公差与技术测量6

1、互换性与技术测量互换性与技术测量机械电子工程学院机械电子工程学院互换性与技术测量互换性与技术测量表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓及其检测及其检测 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量主主 要要 内内 容容一、表面粗糙度轮廓的概念一、表面粗糙度轮廓的概念二、表面粗糙度轮廓的评定二、表面粗糙度轮廓的评定三、表面粗糙度轮廓的技术要求三、表面粗糙度轮廓的技术要求四、技术要求在零件图上的标注四、技术要求在零件图上的标注 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量一 表面粗糙度的概念一一 表面粗糙度轮廓的概念表面粗糙度轮廓的概念实际加工表面实际加工表面横向实际轮廓横向实际轮廓加工纹理方向加工纹理

2、方向某一平面某一平面放大的实际表面轮廓放大的实际表面轮廓形状误差成分（波距形状误差成分（波距10mm）波纹度成分（波距波纹度成分（波距110mm）表面粗糙度成分（波距表面粗糙度成分（波距1mm） 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量1 表面粗糙度轮廓定义表面粗糙度轮廓定义2 表面粗糙度轮廓形成的原因表面粗糙度轮廓形成的原因 刀具在零件表面上留下的刀痕； 切削分裂时表面金属的塑性变形； 工艺系统中的高频振动； 刀具与被加工表面的摩擦。一一 表面粗糙度轮廓的概念表面粗糙度轮廓的概念零件加工表面微小轮廓峰零件加工表面微小轮廓峰谷的谷的高低程度高低程度和和间距状况间距状况称为表面粗糙度轮廓。

3、称为表面粗糙度轮廓。 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量对摩擦和磨损性能：对摩擦和磨损性能：表面越粗糙，抗磨损性能越差，零件寿命越低；对耐腐蚀性能：对耐腐蚀性能：粗糙的表面易造成表面锈蚀；对配合性质：对配合性质：表面粗糙度影响配合性质的稳定性；对疲劳性能：对疲劳性能：表面越粗糙，疲劳强度越低，抗疲劳性越差。3 表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响一一 表面粗糙度的概念表面粗糙度的概念零件零件放大镜放大镜表面轮廓表面轮廓 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量1 评定基准评定基准（1）取样长度和评定长度取样长度和评定长度取样长度：取样长度：评定

4、表面粗糙度的一段基准长度，用评定表面粗糙度的一段基准长度，用 lr 表示。表示。u 取样长度方向应与轮廓走向一致；取样长度方向应与轮廓走向一致；u 一般一个取样长度一般一个取样长度 lr 内，应包含内，应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷。个以上的轮廓峰和轮廓谷。评定长度：评定长度：测量和评定表面粗糙度所规定的一段最小长度，测量和评定表面粗糙度所规定的一段最小长度，用用ln表示。标准要求：表示。标准要求： ln= 5lr。二二 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定取样长度和评定长度的标准化值见附表取样长度和评定长度的标准化值见附表5-15-1 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量二二

5、表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定轮廓滤波器：轮廓滤波器：能将表面轮廓分离成长波和短波的滤波器。能将表面轮廓分离成长波和短波的滤波器。（2）轮廓滤波器的截止波长和传输带）轮廓滤波器的截止波长和传输带截止波长：截止波长：轮廓滤波轮廓滤波器能够抑制的波长，器能够抑制的波长，包括短波截止波长和包括短波截止波长和长波截止波长。长波截止波长。传输带：传输带：从短波截止从短波截止波长到长波截止波长之波长到长波截止波长之间的波长范围。间的波长范围。接触测量式表面粗糙度测量仪器：接触测量式表面粗糙度测量仪器：u 长波滤波器：截止波长为长波滤波器：截止波长为c， c lr ；u 短波滤波器：截止波长为短波

6、滤波器：截止波长为s 。u 传输带：传输带： sc 轮轮廓廓仪仪截止波长的标准化值见附表截止波长的标准化值见附表5-15-1 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量（3）最小二乘中线和算术平均中线最小二乘中线和算术平均中线最小二乘中线：最小二乘中线：在一个取样长度内，若某条直线通过轮廓且使在一个取样长度内，若某条直线通过轮廓且使轮廓上所有点到该线的距离（沿轮廓上所有点到该线的距离（沿Z坐标方向）坐标方向）zi的平方和为最小，的平方和为最小，则该直线为轮廓最小二乘中线。即：则该直线为轮廓最小二乘中线。即：min02dxzlr二二 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 互互 换换 性性

7、 与与 技技 术术 测测 量量算术平均中线：算术平均中线：在一个取样长度内，若某直线划分实际轮廓为在一个取样长度内，若某直线划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下两部分面积相等，则该直线为轮廓上、下两部分，且使上、下两部分面积相等，则该直线为轮廓的算术平均中线。即：的算术平均中线。即：niiniiFF11二二 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量2 评定参数评定参数 表面粗糙度的评定参数分为幅度（高度）参数、间距参数。表面粗糙度的评定参数分为幅度（高度）参数、间距参数。（1）幅度参数幅度参数轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRa：指在一个指

8、在一个取样长度取样长度 lr 内，轮廓上内，轮廓上各点纵坐标值各点纵坐标值y y（x x）的绝对值的算）的绝对值的算术平均值。术平均值。二二 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量轮廓最大高度轮廓最大高度RzRz：一个取样长度一个取样长度 lr 内，轮廓的最大轮廓内，轮廓的最大轮廓峰高峰高ZP和最大轮廓谷深和最大轮廓谷深ZV之和的高度。之和的高度。 说明：说明：幅度参数幅度参数（Ra、Rz）是国家标准规定必须标注的参数，是国家标准规定必须标注的参数，称为称为基本参数基本参数。对于同一表面，只需选择其中一个标注。对于同一表面，只需选择其中一个标注

9、。二二 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定ZvZpRz 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量（2）间距参数间距参数轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度在一个取样长度lr内，所有轮廓单元宽内，所有轮廓单元宽度的平均值，即：度的平均值，即：轮廓单元的宽度轮廓单元的宽度Xsi：含有一个轮廓峰和相邻一个轮廓谷的一段中线长度。含有一个轮廓峰和相邻一个轮廓谷的一段中线长度。niiXsnRSm11 说明：说明：当少数零件表面有特殊要求时，才选用间距参数，不当少数零件表面有特殊要求时，才选用间距参数，不能独立采用，故又称能独立采用，故又称附加参数附加参数。二二 表面粗糙度

10、轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量1 评定参数的选择评定参数的选择 幅度特性参数幅度特性参数Ra、Rz是基本参数，选择其中一个标出是基本参数，选择其中一个标出。 间距特性参数间距特性参数RSm是附加参数，一般不独立标出，只在幅是附加参数，一般不独立标出，只在幅度特性参数不能满足要求时，附加标出。度特性参数不能满足要求时，附加标出。 在在Ra常用数值范围（常用数值范围（0.0256.3m）内，优先选用参数）内，优先选用参数Ra；（触针式轮触针式轮廓仪测量廓仪测量） 对极光滑表面和极粗糙表面，不宜采用对极光滑表面和极粗糙表面，不宜采用Ra作为评定参数，可

11、选用作为评定参数，可选用 Rz。（干涉显微镜和光切显微镜测量干涉显微镜和光切显微镜测量）例如：例如：对耐磨性能、抗腐蚀性能等要求较高的表面可附加标注对耐磨性能、抗腐蚀性能等要求较高的表面可附加标注RSm表面粗糙度评定参数的数值见附表附表5-25-2。触针式轮廓仪触针式轮廓仪三三 表面粗糙度轮廓的技术要求表面粗糙度轮廓的技术要求 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量2 评定参数数值的选用评定参数数值的选用数值选用的总原则：数值选用的总原则：在满足功能要求的前提下尽可能选择较大较大的粗糙度数值。选用方法：选用方法：计算法、试验法、类比法类比法具体选用原则：具体选用原则： 同一零件上，工作

12、表面工作表面的表面粗糙度值应比非工作表面非工作表面小。 受循环载荷的表面受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度值要小。 在腐蚀性、密封性工况下腐蚀性、密封性工况下工作的零件，其表面粗糙度值要小。 要求配合性质配合性质稳定可靠的零件表面,粗糙度值应小些；一般地说，尺寸和几何精度要求高的表面，粗糙度数值要小 ；尺寸公差等级相同时，轴比孔的表面粗糙度值要小。 运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度值要小。 有关标准已对表面粗糙度作出相关规定的标准件或常用典型零件标准件或常用典型零件，应按相应的标准确定其表面粗糙度参数值。三三 表面粗糙

13、度轮廓的技术要求表面粗糙度轮廓的技术要求 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量加工加工方法方法 Ra 的数值（第一系列的数值（第一系列） （微米）（微米）0.0120.0250.050.100.200.400.801.603.26.312.52550100砂型铸造金属型铸造压力铸造热轧冷轧刨削钻孔镗孔绞孔绞孔滚铣端铣车外圆车端圆磨外圆磨外圆磨平面磨平面研磨研磨抛光抛光不同加工方法可能达到的表面粗糙度不同加工方法可能达到的表面粗糙度 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量 表示表面是用表示表面是用去除材料去除材料的方法的方法获得，如：车、获得，如：车、铣、刨、磨、钻、抛光、腐蚀

14、、电火花加工、气铣、刨、磨、钻、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。割等。 基本符号，仅用于简化标注，不能单独使用。基本符号，仅用于简化标注，不能单独使用。 表示表面用表示表面用不去除材料不去除材料的方法的方法获得，如：铸、获得，如：铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。 在上述三个符号的长边上均可加一小圆，表示视图在上述三个符号的长边上均可加一小圆，表示视图上上所有轮廓线表示的表面所有轮廓线表示的表面具有相同的表面粗糙度要求。具有相同的表面粗糙度要求。符号符号意义及说明意义及说明四四 技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注1 1 表面粗糙度轮廓

15、的符号表面粗糙度轮廓的符号 表示表面可用表示表面可用任何方法任何方法（去除材料或不去除材（去除材料或不去除材料等方法）料等方法）获得。获得。 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量a粗糙度粗糙度幅度参数幅度参数符号及其数符号及其数值（值（单位单位m）；）；b粗糙度粗糙度间距参数间距参数及其数值及其数值（单位单位mm）；）；c加工要求，镀覆、涂覆等表加工要求，镀覆、涂覆等表面处理方法或其他工艺要求；面处理方法或其他工艺要求；d加工纹理方向符号；加工纹理方向符号；e加工余量（加工余量（单位单位mm）；）；（1）各种表面粗糙度技术要求在符号上的标注）各种表面粗糙度技术要求在符号上的标注四四

16、技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量（2）幅度参数及其数值的标注幅度参数及其数值的标注 标注上、下限值标注上、下限值 仅标注上限值：仅标注上限值：参数符号参数符号 空格空格 极限值（极限值（m）四四 技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注 同时标注上限值和下限值：同时标注上限值和下限值：U参数符号参数符号空格空格上极限值（上极限值（m） L参数符号参数符号空格空格下极限值（下极限值（m）标注上、下限值适用的判断合格准则标注上、下限值适用的判断合格准则1616规则规则 即：即：同一评定长度范围内，所有实测值中超过规定范围值的个

17、数少于总同一评定长度范围内，所有实测值中超过规定范围值的个数少于总数的数的16%，则认为合格。这是表面粗糙度轮廓技术要求标注中的，则认为合格。这是表面粗糙度轮廓技术要求标注中的“默认规默认规则则”。 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量 标注最大限值标注最大限值 仅标注最大限值：仅标注最大限值：参数符号参数符号 空格空格 max 空格空格 极限值（极限值（m）四四 技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注标注最大限值适用的判断合格准则标注最大限值适用的判断合格准则最大规则最大规则 即：即：整个被测表面上，所有实测值皆不大于最大限值时，则认为合格。整个被测表面上，所有实测值皆不

18、大于最大限值时，则认为合格。 标注最大限值和下限值：标注最大限值和下限值： U参数符号参数符号空格空格max 空格空格最大限值最大限值（m） L参数符号参数符号空格空格下限值下限值（m）上：上：适用适用“最大规则最大规则”判断合格判断合格下：下：适用适用“16%规则规则” 判断合格判断合格 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量 取样长度、评定长度的标注取样长度、评定长度的标注 若采用默认的标准化传输带值（若采用默认的标准化传输带值（见附表见附表5-1），），则省略标注。则省略标注。四四 技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注（3）传输带和取样长度、评定长度的标注传输带和取样

19、长度、评定长度的标注 传输带的标注传输带的标注 若采用非标准化传输带值，则必须若采用非标准化传输带值，则必须在评定参数前面在评定参数前面明确标出：明确标出： 短波数值（短波数值（mm）长波数值（）长波数值（mm）/ /参数符号参数符号 空格空格 极限值极限值 若采用标准评定长度（若采用标准评定长度（即：即：ln=5lr），则省略标注。），则省略标注。 若采用非标准评定长度，则应在若采用非标准评定长度，则应在评定参数符号之后评定参数符号之后标注取样长度的个数。标注取样长度的个数。ln = 3lrln = 6lr长波为长波为标准值标准值短波为短波为标准值标准值 互互 换换 性性 与与 技技 术术

20、测测 量量（4）加工纹理方向的标注）加工纹理方向的标注四四 技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注（5）间距参数、加工方法及加工余量的标注）间距参数、加工方法及加工余量的标注 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量表面粗糙度代号一般标注在表面粗糙度代号一般标注在可见轮廓线或其延长线上可见轮廓线或其延长线上、尺尺寸界线寸界线、指引线指引线上。上。四四 技术要求在零件图上的标注技术要求在零件图上的标注可以标注在特征尺寸的尺寸线上，或标注在公差框格的上方。可以标注在特征尺寸的尺寸线上，或标注在公差框格的上方。2 表面粗糙度代号在图样上的一般标注表面粗糙度代号在图样上的一般标注 互互 换换 性性 与与 技技 术术 测测 量量当标注在轮廓线或其延长线上时，表面粗糙度符号的尖端必当标注在轮廓线或其延长线上时，表面粗糙度符号的尖端必须须从材料外指向表面从材料外指向表面。在同一图样上，在同一图样上，同一表面一般只标注一次，同一表面一般只标注一次，不能重复标注。不能重复标注。标注不同位置的表面时，标注不同位置的表面时，代号应作相应旋转，代号应作相应旋转，符号及数值的符号及数值的书写应与尺寸书写方向一致。书写应与尺寸书写方向一致