶线是指平行于基准线并通过取样长度内等高线最高点的线。等高线槽线是指平行于参考线并穿过取样长度内等高线最低点的线。5.2.2评估参数和数值规定，以及3)最大轮廓高度(Ry)是指采样长度内轮廓的峰值线和轮廓的底部线之间的距离。Ry=ypmax ypmin，其中：ypmax轮廓最大峰值高度；Ypmin等高线最大山谷深度。_ _ _，paRameter Ry反映的表面粗糙度高度的特征更不充分，但它可以与ra或RZ结合使用，以控制不允许显示深加工痕迹的表面，并且通常标记在易于产生应力集中的工作表面上。评估参数Ry较不全面地反映了表面粗糙度高度的特征，但它可以与Ra或RZ结合使用，以控制不允许显示深加工痕迹的表面。它通常被标记在易于产生应力集中的工作表面上。2.轮廓元素的平均宽度RSm，它是轮廓峰和轮廓谷的组合。轮廓单元的平均宽度是指采样长度内轮廓单元的宽度XS的平均值。如图5-6所示，RSm=Xsi(5-3)RSm是评估轮廓的间距参数。值越小，轮廓表面越细，密封性能越好。5.2.2评估参数和数值规定2.3间距特性和形状特性参数的附加参数 1)轮廓微观粗糙度的平均间距(Sm)样本长度内轮廓微观粗糙度的平均间距Smi。如图5.2.2评价参数和数值规定，2)剖面的平均单峰距离s在取样长度内，剖面的平均单峰距离Si，如图5.2评价表面粗糙度、形状特征参数、 3)通过平行于中线切割轮廓获得的截面线长度bi和轮廓与采样长度的比值被称为轮廓的截面线长度bi的比值，其由公式表示，在三个附加参数中，Sm和s属于间距参数，tp属于形状特征参数3。 评价参数(自学内容)的数值调节，tp对应于不同的水平截距c，3给出。型材支撑长度比Rmr(c)，型材支撑长度比指给定水平位置c下型材固体材料长度Ml(c)与评估长度之比，由公式rmr (c)=(5-4) ml (c)=ml1ml2表示.RY可以与Ra或RZ组合，但Ra和RZ不能组合。国家标准建议当ra为0.025 6.3 m或RZ为0.1 25 m时，以参数Ra为佳。当Ra为6.3-100 m或RZ为25-400 m，Ra为0.008-0.020 m或RZ为0.032-0.08 m时，优选参数RZ。当测量表面很小时(小于一个采样长度)，选择参数RY。为了防止零件表面的应力集中，在控制零件表面微裂纹的深度时，可以首先使用参数RY，或者可以同时选择参数ra和RY或参数RZ和RY。对于一些有要求的重要零件(疲劳强度和接触刚度)，可以增加初始参数S和SM。对于要求较高支撑刚度和耐磨性的表面，参数tp。2。评价参数值的选择应遵循以下原则：(1)同一零件的工作面应小于非工作面的粗糙度参数值；(2)摩擦面应小于非摩擦面，滚动摩擦面应小于滑动摩擦面的粗糙度参数值；(3)在交变载荷作用下，易引起应力集中的表面粗糙度参数值应较小；(4)要求匹配性能稳定可靠的零件表面粗糙度参数值应较小。当匹配性质相同时，小尺寸匹配表面的粗糙度参数值应小于大尺寸匹配表面的粗糙度参数值。(5)对耐腐蚀性、密封性和美观性要求较高的表面粗糙度参数值应较小；(6)相关标准规定了表面粗糙度要求(如轨距、齿轮、与滚动轴承配合的轴颈、壳体孔等)。)，应按规定先取粗糙度参数值；(7)尺寸公差、形状公差和表面粗糙度之间没有明确的函数关系。3)类比法，2)选择表面粗糙度评价参数值，以及(1)同一零件的工作表面粗糙度值小于非工作表面粗糙度值。(2)摩擦面的表面粗糙度小于非摩擦面，滚动摩擦面的表面粗糙度小于滑动摩擦面的表面粗糙度。(3)运动速度快、单位面积压力大、交变载荷大的零件，以及最容易产生应力集中的零件(如沟槽、圆角、肩部等)的表面粗糙度值。)应更小。(4)对于要求高的表面，表面粗糙度值应较小。(5)对于耐腐蚀性和密封性要求高的表面，表面粗糙度值应较小；(6)匹配零件表面的粗糙度应与尺寸公差和形位公差的数值相协调；一般应满足以下要求：尺寸公差形位公差表面粗糙度，表5-6加工纹理方向符号，(1)a位表面结构的单一要求；(2)位置A和B标有两个或多个表面结构要求；(3)标记位置c的加工方法，如车削、铣削、磨削、电镀等加工方法；(4)位置D表示表面纹理的方向，如“=”、“X”和“M”，如表5-6所示；(5)在位置E标记加工余量。标记时，以“mm”给出数值。5.3.2表面粗糙度的标记。图5-13至5-16是表面结构的完整图形符号的标记示例。图5-13加工工艺和表面结构要求的标记，图5-14电镀和表面结构要求的标记，图5-16代表成品零件的图纸中加工余量(所有表面均为3毫米加工余量)的标记，图5-15垂直于视图所在投影面的表面纹理方向的标记，以及图5.4图纸和其他技术产品文件中表面结构要求的标记。图5-17表面结构要求在轮廓线上标注，图5-18表面结构要求用引导线标注，图5-19表面结构要求在尺寸线上标注，图5-20表面结构要求在形状和位置公差框上标注，图5-21大多数表面都有简化的标注方法，具有相同的表面结构要求，图5-22当绘图空间有限时简化的标注方法，图5-23简化如表5-7和表2所示。表面粗糙度代码及其标注。如果需要标记RSm和tp值来标记间距和形状特征参数，则应在长边的水平线下标注它们的符号，并将值写在代码后面。2。标注时高度特征参数的规定，表面粗糙度、取样长度和评价长度的其他标注要求都标注在符号长边的水平线下。如果需要根据规定的加工方法获得一定的表面粗糙度，可以用文字标注。如果需要标注加工余量，可以在指定位置添加余量值。如果需要控制表面处理的纹理方向，可以在指定位置添加纹理方向符号。2。表面粗糙度代码及其标注。当待指示的加工表面对表面特征有其他要求时，一些必要项目的表面特征应标记在表面粗糙度符号的相应位置。5.3.2表面粗糙度的标记，3。在图纸上标记表面粗糙度，规定表面粗糙度符号和代码通常标记在可见轮廓线、延长线、引出线或其延长线上。符号的尖端必须从材料外部指向表面。5.4表面粗糙度的测量，5.4.1比较法(适用于表面粗糙度要求较低的零件)比较法是将测量表面与已知评价参数值的表面粗糙度标准模板直接比较，以估计测量表面粗糙度。5