第五章 表面粗糙度轮廓及其检测 _新

1、第五章第五章 表面粗糙度轮廓及其检测表面粗糙度轮廓及其检测u目的要求：目的要求： 通过本章的学习掌握表面粗糙度的标注及计算方通过本章的学习掌握表面粗糙度的标注及计算方法，理解与尺寸和形位精度的相互关系。法，理解与尺寸和形位精度的相互关系。 u重点：重点： 1 1、表面粗糙度的高度特征参数的意义及计算方法；、表面粗糙度的高度特征参数的意义及计算方法； 2 2、表面粗糙度评定参数的选择；、表面粗糙度评定参数的选择； 3 3、表面粗糙度的符号及标注方法；、表面粗糙度的符号及标注方法； 4 4、表面粗糙度的检测；、表面粗糙度的检测；u难点：难点： 表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测 第一节第一节 表面粗

2、糙度轮廓的基本概念表面粗糙度轮廓的基本概念一、表面粗糙度轮廓的概念一、表面粗糙度轮廓的概念 1、表面粗糙度轮廓：指加工表面上具有的较小间距和峰、谷所组成的微观几何形状误差.粗糙度：10mm 2、表面粗糙度轮廓形成的原因： 1）加工过程中的刀痕 2）切屑分离时的塑性变形 3）刀具与已加工表面间的摩擦 4）工艺系统的高频振动3、表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响v对摩擦和磨损的影响：表面越粗糙，摩擦阻力越大，磨损越快，耐磨性越差，但过分光滑，反而增加摩擦磨损。零件应规定合理的表面粗糙度。左图：有相对运动时，两表面的凸峰相互搓切，形成阻力。另一方面，由于凸峰接触，接触面减小，单位面积压力增加，磨损增

3、加。右图：初期磨损阶段，凸峰磨损较快，正常磨损阶段(t2)，接触面积较大，经过t2后，表面磨光，产生分子亲和力，磨损加剧。v对配合性能的影响对配合性能的影响表面越粗糙，配合性越不稳定。对于有相对运动的间隙配合，工作时易于磨损，间隙增大；对于过盈配合，装配压合时，粗糙表面波峰被挤平，实际有效过盈减小。v对疲劳强度的影响对疲劳强度的影响表面越粗糙波谷越深且底部圆弧半径越小，越容易产生应力集中，对承受交变载荷的零件波谷的位置易出现疲劳裂纹。v 对耐腐蚀性的影响对耐腐蚀性的影响表面越粗糙，越易在波谷处凝聚腐蚀物质，凹谷深度越大，底部角度越小，腐蚀作用越厉害。v对外观的影响对外观的影响v对气密性的影响对

4、气密性的影响第二节第二节 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定（GB/T 3505-2009GB/T 3505-2009）一、取样长度和评定长度一、取样长度和评定长度1、取样长度lr：用来判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。v目的：限制、减弱几何形状误差及表面粗糙度对测量结果的影响。一般包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。一般包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。 2、评定长度ln：评定表面粗糙度时所必须的一段长度。 一 般ln =5 lr附表附表51 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度、轮廓最大高度Rz和轮廓单元的平和轮廓单元的平均宽度均宽度Rz，标准取样长度和标准评定长度（摘自标

5、准取样长度和标准评定长度（摘自GB/T 13012009、GB/T 106102009）、）、 表示滤波器传输带表示滤波器传输带s c 这两个极限这两个极限值的标准化值取自值的标准化值取自GB/T 60622002。 二、表面粗糙度轮廓的中线中线(Mean Line):具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。1、轮廓的最小二乘中线 在一个取样长度lr范围内，最小二乘中线使轮廓上各点到该线的距离的平方和为最小。2、轮廓的算术平均中线 轮廓算术平均中线使划分的轮廓的上半部分面积等于下半部分面积。基 准 线 表 面 微 观 轮 廓 的 高 度三、表面粗糙轮廓的评定参数三、表面粗糙轮廓的评定参数 1、幅度

6、参数-主参数（1）轮廓算术平均偏差Ra:在一个取样长度内，被测实际轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值。 Ra 特点：能客观地反映表面微观几何形状的特征。 Ra越大，表面越粗糙。niiyn11（2）轮廓最大高度Rz：在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各个极点至中线的距离中，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度， 即 Rz = Rp + Rv 特点：所反映表面微观几何形状特征不全面，但测量十分简便，弥补了a不能测量极小面积的不足。2、间距参数-附加参数 轮廓单元：轮廓峰与相邻轮廓谷的组合 轮廓单元宽度Xsi：中线与各个轮廓单元相交线段的长度 轮廓单元平均宽度轮廓单元平均宽度R

7、SmRSm：一个取样长度lr内所有轮廓单元宽度的平均值,即 miiXsmRSm11在零件图上，对零件某一表面的表面粗糙度轮廓要求，在零件图上，对零件某一表面的表面粗糙度轮廓要求，按需要选择按需要选择Ra或或Rz标注。标注。RSm 属于附加评定参数，只能与属于附加评定参数，只能与Ra或或Rz同时选用，不同时选用，不能独立采用。能独立采用。图图5-7第三节第三节 表面粗糙度轮廓的技术要求表面粗糙度轮廓的技术要求一、评定参数的选用一、评定参数的选用没有特殊要求，通常只选用高度特征参数没有特殊要求，通常只选用高度特征参数 。 1）优先选用Ra；（不宜用于太粗或太光的表面） 特别光滑：小的波谷，探针无法

8、进入谷底； 特别粗糙：探针容易打断。 2）微小面积用Rz（不能含有5个波峰和波谷）； 极光滑和粗糙的表面用Rz。 Ra也可与Rz联用，控制表面微观裂纹。当高度参数不能满足零件的使用时，附加给出间距参数。当高度参数不能满足零件的使用时，附加给出间距参数。 二、评定参数值的选用二、评定参数值的选用原则：在满足功能要求的前提下，尽量选用大的参数值。方法：采用类比法选择类比法选择表面粗糙度参数值时,可先根据经验统计资料初步选定表面粗糙度参数值,然后再对比工作条件作适当调整。调整时应考虑的因素：调整时应考虑的因素：1)同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。2)摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦面小。

9、3)运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。4)配合性质要求越稳定，数值应小。同一公差等级，小尺寸比大尺寸，轴比孔的表面粗糙度数值小。5)表面粗糙度数值与尺寸、形位公差协调。6) 防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。第四节第四节 表面粗糙度轮廓技术要求表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上的标注方法在零件图上的标注方法一、一、 表面粗糙度的符号、代号表面粗糙度的符号、代号 表面粗糙度代号表面粗糙度代号表面粗糙度符号表面粗糙度符号表面粗糙度参数表面粗糙度参数其它有关规定其它有关规定一般接触面一般接触面R Ra值取值取 6.36.33.23.2配合面配合面R Ra值取值取 0.80.8

10、1.61.6钻孔表面钻孔表面R Ra值取值取 12.512.5表表 面面 粗粗 糙糙 度度 符符 号号用任何方法获得的表面用任何方法获得的表面（单独使用无意义）（单独使用无意义）用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表面用不去除材料的方法获得的表面用不去除材料的方法获得的表面横线上用于标注有关参数和说明横线上用于标注有关参数和说明符符 号号 意意 义义 及及 说说 明明表示所有表面具有相同的表面粗表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求糙度要求 二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形 符号上的标注符号上的标注 1. 表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符

11、表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符 号上的标注位置号上的标注位置 在完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极在完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极限值和其他技术要求。各项技术要求应分别标注在该限值和其他技术要求。各项技术要求应分别标注在该符号周围的指定位置上。符号周围的指定位置上。 在周围标注了技术要求的完整图形符号称为表面粗在周围标注了技术要求的完整图形符号称为表面粗糙度轮廓代号，简称粗糙度代号。糙度轮廓代号，简称粗糙度代号。 位置位置a：下列符号和数值排成一行下列符号和数值排成一行 位置位置b：附加评定参数：附加评定参数（如（如RSm，mm）位置位置c：加工方法：加工方法位置位置d

12、：表面纹理：表面纹理位置位置e：加工余量（：加工余量（mm） 图图5-9上、下限值符号上、下限值符号 传输带数值传输带数值/幅度参数符号幅度参数符号 评定长度值评定长度值 极限值判断规则极限值判断规则(空格空格) 幅度参数极限值幅度参数极限值(m) 2. 表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的标注表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的标注 （1）标注极限值中的一个数值且默认为上限值（图）标注极限值中的一个数值且默认为上限值（图5-10） 图图5-10 （2）同时标注上、下限值（图）同时标注上、下限值（图5-11） 图图5-11 3. 极限值判断规则的标注极限值判断规则的标注 （1）16%规则（图规则（图5-1

13、0、图、图5-11） 16%规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。若采用，则图样上不需注出。若采用，则图样上不需注出。 （2）最大规则（图）最大规则（图5-12、图、图5-13） 在幅度参数符号在幅度参数符号Ra或或Rz的后面标注一个的后面标注一个“max”的标记。的标记。 图图5-12 图图5-13图图5-16 4. 表面纹理的标注表面纹理的标注 需要标注表面纹理及其方向时，则应采用规定的需要标注表面纹理及其方向时，则应采用规定的符号（图符号（图5-16）进行标注。）进行标注。 5. 附加评定参数和加工方法的标注附加评定参数和加工方法的标注 需要

14、标注附加评定参数或（和）加工方法时的标注示需要标注附加评定参数或（和）加工方法时的标注示例见图例见图5-17。该图亦为表面粗糙度轮廓各项技术要求在完。该图亦为表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符号上标注的示例。整图形符号上标注的示例。 图图5-17 6. 加工余量的标注加工余量的标注 图图5-18 2、 代号： a、主参数允许值； b、加工方法； c、取样长度； d、加工纹理方向； e、加工余量； f、间距参数。用去除材料方法获得表面，a的上限值为.m用去除材料方法获得表面，z的上限值为. m用去除材料方法获得表面，a的上限值为. m y的最大允许值为. m三、三、 表面粗糙度轮廓代号在图样上的标注表面粗糙度轮廓代号在图样上的标注 位置：标在可见轮廓线、尺寸界线上，及其延长线上 方向：符号尖端从材料外指向材料里3.23.26.36.31.63.23.23.2 标注示例标注示例2456.36.3 符号的尖端必须符号的尖端必须 从材料外指向被从材料外指向被 标注的表面标注的表面。 图图5-205-20 图图5-215-21