第5章 表面粗糙度

1、第第5 5章章 表面粗糙度表面粗糙度机械零件的几何误差：机械零件的几何误差：宏观：宏观：尺寸公差和形位公差尺寸公差和形位公差-与装配性能密切相关。与装配性能密切相关。微观：微观：表面粗糙度表面粗糙度-影响工件结合面的精度，对影响工件结合面的精度，对使用性能使用性能（耐磨性、抗腐蚀性等）耐磨性、抗腐蚀性等）、可靠性和寿命有直接影响、可靠性和寿命有直接影响。与。与选材、表面物理性能选材、表面物理性能( (硬度等硬度等) )、热处理等有关。、热处理等有关。表面粗糙度：表面粗糙度：工件表面在加工后形成的由较小间距的微小工件表面在加工后形成的由较小间距的微小的峰谷组成的微观几何形状特征。的峰谷组成的微观

2、几何形状特征。产生的原因：产生的原因：加工过程中，由于刀痕、材料的塑性变形、加工过程中，由于刀痕、材料的塑性变形、 工艺系统的高频振动等引起的。工艺系统的高频振动等引起的。五5.1 5.1 概述概述GB/T 3505-2000 产品几何技术规范产品几何技术规范 表面结构表面结构 轮廓法轮廓法 表面结构的术语、定义及参数表面结构的术语、定义及参数 (新标准新标准)GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值表面粗糙度参数及其数值 GB/T 3505-1983 表面粗糙度术语表面粗糙度术语 表面及其参数表面及其参数 (旧标准旧标准)GB/T 3505-1983 (旧标准旧标准)只是对粗糙度

3、而言只是对粗糙度而言,即只将表面粗糙度轮廓及即只将表面粗糙度轮廓及其参数定义为表面结构特性的唯一组成部分，给出了相关的术语及其其参数定义为表面结构特性的唯一组成部分，给出了相关的术语及其定义。定义。GB/T 3502-2000 (新标准新标准)是等效是等效ISO 4287:1997对对GB/T 3505-1983的修的修订。新标准对粗糙度、波纹度和原始轮廓三种特性都给出了定义和评订。新标准对粗糙度、波纹度和原始轮廓三种特性都给出了定义和评定参数，即规定了用轮廓法确定表面结构定参数，即规定了用轮廓法确定表面结构(粗糙度、波纹度和原始轮廓粗糙度、波纹度和原始轮廓)的术语、定义及参数。的术语、定义及

4、参数。基本术语基本术语 1983版版 2000版版 本标准参数本标准参数 1983版版 2000版版 取样长度取样长度 llr轮廓的最大高度轮廓的最大高度 Ry Rz 评定长度评定长度 lnln评定算术平均偏差评定算术平均偏差 Ra Ra 纵坐标值纵坐标值 y Z(x) 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度 Sm RSm 轮廓峰高轮廓峰高 yp Zp 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率 Rmr(c) 轮廓谷深轮廓谷深 yv Zv 相对支撑比率相对支撑比率 tp Rmr 在水平位置在水平位置c上轮廓的实体材料长度上轮廓的实体材料长度 p Ml(c) 十点高度十点高度 Rz 零件表面的形貌可分为三种

5、情况：零件表面的形貌可分为三种情况：(1)(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其其波距波距1mm(传统界定传统界定)、波长和波高之比一般小于波长和波高之比一般小于5050（滤波滤波）。属于微观几何形状误差。）。属于微观几何形状误差。(2)(2)表面波纹度：表面波纹度：波距波距10mm、零件表面中峰谷的波长和零件表面中峰谷的波长和波高之比等于波高之比等于505010001000的不平程度称为波纹度。会引的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响

6、是相当大的。轴承）的影响是相当大的。(3)(3)形状误差形状误差 ：波距波距10mm、零件表面中峰谷的波长和零件表面中峰谷的波长和波高之比大于波高之比大于10001000的不平程度属于形状误差。的不平程度属于形状误差。 形状误差、波纹度与表面粗糙度。波距波距1mm波距波距10mm波距波距10mm5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定一、取样长度 ：用于评定轮廓的不规则特征（表面粗糙度）所规定的一段基准线长度。（主要是为了剔除表面波纹度对评定结果的影响） 具体取值见P162二、评定长度 ：为充分、合理地反映表面粗糙度不均匀的程度，测量、评定表面粗糙轮廓所必须的一段长度。一般取 ；均匀性

7、较好可取三、轮廓中线 m：评定表面粗糙度的基准线。rlrlnlrnll5rnll55.2.1 5.2.1 评定基准评定基准最小二乘中线 ：在取样长度内，使轮廓上各点到该线的轮廓偏距Ei的平方和为最小，即Z12+Z22+Zn2min)算术平均中线：在评定长度内，使轮廓与中线围成的面积上、下两半相等。 yRaoLrx基准线基准线Z高度特征参数，间距特征参数，形状特征参数1、轮廓算术平均偏差 在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。目前，机械或零件图上的表面粗糙度要求，一般以此项参数给定，该参数用触针式电动轮廓仪测量。触针的大小要选择好。niilrZndxxZlrRa10|1| )(|15.2.2

8、 5.2.2 评定参数与数值规定一、高度特征参数RzRcRa、RaiZ：轮廓偏距yRaoLrxniilrZndxxZlrRa10|1| )(|1Z2、轮廓单元的平均高度 实验项目RcRz也称为：微观不平度十点高度 在取样长度内，五个最高正偏距与五个最低负偏距绝对值之和的平均值。mitiCZmR11Zti：一个轮廓单元，一峰一谷的高度。5).().(9311042hhhhhhRCiitihhZ1mitiCZmR113、轮廓最大高度： 在取样长度内，轮廓的峰顶线与谷底线之间的距离。VPzZZRRzL轮廓顶峰线s1sisnb1bibnmsm1smismnZpZvRz轮廓谷底线C)(Ry1、轮廓单元的

9、平均宽度 RSm（Sm） 轮廓微观不平度的平均间距1）含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度 Smi称为轮廓微观不平度的宽度(间距)。2）在取样长度内，轮廓微观不平度的平均值称为 轮廓微观不平度的平均宽度(间距) RSm 2.2.间距特征参数，形状特征参数间距特征参数，形状特征参数mismimSmRS11L轮廓顶峰线s1sisnb1bibnmsm1smismnRpRvRy轮廓谷底线C2、轮廓单峰平均间距 RS（S） 两相邻单峰的最高点在中线投影距离称轮廓单峰平均间距 RSiniiSmRS11L轮廓顶峰线s1sisnb1bibnmsm1smismnRpRvRy轮廓谷底线C波距参数一般很少用到，

10、其应用场合为：汽车外壳(S、Sm对喷膝质量和空气阻力有影响)。电器行业：如变压器硅钢片(S、Sm对电损耗有影响) 3.轮廓的支承长度率： (用于控制耐磨性的参数) 在水平位置C上(与顶峰相距C且平行于峰顶线),轮廓的实体材料长度(各段截线长度之和) 与评定长度 之比。)(cRmr)(cMlnlncnmiicmrlMllMlR)(1)(在取样长度内：RSm、Rmr(c)与C值按GB/T1031规定选取。5.3 5.3 表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度的选择和标注1.评定参数的选择1、在常用精度参数范围 推荐优先选用Ra。2、 (用触针达不到精度要求) (用触针易损坏)3、 为附加评定参数。4、R

11、z ：难测表面。mmRmmRca251 . 0,3 . 6025. 0为为mRa025. 0mRa3 . 6)(cmrmRRS 、选RC5.3.1 5.3.1 表面粗糙度的选择表面粗糙度的选择机件功能与许用RC数值各种制造方法可能达到的Ra界限值。其他考虑。 P143 2.评定参数值的选择P144 表5-61.符号和代号：1、表示用去除料的方法获得。车、铣、磨等切割加工；2、表示用不去除材料的方法获得。铸、焊、粉末冶金等；3、表洋用任何方法获得。 在机械零件标注中，最常用的是1直接标注公差数值大小，一般为Ra值。（旧标准用D1D14表示不同等级的表面光洁度 ） 5.3.2 5.3.2 表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注a：数值b：加工方法。c：取样长度。d：加工纹理方向。e：加工余量。f：RSm或Rmr(1)值，单位mm。2.标注时高度特征参数值的规定3.表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度在图样上的标注5.4 5.4 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量 用样块作参照，直接判断： 眼观察、触觉、放大镜、显微镜。5.4.1 比较法(在生产现场一般采用)：较低精度5.4.2 光切法)(6 . 0