互换性第5章表面粗糙度(新标准讲稿)ppt课件

1、1Surface Texture第5章 外表粗糙度及检测2022/7/172022/7/172本章学习内容5.3 外表粗糙度参数5.4 外表粗糙度的表示法5.2 术语和定义5.1 概述5.5 外表粗糙度的选用5.6 外表粗糙度的丈量2022/7/173本章所参照的主要国家规范GB/T3505-2021产品几何技术规范(GPS)外表构造轮廓法术语、定义及外表构造参数 GB/T 1031-2021 产品几何技术规范(GPS) 外表构造 轮廓法 外表粗糙度参数及其数值GB/T 131-2006 产品几何技术规范(GPS) 技术产品文件中外表构造的表示法新标准GB/T 1031-1995 外表粗糙度

2、参数及其数值GB/T 131-1993 机械制图 外表粗糙度符号、代号及注法GB/T 3505-2000产品几何技术规范 外表构造 轮廓法 外表构造的术语、定义及参数 GB/T 7220-2004 产品几何技术规范(GPS) 外表构造 轮廓法 外表粗糙度 术语 参数 丈量 旧标准2022/7/1745.1.1 外表构造5.1 概述General Description 外表构造是由实践外表的反复或偶尔的偏向所构成的外表三维形貌，包括外表粗糙度、外表波纹度、外形误差、纹理方向和外表缺陷。外表轮廓(外形误差、波纹度、外表粗糙度)外表缺陷外表构造2022/7/175 在加工、运用或储存期间，非故意或

3、偶尔生成的实践外表的单元体、成组的单元体或不规那么体。5.1.2 外表缺陷(surface imperfection)破裂 毛孔 裂痕 擦痕 窝陷 砂眼 凹缺陷 2022/7/176凸缺陷 树瘤 疱疤 飞边 缝脊 夹杂物 氧化皮 2022/7/177环形坑 划痕 切削剩余 混合外表缺陷 腐蚀 裂纹 斑点区域和外观缺陷 2022/7/1785.1.3 外表轮廓(surface profile) 一个指定平面与实践外表相交所得到的轮廓。10mm=11010mm 外形误差=110mm 外表波纹度1mm 外表粗糙度2022/7/179丈量外表轮廓的轮廓法原始轮廓波纹度轮廓粗糙度轮廓2022/7/171

4、05.1.4 外表粗糙度对零件功用的影响 影响零件的耐磨性 影响配合性质的稳定性 影响零件的疲劳强度 影响零件的抗腐蚀性 影响零件的密封性 其他影响：对零件的外观、丈量精度、外表光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。 对于间隙配合，相对运动的外表因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，外表轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实践有效过盈量减小，致使联接强度降低。 零件外表越粗糙，凹痕就越深，当零件接受交变荷载时，对应力集中很敏感。使疲劳强度降低，导致零件外表产生裂纹而损坏。外表越粗糙，越容易将腐蚀物存于谷中，呵斥对工件外表的腐蚀。 粗糙的外表结合时，两外表只在部分点上接

5、触，中间有缝隙，影响密封性。因此，提高外表粗糙度，可提高其密封性。2022/7/17115.2 术语和定义Terminologies and Definitions混合参数1个间距参数1个幅度参数9个几何参数术语14个普通术语16个外表轮廓参数定义16个普通术语和几何参数术语术语和定义曲线和相关参数5个2022/7/17125.2.1 轮廓滤波器(profile filter)用轮廓法丈量外表轮廓时，把轮廓分为长波和短波的滤波器。 s 轮廓滤波器 确定存在于外表上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。 c 轮廓滤波器 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。 f 轮廓滤波器 确

6、定存在于外表上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器。2022/7/1713c波长fs 波长 c波长s2022/7/17145.2.2 外表轮廓与轮廓参数 原始轮廓(primary profile)P轮廓 经过s 轮廓滤波器后的总轮廓。 粗糙度轮廓(roughness profile)R轮廓 对原始轮廓采用c 轮廓滤波器抑制长波成分以后构成的轮廓。 波纹度轮廓(waviness profile)W轮廓 对原始轮廓延续运用f 和c 两个轮廓滤波器以后构成的轮廓。在原始轮廓上计算得到的参数称为P参数。在粗糙度轮廓上计算得到的参数称为R参数。在波纹度轮廓上计算得到的参数称为W参数。2022

7、/7/1715 以下仅对粗糙度轮廓上的术语、参数(根本符号为R)以及设计等有关情况加以引见。2022/7/17165.2.3 取样长度和评定长度 规定取样长度的目的是为了限制或减弱丈量、评定外表粗糙度时波纹度以及外形误差的影响。 评定外表粗糙度时的取样长度在数值上等于c轮廓滤波器的截止波长。取样长度的数值应从国家规范规定的系列值选取。 取样长度(sampling length)lr 在X轴方向判别被评定轮廓不规那么特征的长度。阐明：2022/7/1717 评定长度(evaluation length)ln 用于评定被评定轮廓的X轴方向上的(总)长度。 评定长度是延续的几个取样长度。规定评定长度

8、的目的是为了限制或减弱评定外表粗糙度时粗糙度轮廓特性不均匀性影响。 评定长度的数值应从国家规范规定的系列值选取。丈量Ra或Rz时，普通情况下取ln = 5lr；当被测外表均匀性较好时可取ln 5lr。阐明：2022/7/1718取样长度 lr 和评定长度 ln2022/7/17195.2.4 中线(mean line) 中线穿过粗糙度轮廓，是用来确定粗糙度参数的基准线。它是用c轮廓滤波器抑制长波成分后构成的轮廓的中线最小二乘中线。 具有几何轮廓外形并划分轮廓的基准线。注：用c轮廓滤波器滤波后，可以为最小二乘中线的方向就是X方向。 最小二乘中线满足 ，是独一的。在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏

9、距Zi的平方和最小的线。2022/7/17205.3 外表粗糙度参数Surface Roughness Parameters 新国家规范中规定的关于外表粗糙度的常用参数有4个。 幅度参数 间距参数 曲线和相关参数 轮廓的算术平均偏向Ra 轮廓的最大高度Rz 轮廓单元的平均宽度Rsm 轮廓的支承长度率Rmr(c)2022/7/17215.3.1 轮廓的算术平均偏向Ra(arithmetical mean deviation of the profile) 在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值。2022/7/1722 Ra实践上是对粗糙度轮廓信号进展整流、滤波后得到的结果，反映的是轮

10、廓峰高、谷深的平均值。2022/7/17235.3.2 轮廓的最大高度Rz (maximum height of profile) 在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。2022/7/1724注：旧原规范中的“轮廓最大高度用 Ry 表示，Rz 表示的是“微观不平度十点高度(新规范无此参数)。 普通情况下，外表粗糙度参数可从轮廓的算术平均偏向 Ra、轮廓的最大高度 Rz 之间选取其一。 在幅度参数(峰和谷)常用的参数值范围内(Ra 为0.0256.3m, Rz 为0.125m)，引荐优先选用 Ra。 根据外表功能的需求，除外表粗糙度高度参数(Ra、Rz)外可选用下面两个附加参数为什么

11、见书本112页。当零件外表有抗疲劳破坏要求时，可对其 Rz 提出适当要求。2022/7/17255.3.3 轮廓单元的平均间距Rsm(mean width of the profile elements) 在一个取样长度内轮廓单元宽度 Xs 的平均值。2022/7/17265.3.4 轮廓支承长度率Rmr(c)(material ratio of the profile) 在给定程度截面高度 c 上轮廓的实体资料长度Ml(c)与评定长度的比率。2022/7/1727 Rmr(c)反映外表的耐磨性。在一样的程度截面高度 c 上，Rmr(c)越大，耐磨性越好。试比较：2022/7/1728Ra0.

12、0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.52550100轮廓的算术平均偏向Ra的数值 (m)Rz0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600轮廓的最大高度Rz的数值 (m)2022/7/1729Rsm0.0060.012 50.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.5轮廓的单元平均间距Rsm的数值 (mm)Rmr(c)1015202530405060708090轮廓的支承长度率Rmr(c)的数值 (%)2022/7/17305.4 外表粗糙度的表示法Indication of

13、 Surface Roughness2022/7/17316060H2H1H1 1.4hh 字高数字与字母高度符号的线宽高度H1高度H22.50.253.57.53.50.35510.550.571570.710211011430最小值 根本图形符号 扩展图形符号去除资料不去除资料5.4.1 标注外表粗糙度的图形符号2022/7/1732 完好图形符号去除资料不去除资料允许任何工艺 工件轮廓各外表的图形符号2022/7/1733外表粗糙度的标注ecbad1位置a 注写外表构造参数代号、极限值和传输带或取样长度。2位置a和b 注写两个或多个外表构造要求。3位置c 注写加工方法、外表处置或其他加工

14、工艺要求，如：车、磨、镀等。4位置d 注写外表纹理方向，如“=、“X、“M等。5位置e 注写加工余量单位mm。2022/7/17342022/7/1735外表粗糙度代号及标注外表粗糙度标注阐明：当一切实测值不允许超越规定值时，应在图样上标注最大值或最小值；取样长度：如按国标选用，那么可省略标注；外表加工纹理方向：指外表微观构造的主要方向，由所采用的加工方法或其它要素构成，必要时才规定。常见加工纹理方向符号如下： =纹理平行于标注代号 纹理垂直于标注代号 X纹理呈两相交的方向 M纹理呈近似各个方向 C纹理呈近似同心圆 R纹理呈近似放射状 P纹理无方向或凸起的细粒状外表构造代号1、参数代号的标注

15、4、传输带的标注2、评定长度Ln的标注 5、单向极限或双向极限的标注3、极限判别规那么的标注表58 外表构造代号例如极限值判别规那么 完工零件外表按检验规范测得轮廓参数值后, 需与图样上给定的极限比较, 以断定其能否合格。极限值判别规那么有两种:16%规那么: 运用本规那么时, 当被检外表测得的全部参数值中,超越极限值的个数不多于总个数 16%时, 该外表是合格的。超越极限值有两种含义: 当给定上限值时, 超越是指大于给定值; 当给定下限值时, 超越是指小于给定值。最大规那么: 运用本规那么时, 被检的整个外表上测得的参数值一个也不应超越给定的极限值。16%规那么是一切外表构造要求标注的默许规

16、那么。即当参数代号后未标注写“max字样时, 均默以为运用 16%规那么( 例如 Ra0.8)。反之, 那么运用最大规那么( 例如 Ramax0.8) 外表构造代号 新规范允许用文字的方式表达外表构造要求。新规范规定，在报告和合同的文本中可以用文字“APA、“MRR、“NMR分别表示允许用任何工艺获得外表、允许用去除资料的方法获得外表以及允许用不去除资料的方法获得外表。 例如：对允许用去除资料的方法获得外表、其评定轮廓的算术平均偏向为0.8这一要求，在文本中可以表示为“MRR Ra0.8。序号代号含义标注示例1APA允许用任何工艺获得APA Ra0.82MRR允许用去除材料的方法获得MRR R

17、a0.83NMR允许用不去除材料的方法获得NMR Ra0.8外表构造代号外表构造符号中注写了详细参数代号及数值等要求后即称为外表构造代号。当运用16规那么默许传输带时参数的标注 当运用最大规那么默许传输带时参数的注法 双向极限的注法 加工工艺和外表粗糙度要求的注法 镀覆和外表粗糙度要求的注法 垂直于视图所在投影面的外表纹理方向的注法 外表构造要求在图样中的注法图1 外表构造要求的注写方向 标注在轮廓线上或指引线上图2 外表构造要求在轮廓线上的标注 外表构造的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。外表构造要求可标注在轮廓线上, 其符号应从资料外指向并接触外表, 如图 2 所示。必要时, 外表

18、构造也可用带箭头或黑点的指引线引出标注, 如图 3 所示。标注在轮廓线上或指引线上 图3 用指引线引出标注外表构造要求 标注在特征尺寸的尺寸线上 图4 外表构造要求标注在尺寸线上 在不致引起误解时, 外表构造要求可以标注在装配构造给定的尺寸线上。如图 4 所示。 标注在形位公差的框格上 图5 外表构造要求标注在形位公差框格的上方 标注在延伸线上 图6 外表构造要求标注在圆柱特征的延伸线上 外表构造墓多可以直接标注在延伸线上，或用带箭头的指引线引出标注标注在圆柱和棱柱外表上 圆柱和棱柱外表的外表构造要求只标注一次如图6所示。假设每个棱柱表面有不同的外表构造要求，那么应分别单独标注，如图7所示。图

19、7 圆柱和棱柱的外表构造要求的注法 有一样外表构造要求的简化注法 假设在工件的多数( 包括全部) 外表有一样的外表构造要求时, 那么其外表构造要求可一致标注在图样的标题栏附近。此时, 外表构造要求的符号后面应有: 在圆括号内给出无任何其它标注的根本符号, 不同的外表构造要求仍应直接标注在图形中, 如图 8 所示。图8 大多数外表有一样外表构造要求的简化注法一图9 大多数外表有一样外表构造要求的简化注法二 图10 在图纸空间有限时的简化注法只用外表构造符号的简化注法 图11 多个外表构造要求的简化标注两种或多种工艺获得的同一外表的注法 由几种不同的工艺方法获得的同一外表，当需求明确每种工艺方法获

20、得的同一外表。当需求明确每种工艺方法的外表构造要求时，可按图12进行标注。图12 多种工艺方法获得的同一外表的标注可按图 12(a)所示进展标注(图中 Fe 表示基体资料为钢,Ep 表示加工工艺为电镀)。图 12(b)所示为三个延续的加工工序的外表构造、尺寸和外表处置的标注。第一道工序: 单向上限值, Rz=1.6m, “16%规那么( 默许), 默许评定长度, 外表纹理没有要求, 用去除资料的工艺。第二道工序: 镀铬, 无其它外表构造要求。第三道工序: 一个单向上限值, 仅对长度 50mm 的圆柱外表有效, Rz=6.3m, “16%规那么( 默许), 默许评定长度, 外表纹理没有要求, 磨

21、削加工工艺。控制外表功能的最少标注图13 技术产品文件中外表构造要求标注的控制元素a 上限或下限符号U或LB 滤波器类型“x。规范滤波器是高斯滤波器(GB/T 18777)。以前的规范滤波器是2RC滤波器。未来也能够对其他的滤波器进展规范化。在转换期间，在图样上标注滤波器类型对某些公司比较方便。滤波器类型可以标注为“高斯滤波器或“2RC。滤波器称号并没有规范化，但这里所建议的标注称号是明确的，无争议的。c 传输带标注为短波或长波滤波器。d 轮廓(R、W或P。e 特征参数。f 评定长度包含假设干取样长度，详见6. 3 0当运用图形参数时，评定长度标注在外表构造参数代号前两个斜线之间。g 极限判别

22、规那么(“16规那么或“最大化规那么。h 以微米为单位的极限值。i 加工工艺类型。j 外表构造纹理。k 加工工艺。2022/7/17565.5 外表粗糙度的选用Application about Surface Roughness2022/7/17575.5.1 外表粗糙度参数的选用如无特殊要求，只规定幅度参数之一即可。1、引荐优先选用轮廓的算术平均偏向Ra值，由于Ra能充分反映零件外表轮廓的特征；外表过于粗糙、太光滑或有抗疲劳破坏要求时，多采用轮廓的最大高度Rz。2、当外表不允许出现较深加工痕迹，防止应力过于集中，要求保证零件的抗疲劳强度和密封性时，应选择Ra与Rz联用。 3、当丈量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的外表，可选用Rz值。2022/7/17585.5.1 外表粗糙度参数的选用附加参数普通不单独运用。1对有特殊要求的少数零件的重要外表如要求喷涂均匀、涂层有较好的附着性和光泽外表需求控制轮廓单元的平均宽度Rsm数值。2对于有较高支撑刚度和耐磨性的外表，应规定轮廓的支承长度率Rmr(c)参数。2022/7/17595.5.2 外表粗糙度参数数值的选用 选用原那么: 首先满足功能要求，其次是思索经济性及工艺性。在满足功能