第5章++表面粗糙度与测量

1、 一、表面粗糙度形成一、表面粗糙度形成 主要是由于加工过程中刀具间的摩擦、切削主要是由于加工过程中刀具间的摩擦、切削 时工件表面层金属的塑性变形等因素造成的。时工件表面层金属的塑性变形等因素造成的。 表面波度：指加工表面周期性出现的不均匀性。表面波度：指加工表面周期性出现的不均匀性。 波峰之间或波谷之间有一个比较大的基本长度。波峰之间或波谷之间有一个比较大的基本长度。 第一节第一节 概概 述述 表面实 际轮廓 表面粗 糙度 表面 波度 形状 误差 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 1对摩擦和磨损的影响对摩擦和磨损的影响 2对配合性质的影响对配合性质的影响 3

2、对零件强度的影响对零件强度的影响 4对耐腐蚀性的影响对耐腐蚀性的影响 5对结合面密封性的影响对结合面密封性的影响 第二节第二节 表面粗糙度的评定标准表面粗糙度的评定标准 一、基本术语与定义一、基本术语与定义 1 1实际轮廓实际轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓线为实际轮廓。平面与实际表面相交所得的轮廓线为实际轮廓。 （分为横向轮廓和纵向轮廓） 横向实际轮廓横向实际轮廓 : : 垂直于表面加工纹理的平面与垂直于表面加工纹理的平面与 表面相交所得的轮廓线表面相交所得的轮廓线. . 纵向实际轮廓纵向实际轮廓 ：平行于表面加工纹理的平：平行于表面加工纹理的平 面与表面相交所得的轮廓线。面与表面相交所得

3、的轮廓线。 2 2取样长度取样长度L L 取样长度：测量或评定表面粗糙度时所规取样长度：测量或评定表面粗糙度时所规 定的一段基准线长度。定的一段基准线长度。 3 3评定长度评定长度L Ln n 评定长度：指在评定轮廓表面所必须的一段长度。评定长度：指在评定轮廓表面所必须的一段长度。 （即评定表面粗糙度参数值的一段长度）它可包（即评定表面粗糙度参数值的一段长度）它可包 括一个或几个取样长度。括一个或几个取样长度。 4 4轮廓中线轮廓中线 评定表面粗糙度参数值大小的一条参评定表面粗糙度参数值大小的一条参 考线。（考线。（轮廓中线的几何形状与工件表面几何轮廓中线的几何形状与工件表面几何 轮廓的走向一

4、致）轮廓的走向一致） 二、表面粗糙度的评定参数及应用二、表面粗糙度的评定参数及应用 （一）高度特性参数：（一）高度特性参数： 1 1轮廓最大高度轮廓最大高度R Ry y 在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷线之间在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷线之间 的距离。的距离。 2 2微观不平度十点高度微观不平度十点高度R Rz z 在取样长度在取样长度l l内，被测轮廓上内，被测轮廓上5 5个最大轮廓峰个最大轮廓峰 高高y ypi pi的平均值和的平均值和5 5个最大轮廓谷深个最大轮廓谷深y yvi vi的平均值的平均值 之和。之和。 5 11 )( 5 1 i n i vipiz yyR 3 3轮廓算术平均

5、偏差轮廓算术平均偏差R Ra a 在取样长度内，轮廓上各点至基准线的距离在取样长度内，轮廓上各点至基准线的距离 yi yi的绝对值的算术平均值。的绝对值的算术平均值。 （二）与间距特征、形状特征有关的参数（二）与间距特征、形状特征有关的参数 。 1 1间距特征参数间距特征参数S Sm m （1 1）轮廓微观不平度的平均间距）轮廓微观不平度的平均间距S Sm m （2 2）轮廓单峰间距平均间距）轮廓单峰间距平均间距S S n i mim S n S 1 1 n i i S n S 1 1 2 2形状特征参数：形状特征参数：轮廓形状特征参数用轮廓轮廓形状特征参数用轮廓 支承长度率支承长度率t tp

6、 p表示。表示。 n i ip b 1 n i ip b 1 n i ip b 1 第三节第三节 表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注 一、表面粗糙度符号一、表面粗糙度符号 若零件表面仅需要加工，但对表面粗糙度的其它若零件表面仅需要加工，但对表面粗糙度的其它 规定没有要求时，可只标注表面粗糙度符号。规定没有要求时，可只标注表面粗糙度符号。 二、表面粗糙度代号二、表面粗糙度代号 图样上标注的表面粗糙度代号，是表示图样上标注的表面粗糙度代号，是表示 该表面完工后的要求，标准规定，图样该表面完工后的要求，标准规定，图样 上必须注出主要参数值和取样长度两项上必须注出主要参数值和取样长度两项 基本要求。基本

7、要求。 4-14加工方法的标注示例 附加参数的标注 表面粗糙度符号 中的标注位置 加工余量的标注 取样长度的 标注 加工纹理方向符 号标注 三、表面粗糙度代（符）号在图样上的标注三、表面粗糙度代（符）号在图样上的标注 图样上表面粗糙度代（符）号一般标注在可见轮图样上表面粗糙度代（符）号一般标注在可见轮 廓线、尺寸界线引出线或它们的延长线上。对于廓线、尺寸界线引出线或它们的延长线上。对于 镀涂表面可注在表示线上。镀涂表面可注在表示线上。 同一图上每一表面一般只标注一次符号、代号，同一图上每一表面一般只标注一次符号、代号， 并尽可能靠近有关的尺寸线，位置狭小或不便标并尽可能靠近有关的尺寸线，位置狭

8、小或不便标 注时，符号、代号可引出标注。注时，符号、代号可引出标注。 当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要 求时，右上角统一标注。求时，右上角统一标注。 当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求 时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一 注在图样的右上角，并加注注在图样的右上角，并加注“其余其余”两字。两字。 为了简化标注方向，或者标注位置受到限为了简化标注方向，或者标注位置受到限 制时，可标注简化代号。制时，可标注简化代号。 同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，须用细同

9、一表面上有不同的表面粗糙度要求时，须用细 实线画出其分界线，应注出相应的表面粗糙度代实线画出其分界线，应注出相应的表面粗糙度代 号和尺寸。号和尺寸。 齿轮、蜗轮、渐开线花键等没有画出齿形时，其齿轮、蜗轮、渐开线花键等没有画出齿形时，其 表面粗糙度代号，可标在节圆。表面粗糙度代号，可标在节圆。 4-4 表面粗糙度的选择 表面粗糙度的选择表面粗糙度的选择:主要是评定参数的选择和参主要是评定参数的选择和参 数值的选择。数值的选择。 1 1在常用参数值范围内在常用参数值范围内R Ra a0.0256.30.0256.3 m m；R Rz z 0.12.50.12.5 m m，推荐优先选用，推荐优先选用

10、R Ra a参数。参数。 2 2超精加工表面的表面粗糙度，适合用在光学超精加工表面的表面粗糙度，适合用在光学 仪器上测量，可选仪器上测量，可选R Rz z参数。参数。 3 3对于小表面零件和圆表面则选对于小表面零件和圆表面则选R Ry y参数（如：参数（如： 顶尖、刀刃、手表零件和轴承滚道、钢球等）顶尖、刀刃、手表零件和轴承滚道、钢球等） 则选则选RyRy的值的值. .。 一、高度参数的选择 二、评定参数的选用原则二、评定参数的选用原则 1、在满足功能要求的前提下，尽量选择较大 的表面粗糙度参数值。 2、同一零件上，工作表面的参数值应小于 非工作表面粗糙度参数值。 3、摩擦表面比非摩擦表面参数

11、值要小，滚 动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度数值 要小。 4、运动速度高、单位面积压力大的表面， 受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽表 面粗糙度数值要小。 5 5、配合精度要求高的配合表面，受重载荷、配合精度要求高的配合表面，受重载荷 作用的过盈配合作用的过盈配合表面粗糙度数值要小。 6、配合零件的表面粗糙度应与尺寸及形状 公差相协调，一般来讲尺寸与形状公差 要求愈严，粗糙度要求也就愈严。 7、同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸， 轴比孔的粗糙度值要小。 8、凡有关标准已对表面粗糙度要求做出了 规定，则应该按标准确定表面粗糙度参 数值。 一、比较法一、比较法 比较法是指被测表面与标有一定高度参

12、数比较法是指被测表面与标有一定高度参数 的粗糙度样块相比较来确定粗糙度参数的的粗糙度样块相比较来确定粗糙度参数的 一种方法。一种方法。 表面粗糙度常用的测量方法有：比 较法、光切法、干涉法和感触法。 特点：测量简便，易操作，适用于车间现特点：测量简便，易操作，适用于车间现 场使用，常用于评定中等或较粗糙的表面。场使用，常用于评定中等或较粗糙的表面。 二、光切法：光切法是二、光切法：光切法是 利用光切原理测量表利用光切原理测量表 面粗糙度的一种方法。面粗糙度的一种方法。 光切显微镜主要用来测光切显微镜主要用来测 定高参数定高参数Rz和和Ry值，测值，测 量范围一般为量范围一般为 Rz=0.880微米微米. 三、干涉法三、干涉法 利用光波干涉原理测量表面粗糙度的方法利用光波干涉原理测量表面粗糙度的方法 干涉法主要用来测量表面粗糙度的干涉法主要用来测量表面粗糙度的Rz和和Ry 参数，测量范围一般参数，测量范围一般Rz=0.050.8微米微米. 四、感触法四、感触法 感触法