第3章表面粗糙度和测量演示文稿1.

1、 5.15.1 表面粗糙度轮廓的基本概念表面粗糙度轮廓的基本概念 5.25.2 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 5.3 5.3 表面粗糙度的技术要求表面粗糙度的技术要求 5.4 5.4 表面粗糙度的技术要求在零件图上的标注表面粗糙度的技术要求在零件图上的标注 5.55.5 表面粗糙度检验表面粗糙度检验 5.1 表面粗糙度轮廓的基本概念表面粗糙度轮廓的基本概念 零件表面的形成方法有两种，用去除材料的方法或不零件表面的形成方法有两种，用去除材料的方法或不去除材料的方法获的。去除材料的方法获的。表面缺陷：是零件在加工、运输、储存和使用过程中表面缺陷：是零件在加工、运输、储存和使用过程中生成

2、的没有一定规则的单元体。对有表面缺陷的产品，生成的没有一定规则的单元体。对有表面缺陷的产品，应以文字叙述的方式在图样或技术文件中说明应以文字叙述的方式在图样或技术文件中说明 。了解表面缺陷的性质和分类了解表面缺陷的性质和分类对表面缺陷，可以用经验法目测判断。对表面缺陷，可以用经验法目测判断。 机械加工或者其他方法获得机械加工或者其他方法获得的零件表面，微观上总会存在较的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹，表面粗糙度小间距的峰谷痕迹，表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的距状况的微观几何形状微观几何形状特性的指特性的指标。标。产生：刀痕、摩擦、塑性变形

3、、产生：刀痕、摩擦、塑性变形、工艺系统的高频振荡工艺系统的高频振荡图图5-1 表面粗糙度示意图表面粗糙度示意图图52实际轮廓 1-横向实际轮廓 2-实际表面 3-加工纹理方向 4-平面表面粗糙度表面波纹度形状误差 1.1.摩擦和磨损方面摩擦和磨损方面 2.2.配合性质方面配合性质方面 3.3.疲劳强度方面疲劳强度方面 4.4.耐腐蚀性方面耐腐蚀性方面 5.5.接触刚度方面接触刚度方面 此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品的外观和表面涂层的质量等。综上所述，为保证产品的外观和表面涂层的质量等。综上所述，为保证零件的使用性能和寿命，应对零件的表面

4、粗糙度加以零件的使用性能和寿命，应对零件的表面粗糙度加以合理限制。合理限制。 1.1.实际轮廓实际轮廓（表面轮廓）（表面轮廓） 实际轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓线。实际轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓线。 图图3-2 实际轮廓实际轮廓 2.2.取样长度取样长度l lr r 取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。规定取样长度是为了限制和减弱宏观段基准线长度。规定取样长度是为了限制和减弱宏观几何形状误差，太长太短都不好。几何形状误差，太长太短都不好。 标准规定取样长度按表面粗糙程度合理取值，通常标准规定取样长度按表面粗糙程度合

5、理取值，通常应包含至少应包含至少5 5个轮廓峰和轮廓谷。推荐值见表个轮廓峰和轮廓谷。推荐值见表5-3 5-3 图图3-3 取样长度和评定长度取样长度和评定长度 3.3.评定长度评定长度l ln n 评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。 一般情况下，标准推荐一般情况下，标准推荐l ln n =5 =5l lr r ，具体数值见表，具体数值见表5-35-3 4.4.基准线（中线基准线（中线m m） 基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条参考线，据此来作为评定表面粗糙度参数大小的基准。参

6、考线，据此来作为评定表面粗糙度参数大小的基准。 （1 1）轮廓的最小二乘中线）轮廓的最小二乘中线图图3-4 轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线 （2 2）轮廓算术平均中线）轮廓算术平均中线图图3-5 轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线F1F2Fn=F1F2 Fn 5.5.轮廓单元轮廓单元 即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。图图3-6 轮廓单元轮廓单元 1.1.与高度特性有关的参数（幅度参数）与高度特性有关的参数（幅度参数）（1 1）轮廓算术平均偏差）轮廓算术平均偏差RaRa 即在一个取样长度即在一个取样长度lrlr 内，轮廓上各点至基准线的内，轮廓上各

7、点至基准线的距离的绝对值的算术平均值。如图距离的绝对值的算术平均值。如图5-85-8所示。所示。 图图5-8 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差dxxzlRla0)(1niiaznR11 （2 2）轮廓的最大高度）轮廓的最大高度RyRy 即在一个取样长度即在一个取样长度l lr r 内，最大轮廓峰高内，最大轮廓峰高zpzp 和最大和最大轮廓谷深轮廓谷深zvzv之和的高度。之和的高度。 用公式表示为用公式表示为 R Ry y = =z zp p + +z zv v 图图3-9 轮廓的最大高度轮廓的最大高度 （3 3）微观不平度十点高度）微观不平度十点高度R Rz z 即在一个取样长度即在一个取样长

8、度lrlr 内，五个最大的轮廓峰高的平均内，五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值。值与五个最大的轮廓谷深的平均值。55151iviipizyyR 2.2.与间距特性有关的参数（间距参数）与间距特性有关的参数（间距参数） 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSmRSm 即在一个取样长度即在一个取样长度lrlr 内，轮廓单元宽度内，轮廓单元宽度xsxs 的平均值。的平均值。图图3-11 轮廓单元的宽度轮廓单元的宽度表面粗糙度（评定参数）的选择n评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用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：n当表面过于

9、粗糙（Ra6.3m）或过于光滑（ Ra 0.025 m ）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。n当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。n当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Ry值。选择依据：根据零件的功能要求和经济性来选择。 在常用值范围内(Ra为0.0256.3mm，Rz为0.125mm)，普遍采用Ra作为评定参数。采用Rz作为评定参数的原因是：一方面，由于触针式轮廓仪功能的限制，不适应于极光滑表面和粗糙表面；另一方面，对测量部位小、峰谷少或有疲劳强度要求的零件表面，选用Rz作为评定参数，方便、可靠。 表面粗糙度参数值的选用原则：首先满

10、足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。 （6 6）防腐性、密封性要求高，外表美观等表面）防腐性、密封性要求高，外表美观等表面的粗糙度值应较小。的粗糙度值应较小。 （7 7）凡有关标准已对表面粗糙度要求做出规定，）凡有关标准已对表面粗糙度要求做出规定，则应按标准规定的表面粗糙度参数值选用。则应按标准规定的表面粗糙度参数值选用。 1.1.符号符号 表面粗糙度的评定参数及其数值确定表面粗糙度的评定参数及其数值确定后，应按后，应按GB/T 1311993GB/T 1311993表面粗糙度符表面粗糙度符号、代号及其注法号、代号及其注法的规定，把表面粗糙的

11、规定，把表面粗糙度要求正确地标注在零件图上。度要求正确地标注在零件图上。 2.2.代号代号 表面粗糙度符号代表表面粗糙度符号代表完工后的零件表面所要完工后的零件表面所要达到的表面质量，体现达到的表面质量，体现零件在机器设备中的功零件在机器设备中的功能要求。能要求。 图3-13 表面粗糙度代号和各种要求的注写位置表面粗糙度代号和各种要求的注写位置a1，a2 粗糙度幅度参数代号及其数值（mm）；b 加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等；c 取样长度（mm）或波纹度（mm）；d 加工纹理方向符号； e 加工余量（mm）； f 粗糙度间距参数值（mm） b)c)d)a)0.86.3铣3.23.2

12、(5)3.2图5-10表面粗糙度其它项目的标注3.3.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 （1 1）表面粗糙度代（符）号应注在可见轮廓线、尺表面粗糙度代（符）号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，也可以注在指引线寸线、尺寸界线或它们的延长线上，也可以注在指引线上。符号的尖端必须从材料外指向被注表面，代号中数上。符号的尖端必须从材料外指向被注表面，代号中数字及符号的方向必须与尺寸线上的数字方向一致。字及符号的方向必须与尺寸线上的数字方向一致。图图3-15 表面粗糙度代号标注示例表面粗糙度代号标注示例 （2 2）当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要当零件的

13、大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在求时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在图样的右上角，并加注图样的右上角，并加注“其余其余”两字。两字。 （3 3）当零件的所当零件的所有表面具有相同的表有表面具有相同的表面粗糙度要求时的标面粗糙度要求时的标注。注。图图3-16 零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度 （4 4）当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。画出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。 图图3-17 齿轮、花键表面粗糙度标

14、注示例齿轮、花键表面粗糙度标注示例 （5 5）螺纹工作表面没有画出牙形时的标注。螺纹工作表面没有画出牙形时的标注。 图图3-18 螺纹表面粗糙度标注示例螺纹表面粗糙度标注示例 （6 6） 中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆角、倒角的表面粗糙度代号标注。角、倒角的表面粗糙度代号标注。 图图3-20 表面粗糙度标注示例表面粗糙度标注示例 （8 8） 同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，需用细实线画出其分界线并注出相应的表面粗糙需用细实线画出其分界线并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。以及用细实线连接的不连续的同度代号和尺寸。以及用

15、细实线连接的不连续的同一表面，其粗糙度代号只注一次。一表面，其粗糙度代号只注一次。图图3-21 表面粗糙度标注示例表面粗糙度标注示例1 1 比较法比较法 比较法是用已知其高度参数值的粗糙度样板与被比较法是用已知其高度参数值的粗糙度样板与被测表面相比较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显测表面相比较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显微镜来判断被测表面粗糙度的一种检测方法。微镜来判断被测表面粗糙度的一种检测方法。2 2 光切法光切法 光切法是利用光切法是利用“光切原理光切原理”来测量零件表面粗糙度来测量零件表面粗糙度的方法。光切显微镜（又称双管显微镜）就是应用这的方法。光切显微镜（又称双管显微镜）就

16、是应用这一原理设计而成的。一原理设计而成的。 图图3-23 光切法测量原理光切法测量原理光切显微镜的外形结构。光切显微镜的外形结构。 图图3-24 光切显微镜外形结构光切显微镜外形结构光切显微镜实物光切显微镜实物3 3 干涉法干涉法 干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。图图3-26 干涉法测量原理干涉法测量原理干涉显微镜干涉显微镜4 4 针描法针描法 针描法又称触针法，是一种接触测量表面粗糙度针描法又称触针法，是一种接触测量表面粗糙度的方法。电动轮廓仪（又称表面粗糙度检查仪）就是的方法。电动轮廓仪（又称表面粗糙度检查仪）就是利用针

17、描法来测量表面粗糙度。利用针描法来测量表面粗糙度。 图图3-27 电动轮廓仪电动轮廓仪 电动轮廓仪实物电动轮廓仪实物TR200型表面粗糙度仪（1）表面粗糙度轮廓的概念 （2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度lr、评定长度ln和中线。（3）表面粗糙度轮廓的评定参数 有幅度参数（包括轮廓的算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度、轮廓的最大高度Rz）和间距特征参数（轮廓单元的平均宽度RSm）（4）通常只给出幅度参数Ra或Rz及允许值，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。（5）国

18、家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法（6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验法、针描法、光切法和干涉法。练习题 1同一表面只注一次，注在可见轮廓线或尺寸线的延长线上；同一表面只注一次，注在可见轮廓线或尺寸线的延长线上； 2符符号号的的尖尖端端应应从从材材料料外外指指向向表表面面，并并与与表表面面轮轮廓廓接接触触上上；3无无论论符符号号的的方方向向如如何何变变化化其其形形状状不不变变且且字字头头保保持持向向上上或或向向左左； 4当当有有多多个个表表面面的的粗粗糙糙度度相相同同时时应应统统一一注注在在图图纸纸的的右右上上角角,并并加加 注注“其其余余”字字样样,若若全全部部表表面面的的粗粗糙糙度度相相同同则则不不加加“其其余余”字字样样。 5同一表面有不同粗糙度要求时用细实线画其分界线，再标注同一表面有不同粗糙度要求时用细实线画其分界线，再标注.0.80.81.66.36.3其余其余Rz3.212.5若全部表面的粗糙若全部表面的粗糙度相同度相同，则可直接则可直接 在图的右上角注明。在图的右上角注明。(mille