E-表面粗糙度

1、2021-12-51第四章第四章 表面粗糙度表面粗糙度roughness of surface 2021-12-52章节提纲章节提纲q 概述概述q 表面粗糙度的表面粗糙度的评定评定 q 表面粗糙度的表面粗糙度的标注标注q 表面粗糙度的表面粗糙度的选用选用q 表面粗糙度的表面粗糙度的测量测量2021-12-534.14.1、概述概述q 一、什么是表面粗糙度？一、什么是表面粗糙度？造成零件表面的凹凸不平，形成微观几何形状误差造成零件表面的凹凸不平，形成微观几何形状误差的较小间距的峰谷（通常波距小于的较小间距的峰谷（通常波距小于1mm）波距波距10mm2021-12-54二、二、表面粗糙度对机械零件

2、使用性能的影响表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 零件越粗糙，摩擦系数就越大，零件磨损越快零件越粗糙，摩擦系数就越大，零件磨损越快 间隙配合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，间隙增大间隙配合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，间隙增大过盈配合，轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效过盈减小过盈配合，轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效过盈减小2021-12-55表面粗糙度的国家标准表面粗糙度的国家标准GB/T3505GB/T35052000 2000 （GB3505GB35058383） 表面粗表面粗糙度糙度术语、表面及其参数术语、表面及其参数GB/T1031GB/T103119951995

3、表面粗糙度参数及其数值表面粗糙度参数及其数值GB/T131GB/机械制图表面粗糙度符号、机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法代号及其注法2021-12-564.24.2、表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定q 一、基本术语一、基本术语t轮廓滤波器轮廓滤波器：将轮廓分为长波和短波成分的滤波器：将轮廓分为长波和短波成分的滤波器t 滤波器滤波器：确定粗糙度和波纹度成分之间相交界限：确定粗糙度和波纹度成分之间相交界限t取样长度取样长度lr：测量或评定表面粗糙度时所规定的一段测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，至少包含基准线长度，至少包含5个以上轮廓峰和谷个以上轮廓峰和谷

4、t表面越粗糙，取样长度越大，因为表面越粗糙，波表面越粗糙，取样长度越大，因为表面越粗糙，波距也越大，较大的取样长度才能反映一定数量的微距也越大，较大的取样长度才能反映一定数量的微量高低不平的痕迹量高低不平的痕迹 c2021-12-574.24.2、表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定q 一、基本术语一、基本术语t评定长度评定长度ln：评定表面轮廓所必需的一段长度评定表面轮廓所必需的一段长度ln=5 lr 标准长度标准长度如果评定长度等于标准长度（如果评定长度等于标准长度（5lr）,则无需再表面粗糙度代号中表明；则无需再表面粗糙度代号中表明；如被测表面均匀性比较好，可选如被测表面均匀性比较好，可选l

5、nlr 2021-12-584.24.2、表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定q 一、基本术语一、基本术语t轮廓中线：轮廓中线：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线t轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线：在取样长度内，使轮廓线上各在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距点轮廓偏距Z Zi i的平方和为最小的线的平方和为最小的线t轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓：在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线轮廓偏距的测量方向轮廓偏距的测量方向lridxZ02在轮廓图形上确定最小二乘中

6、线比较困难，可用轮廓算术平均线代替，通常用目测估计确在轮廓图形上确定最小二乘中线比较困难，可用轮廓算术平均线代替，通常用目测估计确定定2021-12-59二、评定参数（幅度、间距、形状）二、评定参数（幅度、间距、形状）u评定轮廓的算术平均偏差评定轮廓的算术平均偏差R Ra a基本参数基本参数(幅度参数幅度参数)u 轮廓的最大高度轮廓的最大高度R Rz z在一个取样长度内在一个取样长度内, ,纵坐标纵坐标Z Z( (x x) )绝绝对值的算术平均值对值的算术平均值dxxZlrRalr0)(1niiZnRa11在一个取样长度内在一个取样长度内, ,最大轮廓峰高最大轮廓峰高ZpZp和最大轮廓谷深和最

7、大轮廓谷深ZvZv之和的高度之和的高度ZvZpRz2021-12-510二、评定参数二、评定参数RzRa幅度参数幅度参数(Ra,Rz)是标准规定必须标注的参数（二者只需取其一），是标准规定必须标注的参数（二者只需取其一），所以称为基本参数所以称为基本参数2021-12-511L=取样长度取样长度 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRaRa= y(x) dx1L0LRa= yi1Li=1n 近似为近似为:YX表面轮廓表面轮廓Ra2021-12-5122. 2. 轮廓最大高度轮廓最大高度RzL L= =取样长度取样长度RpRzRmYXRp-最大轮廓峰高最大轮廓峰高Rm-最大轮廓谷深最大轮廓谷深R

8、z = Rp + Rm2021-12-513miiXsmRSm11轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSmRSm：在一个取样在一个取样长度内长度内, ,轮廓单元宽度轮廓单元宽度XsXs的平均值的平均值二、评定参数二、评定参数u间距参数间距参数u混合参数混合参数( (形状参数形状参数) )附加参数附加参数轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率RmrRmr( (c c) ) ：在给：在给定水平位置定水平位置C C上轮廓的实体材料长上轮廓的实体材料长度度Ml( (c c) )与评定长度的比率与评定长度的比率lncMlcRmr)()(C2021-12-514三、评定参数的数值规定三、评定参数的数值规定q表

9、面粗糙度的参数值已经标准化，设计时表面粗糙度的参数值已经标准化，设计时应按国家标准应按国家标准GB/T 1030-1995GB/T 1030-1995表面粗糙表面粗糙度参数及其数值规定的参数值系列选取度参数及其数值规定的参数值系列选取 q表表4.14.1，4.24.2给出了幅度参数值，表给出了幅度参数值，表4.34.3给出给出了间距参数值，表了间距参数值，表4.44.4给出了混合参数值给出了混合参数值（p111p111） q在一般情况下测量在一般情况下测量RaRa和和RzRz时，推荐按表时，推荐按表4.54.5选用对应的取样长度及评定长度值选用对应的取样长度及评定长度值 2021-12-515

10、4.34.3、表面粗糙度表面粗糙度的的标注标注 q 基本符号，表示表面可用任何方法获得基本符号，表示表面可用任何方法获得基本符号加一短线，表示基本符号加一短线，表示表面是用去除表面是用去除材料的方法获得材料的方法获得。如车、铣、钻、磨等。如车、铣、钻、磨等基本符号加一小圆，表示基本符号加一小圆，表示表面是用不去表面是用不去除材料的方法获得除材料的方法获得。如铸、锻、冲压变。如铸、锻、冲压变形、热轧等形、热轧等或用于保持原供应状况的表面或用于保持原供应状况的表面2021-12-5164.34.3、表面粗糙度表面粗糙度的的标注标注 q 长边上可加一横线，用于长边上可加一横线，用于标注有关参数和说明

11、标注有关参数和说明在上述三个符号上均可加在上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表面具一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求有相同的表面粗糙度要求2021-12-517二、表面粗糙度的代号及其注法二、表面粗糙度的代号及其注法 见课本见课本P132 a b cdeRzmax 3.2用任何方法获得的表面粗糙用任何方法获得的表面粗糙度，度，Rz的的最大值最大值为为3.2m所有实测值不得超过所有实测值不得超过3.2m用去除材料方法获得的表面粗用去除材料方法获得的表面粗糙度，糙度，Ra的的上限值上限值为为3.2m允许所有实测值中超过允许所有实测值中超过3.2m的的个数少于总数的个数少于总数的16%R

12、a 3.22021-12-518二、表面粗糙度的代号及其注法二、表面粗糙度的代号及其注法 U Rz 3.2L Rz 1.6Ramax 3.2Ramin 1.6Ra 3.2Rz 12.52021-12-519二、表面粗糙度的代号及其注法二、表面粗糙度的代号及其注法 Rmr(c)70%min,c50%RSm0.05间距参数（间距参数（Rsm）上限值为）上限值为0.05RSm0.05maxRsm最大值为最大值为0.05水平截距水平截距c在在Rz的的50%位置上，位置上，Rmr(c)的最小值为的最小值为70%2021-12-520二、表面粗糙度的代号及其注法二、表面粗糙度的代号及其注法Ra 3.2铣铣

13、Ra 3.2(7)加工总余量为加工总余量为7mm加工纹理方向沿垂直方向加工纹理方向沿垂直方向2021-12-521加工纹理方向的符号加工纹理方向的符号 P1342021-12-522表面粗糙度图样上的标注方法表面粗糙度图样上的标注方法n一般注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线、引出一般注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上线或它们的延长线上n尖端必须尖端必须从材料外指向表面从材料外指向表面n每一表面只标注一次每一表面只标注一次，并尽可能靠近有关的尺寸，并尽可能靠近有关的尺寸线线n当零件所有表面具有相同的表面粗糙度时，可在当零件所有表面具有相同的表面粗糙度时，可在图样的右上角图样的

14、右上角统一标注统一标注，其符号、代号和文字说，其符号、代号和文字说明的高度是其他表面所注代号和文字的明的高度是其他表面所注代号和文字的1.4倍倍2021-12-523表面粗糙度图样上的标注方法表面粗糙度图样上的标注方法2021-12-524注在轮廓注在轮廓线的延长线的延长线上线上注在尺寸界线上注在尺寸界线上注在可见注在可见轮廓线上轮廓线上注在尺寸界线的注在尺寸界线的延长线上上延长线上上 表面粗糙度在图样上的标注方法表面粗糙度在图样上的标注方法2021-12-5253.23.23.23.23.23.23.23.23.23.2303.23.230 在不同方向的表面上标注时，代号中的数在不同方向的表

15、面上标注时，代号中的数 字及符号的方向必须下图的规定标注。字及符号的方向必须下图的规定标注。2021-12-526符号的尖端必须符号的尖端必须从从材料外指向表面材料外指向表面。3.26.31.63.26.36.33.23.23.22452021-12-527 齿轮、花键表面粗糙度的标注齿轮、花键表面粗糙度的标注2021-12-5284.44.4、表面粗糙度表面粗糙度的的选用选用 A 评定参数的选择评定参数的选择A 参数值的选择参数值的选择2021-12-529一、评定参数的选用一、评定参数的选用 q 一般情况下可以从幅度参数一般情况下可以从幅度参数RaRa和和RzRz中任选一个中任选一个q 但

16、在常用值范围内（但在常用值范围内（RaRa为为0.0250.0256.36.3mm），），优优先选用先选用RaRaq 粗糙度要求特别高或特别低（粗糙度要求特别高或特别低（RaRa0.025m6.3m6.3m）时，选用时，选用RzRzq RzRz用于测量部位小、峰谷小或有疲劳强度要求用于测量部位小、峰谷小或有疲劳强度要求的零件表面的评定的零件表面的评定2021-12-530一、评定参数的选用一、评定参数的选用 q 只有当幅度参数不能满足表面的功能要求时，只有当幅度参数不能满足表面的功能要求时，才选取附加参数作为附加项目才选取附加参数作为附加项目q RSmRSm主要在对涂漆性能冲压成形时抗裂纹、主

17、要在对涂漆性能冲压成形时抗裂纹、抗震、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要抗震、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要求时选用求时选用q RmrRmr（c c）主要在耐磨性、接触刚度要求较高等主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合附加选用场合附加选用 2021-12-531二、参数值的选用二、参数值的选用 q 选用原则选用原则v 满足功能要求满足功能要求v 其次考虑经济性及工艺的可能性其次考虑经济性及工艺的可能性q 在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能可能大大些（除些（除RmrRmr（c c）外）外）q 具体设计时，多采用经验统计资料，用具体设计时，多采

18、用经验统计资料，用类比法类比法来选用（来选用（p165p165）2021-12-532类比法选择参数值时应注意类比法选择参数值时应注意 1)1)同一零件上，同一零件上，工作表面粗糙度工作表面粗糙度值小于非工作表面值小于非工作表面 2)2)摩擦表面粗糙度摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面值小于非摩擦表面 3)3)运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢质零件圆角、沟槽处、应有钢质零件圆角、沟槽处、应有较小较小的粗糙度的粗糙度 4)4)配合性质要求高配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受的配合表面，如小间隙的配合表面，受重载荷作用的过

19、盈配合表面，都应有重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小较小的表面粗糙度的表面粗糙度 5)5)尺寸精度要求高尺寸精度要求高时，参数值应相应地取得时，参数值应相应地取得小小 6)6)要求要求防腐蚀防腐蚀、密封性能好或外表美观的表面粗糙度要求、密封性能好或外表美观的表面粗糙度要求比较高比较高 7)7)凡凡有关标准有关标准已对表面粗糙度要求作出规定，则按该标准已对表面粗糙度要求作出规定，则按该标准确定表面粗糙度参数值确定表面粗糙度参数值 2021-12-533类比法选择参数值时应注意类比法选择参数值时应注意 q尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度值尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度值也小，它们之

20、间有一定的对应关系也小，它们之间有一定的对应关系qT T：形状公差值；形状公差值；ITIT：尺寸公差值尺寸公差值uT T0.6IT,0.6IT,则则RaRa0.05IT;0.05IT;RzRz0.2IT0.2ITuT T0.4IT,0.4IT,则则RaRa0.025IT;0.025IT;RzRz0.1IT0.1ITuT T0.25IT,0.25IT,则则RaRa0.012IT;0.012IT;RzRz0.05IT0.05ITuT T0.25IT,0.25IT,则则RaRa0.0150.015T T; ;RzRz0.60.6T T2021-12-534表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例

21、表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例2021-12-535表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例2021-12-536轴和孔的表面粗糙度参数推荐值轴和孔的表面粗糙度参数推荐值2021-12-537轴和孔的表面粗糙度参数推荐值轴和孔的表面粗糙度参数推荐值2021-12-5384.54.5、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量n比较法比较法n光切法光切法n针描法针描法n干涉法干涉法n激光反射法激光反射法n三维几何表面测量三维几何表面测量2021-12-5391 1、比较法比较法q 被测表面被测表面与与已知其评定参数值的已知其评定参数值的粗糙度粗

22、糙度样板相比较样板相比较q 借助于放大镜、比较显微镜进行比较，借助于放大镜、比较显微镜进行比较，提高检测精度提高检测精度q 比较样板的选择应使其材料、形状和加比较样板的选择应使其材料、形状和加工方法与被测工件尽量相同工方法与被测工件尽量相同简单实用，适合于车间条件下判断较粗糙的表面简单实用，适合于车间条件下判断较粗糙的表面2021-12-5402 2、光切法光切法q 利用利用“光切原理光切原理”测量表面粗糙度的方测量表面粗糙度的方法法光切显微镜（双管显微镜），测量范围光切显微镜（双管显微镜），测量范围RzRz为为0.8800.880mm2021-12-5413 3、针描法针描法q 利用仪器的触针在被测表面上