表面粗糙度(二)

1、互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室Chap4. Chap4. 表面粗糙度与测量表面粗糙度与测量本章内容：本章内容：w 概述w 表面粗糙度的评定标准w 表面粗糙度的标注w 表面粗糙度的选择w 表面粗糙度的测量互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室学习要求：学习要求：（1）掌握表面粗糙度的高度特性参数，了解与间距特性和与形状特性有关的参数（2）掌握表面粗糙度的基本选用原则和标注方法（3）了解表面粗糙度的测量方法互换性与质

2、量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室4.1 4.1 概述概述一、表面粗糙度的形成一、表面粗糙度的形成零件表面的形貌可分为三种情况：w 表面粗糙度：表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波距小于1mm。属于微观几何形状误差。w 表面波纹度：零件表面中峰谷的波距在110mm的不平程度称为波纹度。国际标准化组织第57技术委员会正在制定表面波度的有关标准。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室w 形状误差 ：零件表面中峰谷的

3、波距大于10mm的不平程度属于形状误差。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室二、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影响零件的检测精度及外形美观，影响零件的使用性能及寿命。1、影响零件的耐磨性2、影响配合性质的稳定性3、影响零件的疲劳强度4、影响零件的抗腐蚀性5、影响零件的密封性互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室4.2 4.2 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

4、、基本术语与定义1、实际轮廓平面与实际表面相交所得的轮廓线。分横向实际轮廓纵向实际轮廓互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室2、取样长度l判别和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，是为了限制或消弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。一个取样长度应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室3、评定长度ln为了更合理地反映零件表面的特征，在评定或测量表面粗糙度时所必须的一段基准线长度称为评定长度

5、。可包括一个或几个取样长度。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室4、轮廓的最小二乘中线（m）（简称中线）中线：是测量表面粗糙度的基准线，它具有与被测表面一致的几何轮廓形状（如直线、圆弧线等）。最小二乘中线：在取样长度内使轮廓线上各点的轮廓偏距Yi的平方和为最小的那条线。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室5、轮廓的算术平均中线取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的那条线。它可以代替轮廓的最小二乘

6、中线。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室二、评定参数及应用二、评定参数及应用1、高度特性参数主要参数（1）轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra取样长度内，被测轮廓上的各点至轮廓中线偏距绝对值的算术平均值。=n1iial0ayn1Rdxyl1R互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（2）微观不平十点高度微观不平十点高度Rz取样长度内5个最大的轮廓峰高ypi与5个最大的轮廓谷深yvi的平均值之和。5yyR51ivi51i

7、piz=+=互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（3）轮廓最大高度轮廓最大高度Ry取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室2、与间距特性有关的参数（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SmSm取样长度内，轮廓微观不平度的间距的平均值。n1imimSn1S=此间距是轮廓峰与相邻轮廓谷在中线上的一端长度。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四

8、川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（2）轮廓的单峰平均间距轮廓的单峰平均间距S取样长度内，轮廓单峰间距的平均值。n1iiSn1S=此间距是两相邻单峰的最高点之间沿中线方向上的距离。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室3、与形状特性有关的参数轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率tp：在取样长度内，轮廓支承长度p与取样长度l之比。lbbbltn21pp+=互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室1

9、1、符号、符号: :任何方法表示表面去除材料不去除材料二、二、 表面粗糙度的标注（二）表面粗糙度的标注（二）互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室标注有关参数和说明所有表面粗糙度要求相同互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室2、代号、代号a粗糙度高度参数值（m）b加工方法、镀涂或其它表面处理c取样长度（mm）d加工纹理方向代号e 加工余量（mm）f间距参数值（mm）或支承长度率互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换

10、性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室注意：（1）高度参数选Ra时，“Ra” 可省，选Rz时， “Rz”不可省。如：互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室纹理方向代号右下方加工方法 注横线加工余量，标左下互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（2 2）上限值和最大值区别）上限值和最大值区别：上限值上限值： 允许有不超过允许有不超过16%的实的实 测值大于规定的上限值测值大于规定

11、的上限值最大值最大值： 所有的实测值皆不能超所有的实测值皆不能超 过允许值过允许值3.23.2max互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室6.3铣表示：用铣削的方法获得的表面粗糙度，Ra上限值为6.3m3.25表示：用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra上限值为3.2m，加工余量5mm互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室3.2表示：用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m3.2max表示：用去除材料的方

12、法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室3、表面粗糙度符号在图样上的标注、表面粗糙度符号在图样上的标注(1) 位置位置：注在可见轮廊线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上。符号尖端尖端：由材料外指向表面 尾端：位右每一表面一般只标注一次代（符）号，并尽量靠近有关尺寸线，若地位不够也可以引出标注互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室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

13、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延长线上互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室3.23.23.23.23.23.23.23.23.23.2303.23.230 数字、符号方向与尺寸数字方向一致。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室C451.63.20.43.212.51.6互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电

14、教研室四川师范大学机电教研室3.26.36.31.63.23.23.23.2标注改错：2456.36.3互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室MC451.63.212.53.21.60.43.212.53.21.61.6互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（2）大部分表面粗糙度要求相同时，符号注于图纸右上角，前加注“其余”二字。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大

15、学机电教研室四川师范大学机电教研室（3）所有表面粗糙度要求相同时，代号注于图样右上角，且加圈。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（4）可以简化标注代号，但须在标题栏附近说明代号的意义。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（5）局部热处理、局部镀（涂）时，粗点划线画出范围。并标相应的尺寸,将要求注写长边的横线上。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四

16、川师范大学机电教研室（6）不连续的同一表面，细实线相连，只注一次。（7）同一表面粗糙度要求不同时，细实线画出分界线，并标注尺寸、分别标粗糙度代号。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（8）连续表面及重复要素（孔、槽、齿）的粗糙度代号只注一次。表面粗糙度的图样标注实例表面粗糙度的图样标注实例 表面粗糙度的图样标注实例表面粗糙度的图样标注实例20062006标准标准互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室重复表面的表面粗糙度

17、标注改错1.66.31.66.36.31.66.3互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室4.3 4.3 表面粗糙度的选择表面粗糙度的选择一、评定参数的选用一、评定参数的选用如无特殊要求，一般仅选用高度参数。 1）高度特性参数：优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：w 当表面过于粗糙（Ra6.3m）或过于光滑（ Ra 0.025 m ）时，可选用Rz，因为方便于选择用于测量Rz的仪器测量。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范

18、大学机电教研室四川师范大学机电教研室w 当零件材料较软时，可选Rz或 Ry。因为Ra一般采用触针测量。w 当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表中的小零件表面，可选用Ry值。2）间距参数和形状特性参数：少数零件的重要表面有特殊要求时选用。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室二、二、表面粗糙度允许值的选用表面粗糙度允许值的选用在满足功能要求的前提下，考虑其经济合理性，应尽可能选用较大的允许值（对tp则相反）。粗糙度要求一般原则：（1）同一零件的工作表面高于非工作表面。（2）摩擦表面高于非摩擦表面；滚动摩

19、擦表面高于滑动摩擦表面。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（3）要求配合性质稳定可靠的零件表面要求高；间隙配合高于过盈配合；轴表面高于孔表面 。（4）腐蚀物质条件下工作的零件，表面粗糙度要求应高。（5）标准已规定的表面，按标准要求确定表面粗糙度数值。（6）承受循环负荷的零件表面及易于引起应力集中的表面，表面粗糙度要求要高。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室（7）同一精度，小尺寸比大尺寸的表面粗糙度要求高。当零件的

20、尺寸公差、形状公差值小时，表面粗糙度参数值也小。参照的关系：互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室三、三、表面粗糙度允许值的选用方法表面粗糙度允许值的选用方法（1）试验法根据零件的使用要求及工作条件，在选用不同的评定参数数值的情况下进行性能实验，得到最佳的允许值。可靠、成本高、实验周期长。适用：批量生产中的重要零件的重要表面。（2）类比法以经过实践证明较合理的类似零件为依据，分析比较具体使用性能和工作条件后，确定所涉及零件表面粗糙度参数的允许值。 表4-7。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质

21、量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室4.5 4.5 表面粗糙度的方法表面粗糙度的方法一、比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较。多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。二、光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测量Rz为0.0580m的车、铣、刨表面。三、针描法：利用电动轮廓仪的触针直接在被测表面上轻轻划过进行测量。能对多种零件表面、多种参数进行测量。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四、干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量Rz和R

22、y值。五、衍射法：利用衍射光栅原理进行测量。用于测量表面纹理为均匀和规则的Sm（或S）0.4mm的外圆表面及平面。DL)S(Sm=：激光波长：干涉条纹间距D互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室六、反射散射比法：利用反射光斑与散射光斑的比值确定表面粗糙度的参数。适用于测量粗糙度精度级别高（Rz1m、 Ra0.25m ）的表面。互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室填空填空w 评定长度是 ，它可以包含几个 。w 测量表面粗

23、糙度时，规定取样长度的目的在于w 国家标准中规定表面粗糙度的主要评定参数有 、 、w 三项。 评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度取样长度限制或削弱表面波纹度对表面粗糙度的影响高度特征参数与间距特征有关的参数与形状特征有关的参数互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室选择：w 国家标准规定的常用的表面粗糙度幅度参数是 和 ，其中 最客观全面的反映了表面的粗糙程度，应优先选用；当需要控制表面细密度时应加选 参数，当需要控制表面的接触刚度时应加选 参数。 A.Rz B.Ry C.Ra D.Smw 评定表面粗糙度时，规定取样长度是为了 ，规定评定长度是 。一般情况，评定长度 5倍取样长度。 A.使测量方便； B.等于； C.减少波度的影响 D.考虑加工表面不均匀； E.小于； F.大于； G.等于CACDBCDG互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础互换性与质量控制基础四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室四川师范大学机电教研室w 某轴的尺寸为f60h7，其表面粗糙度Ra值可选 mm。 A.0.81.6; B.0.20.4; C.1.