粗糙度讲解讲义详细

1、粗糙度内部培训教材2/1/2011本文主要但要粗糙度的基本定义、术语，以及标注方法，可以通过自己阅读方式来学习本文内容目录TOC o 1-5 h z10粗糙度历史20基本参数(GB/T3505-2009等效于ISO4287:1997)术语23.1般术语：23.1.1轮廓滤波器23.1.2取样长度lr33.1.3评定长度In34轮廓中线33.2几何参数的术语4P参数在原始轮廓上计算所得的参数4R参数在粗糙度轮廓上计算所得的参数4W参数在波纹度轮廓上计算所得的参数43.2.4轮廓峰高profilepeakheightZp轮廓峰最高点距中线的距离43.2.5轮廓谷深profilevalleydept

2、liZv轮廓谷最低点距中线的距离43.2.6轮廓单元高度profileelementheightZt一个轮廓单元的轮廓峰高和轮廓谷深之和43.2.7轮廓单元宽度profileelementv/idthXs一个轮廓单元与中线相交线段的长度40表面轮廓参数定义441幅度参数44.1.lRp(WpPp)一个取样长度内，最大轮廓峰高44.1.2Rv(WpPp)一个取样长度内，最人轮廓谷深54.1.3Rz(WzPz)轮廓最人高度。一个取样长度内，最大轮廓峰高和最人轮廓谷深之和54.1.4RI(WtPt)轮廓总高度在评定长度内，最大轮廓峰高和最人轮廓谷深之和54.1.5Ra(WaPa)轮廓的算术平均偏差在

3、一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值52间距参数53JI丿IJ54.3.1Rmax轮廓最大高度(注：Rz为Rzi的平均值Mahr)54.3.2Rk核心粗糙度深度(参考标准：GB/T18778.1GB/T18778.2)54.3.3轮廓的支承长度率：Rmr(c)在给定水平位置C上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。.6参考：特定功能参数集65.0参数在图纸上的标注GB/T131-2006/ISO1302-200275.1基本图形符号75.2完整图形符号8*3卜5:，j5.4最少标注示例860参数的测量91取样长度962测量判定97.0粗糙度轮廓的滤波过程(参考标准GB/T1

4、8777ISO11562,GB/T18778.1,GB/T6062)101.0粗糙度历史表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定屋评定两个阶段。表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉来确定。在20世纪2030年代，世界上很多工业国家广泛采用三角符号（）的组合来表示不同精度的加工表面。为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度屋表面微观不平度的需要，从20年代末到

5、30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。首先是美国在1940年发布了ASAB46.1国家标准，之后又经过几

6、次修订，成为现行标准ANSI/ASMEB46.1-2002表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数；接着前苏联在1945年发布了rOCT2789-1945表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法国家标准，而后经过了3次修订成为PDCT2789-1973表面粗糙度参数和特征,该标准也釆用中线制，并规定了包扌舌轮廓均方根偏差（即现在的Rq）在内的6个评定参数及其相应的参数值。另外，其它工业发达国家的标准犬多是在50年代制定的，如德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。以上各国的国家标准中都采用了中

7、线制作为表面粗糙度参数的计算制，具体参数T差万别，但其定义的主要参数依然是Ra（或Rq），这也是国际间交流使用最广泛的一个参数。0粗糙度影响仁影响零件的耐磨性。表面越粗糙，磨擦系数就越人，表面过于平滑，小于润滑油被挤出和分子间的吸附作用等原因，会使磨擦阻力增大和加剧磨损。2、影响配合稳定性。表面粗糙度会使相对运动磨损，过盈配合降低联接强度，过渡配合变松。3、影响疲劳强度。在交变应力作用下，粗糙度人，对应力集中很敏感，降低疲劳强度4、影响腐蚀性。微观凹谷会附着腐蚀性物质，造成表面锈蚀。3.0基本参数（GB/T3505-2009等效于IS04287:1997）术语无论用何种加工方法加工，在零件表面

8、总会留卞微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现彖，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放人镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度。过去称为表面光洁度。3.1一般术语：31.1轮廓滤波器人s滤波器：确定存在于表面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人c滤波器：确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器人f滤波器：确定存在于表面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粗糙度与形状误差和波纹度区分，目前尚无这三个的标准。通常波距小于1mm的属于表面粗糙度；波距在110mm的属于表面波纹度；波距人于10mm的属于形状误差。粗糙度轮廓是对原始轮廓采用，l

9、c滤波器抑制长波成分后形成的轮廓 31.2取样长度lr用于判别评定轮廓的不规则特征的X轴向上的长度。取样长度与轮廓滤波器的的标志波长相等。31.3评定长度In用于判别评定轮廓的X轴方向上长度。包含一个或和几个取样长度。314轮廓中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线（有粗糙度轮廓中线、波纹度轮廓中线）。3.2几何参数的术语3.11P参数在原始轮廓上计算所得的参数3.2.2R参数在粗糙度轮廓上计算所得的参数3.13W参数在波纹度轮廓上计算所得的参数3.2.4轮廓峰高profilepeakheightZp轮廓峰最高点距中线的距离3.2.5轮廓谷深profilevalleydepthZv轮廓谷最低点

10、距中线的距离3.2.6轮廓单元高度profileelementheightZt一个轮廓单元的轮廓峰高和轮廓谷深之和3.17轮廓单元宽度profileelementwidUiXs一个轮廓单元与中线相交线段的长度4.0表面轮廓参数定义4.1幅度参数4l.IRp(WpPp)一个取样长度内，最大轮廓峰高 41.2Rv(WpPp)一个取样长度内，最人轮廓谷深4.1.3RZ(WzPz)轮廓最大高度。一个取样长度内，最人轮廓峰高和最大轮廓谷深之和41.4Rt(WtPt)轮廓总高度在评定长度内，最人轮廓峰高和最人轮廓谷深之和41.5Ra(WaPa)轮廓的算术平均偏差在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术

11、平均值1rlrRa=-f|Z|dx|Ra能客观、全面的反映表面微观几何形状特性。lr04.2间距参数4.11Rsm轮廓单元的平均宽度一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值4.3其它常用参数43.1Rmax轮廓最人高度(注：Rz为Rzi的平均值Mahr)43.2Rk核心粗糙度深度(参考标准：GB/T18778.1GB/T18778.2)核心粗糙度深度氏是粗糙度核心轮廓的深度。简化的波峰高度血是粗糙度核心轮廓生成的波峰的平均高度。简化的波谷深度心是粗糙度核心轮廓生成的波谷的平均深度。Ma和乩2分别代表粗糙度核心轮廓的最小和最大材料率。43.3轮廓的支承长度率：Rmr(c)在给定水平位置C上轮廓的实

12、体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。Rm(C)的人小反映了轮廓表面峰谷的形状。其值愈大，表面实体材料愈长，接触刚性和耐磨性愈好。C可用微米与Rz的百分比表示。参考：特定功能参数集在工程应用中，机加工的许多零件表面需要具有特定的功能特性，如支承性能、密封性和润滑油滞留性能等。基于这些功能需求，零件表面就必须被设计、加工成特定的形貌以满足预期的应用。所以我们有必要定义特定的功能参数来有效地表征零件表面的特殊属性，零件表面从接触应用角度(如摩擦磨损，润滑，密封紧密性，接触应力，接触刚度、承载面积和热导率等)和非接触应用角度(如光学镜头，表面维护和表面油漆处理)来看，其在功能方面的特殊属性要求是极其

13、广泛的。在实际工程应用中应针对表面特殊性能要求设定功能参数集。比较典型的是表征具有高预应力表面的基于轮廓支承度率曲线的心功能参数集。在20世纪80年代初，Trautwein提出了一个关于Abbott-Firestone曲线的两段线性模型，他用这个模型去表示缸膛表面的特征。从这个模型中还引伸出一个被称为液体滞留容积的参数。最近，又有学者把Abbott-Firestone曲线分成三个区域，并在此基础上提出了&参数集，该参数集也正式地被写进德国DIN4776标准。这个参数集主要是用于表征具有高预应力的表面，如術磨表面、抛光表面、磨削表面等，这些相关的参数将轮廓支承度率的增长描述成粗糙度轮廓深度的函数

14、，结合气缸套的平台网纹本身的特点及气缸套的工作状况，确立了基于轮廓支承度率曲线 的参数指标，这套评定指标能够对气缸套内表面粗糙度轮廓的磨合特性、润滑特性、网纹分布等进行对应的定量分析，实现完整、准确地描述及评价气缸套平台网纹。 轮廓支承长度率曲线tp(c),又称Abbott-Firestone曲线，是描述轮廓形状的主要指标。tp(c)能直观地反映零件表面的耐磨性，对提高承载能力也具有重要的意义。在动配合中，值tp值人的表面，使配合面之间的接触面积增人，减少了磨擦损耗，延长零件的寿命。从tp(c)曲线的特征可以看出，它对气缸套内孔表面耐磨性能、润滑性能，使用寿命等都有非常重要的意义。为此设定了一

15、组基于轮廓支承长度率曲线的参数集，对应气缸套的实际工作状况，对tp(c)曲线进行量化的描述，如图所示，粗糙度轮廓及对应的tp(c)曲线被分为三个部分，分别为轮廓峰、核心轮廓和轮廓谷。简约峰高RPK是指粗糙度核心轮廓上方的轮廓峰的平均高度。表面轮廓顶部的这一部分，当发动机开始运行时，将很快被磨损掉，其减低的高度将影响气缸套进入正常工作状态的磨合时间，及实际材料磨损量。核心粗糙度深度RK在分离出轮廓峰和轮廓谷之后剩余的核心轮廓的深度为RK。这一部分是气缸套长期工作表面，它影响着气缸套的运转性能和使用寿命，是粗糙度轮廓的核心部分。简约谷深RVK是指从粗糙度核心轮廓延伸到材料内的轮廓谷的平均深度。这些

16、深入表面的深沟槽在活塞相对缸套运动时，形成附着性能很好的油膜，在提高孔的耐磨性、缩短发动机磨合时间的同时，能大幅度降低油耗。轮廓支承长度率血1以百分数表示的轮廓支承长度率血1是为一条将轮廓峰分离出粗糙度核心轮廓的截线而确定的。Mrl值是气缸套进入长期工作表面的上限，其数值的大小直接反映了气缸的加工水平和使用性能。轮廓支承长度率血2以百分数表示的轮廓支承长度率血2是为一条将轮廓谷分离出粗糙度核心轮廓的截线而确定的。Mr2值是进入长期工作表面的下限，其数值的人小不但决定了磨损量，还决定了工作表面以下深沟槽的贮油、润滑能力。存油量V0粗糙度核心轮廓向下延伸到材料内的轮廓谷的横截面积实际上就是深沟网纹

17、的存油量V0,它是tp(c)曲线与右边纵轴及Mr2对应的截线构成的阴影部分面积，它对缸套的润滑性能无疑有重要意义。它近似为三角形面积：V0(100-Mr2)XRVK/2o图中参数的确定需要使用一条回归线，回归线的40%以上的部分是tp(c)曲线上的点构成，回归线在纵坐标方向上的差值平方最小，回归线与纵轴两交点之间的垂直距离即为核心粗糙度深度RK,两交点对应的截线位置即为Mrl、Mr2对应的截线位置。对于Rk参数集的功能特征参数，其定义方法在于把Abbott-Firestone曲线分成不同的部分以对应不同的功能区域。虽然这些方法可以成功地用来表征特定的一些工程表面，但是由于它主要是基于制造工艺经

18、验，缺乏理论依据，这种方法在表征大多数其它的工程表面时会失去原有的意义。0参数在图纸上的标注GB/T131-2006/IS01302-20025.1基本图形符号基本图形符号由两条不等长的与标注表面成60夹角的直线构成，没有补充说明不能单独使用。5.2完整图形符号5.3补充要求的注写位置a）位置a注写表面结构的单一要求示例0002508/Rz6.3b）位置b注写两个或多个表面结构要求c）位置c注写加工方法d）位置d注写表面纹理和方向e）位置e注写加工余量5.4最少标注示例U“X”0.08-0.8/Rz8max3.26.0参数的测量6.1取样长度表1測Jt非周期性轮廊（如磨削轮品的值及曲线和相关参

19、敛的租糙度取样抵度Ra/pm粗糙度取样长度lr/mm粗糙度评定长度2n/mm0.006)Ka0.020.080.40.02V妣WO.10.251.250.lKa2.842C-Ra102.512.584.0表2测非周期性轮廊（如磨削耗廊）的兔MJRp/c、皿值的租槌度取样怔度maxb/粗桶度职样长度粗槌度评定长度pmfr/mmInJmm(0.025)VJiz.JtTmajrCO,10.080.4OwnxaxO.50.25IL25o.$Vi?石maxWIQ0.841OVJ?n.fnsi2.S12.550VRZRni.maxZOO840AR&在测量Rn、Rp、Rp、Ru和甩时使用。b屉仅在JMt&x和RClfadx便用.3测周期性轮腐的用參數及周期性和非周期性轮廊的值的粗髓度取样枚度Rsm/nixn粗糙度取样长度粗糙度评定故度Zr/mmln/mm0.080.40.04VRswiV0130.25I.25013RjctC0.40.8464VRmU32.512-5!3VRnnW48406.2测屋判定1）当没有指定测量方向时，工件的安放应使其测量截面方向与粗糙度高度参数（Ra,Rz）的最人值相一致，该方向垂直于被测表面的加工纹理。对无方向性的表面，测量截面的方向可以