第五章-表面粗糙度课件

第五章表面结构表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面纹理和表面几何形状的总称。本章主要介绍表面粗糙度的表示方法§5-1表面粗糙度的概述§5-2表面粗糙度的评定§5-3表面粗糙度的标注方法§5-4表面粗糙度的选择一、表面粗糙度轮廓的界定§5-1概述零件表面的实际轮廓按表面轮廓上相邻峰、谷间距的大小划分为三部分：放大的实际表面轮廓表面粗糙度轮廓

波纹度轮廓

宏观形状轮廓一、表面粗糙度轮廓的界定(1)表面粗糙度轮廓零件加工表面上具有较小间距与峰谷所组成的微观几何形状特性即为表面粗糙度。其表面轮廓上相邻峰、谷间距小于1mm。(2)波纹度轮廓零件表面轮廓上相邻峰、谷间距小于1---10mm。(3)宏观形状轮廓零件表面轮廓上相邻峰、谷间距大于10mm。二、表面粗糙度对零件工作性能的影响1、对耐磨性的影响

相互运动的两个零件的表面越粗糙，则它们的磨损就越快。因为当两个零件表面间产生相对运动时，峰顶的接触将对运动产生摩擦阻力，使零件表面磨损。

2、对配合性质稳定性的影响

对于过盈配合，由于压入装配时孔、轴表面上的微小峰被挤平而使有效过盈减小；对于间隙配合，在零件工作过程中孔、轴表面上的微小峰被磨去，使间隙增大，因而影响或改变原设计的配合性质。3、对耐疲劳性的影响

对于承受交变应力作用的零件表面，疲劳裂纹容易在其微小谷底出现，这是因为在表面轮廓的微小谷底处产生应力集中，使材料的疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。

4、对抗腐蚀性的影响

在零件表面的微小谷的位置容易残留一些腐蚀性物质。由于腐蚀性物质与零件的材料不同，因而形成电位差，对零件表面产生电化学腐蚀。表面越粗糙，则电化学腐蚀就越严重。§5-2表面粗糙度轮廓的评定

检验评定表面结构的参数值必须在特定的条件下进行，国标规定图样中注写参数代号及其数值要求的同时，还要明确其检验规范。有关检验规范的基本术语有取样长度、评定长度、滤波器和传输带以及极限值判断规则。一、基本术语

1.取样长度——评定表面粗糙度时所取的一段基准线长度。

测量表面粗糙度轮廓时，应把测量限制在一段足够短的长度上，以限制或减弱波纹度、排除形状误差对表面粗糙度轮廓测量的影响。这段长度称为取样长度。它是一段与轮廓走向一致的长度。表面越粗糙，则取样长度就应越大。

2.评定长度Ln——评定表面轮廓所必需的一段长度

由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，因此为了更可靠地反映表面粗糙度轮廓的特性，应测量连续的几个取样长度上的表面粗糙度轮廓。

评定长度可以只包含一个取样长度或包含连续的几个取样长度。在参数代号后未注明时，评定长度默认为5个取样长度，否则

应注明个数。

如Ra0.4,Ra30.4,Rz13.23、轮廓滤波器和传输带

表面结构的三类轮廓各有不同的波长范围，它们又同时叠加在同一表面轮廓上因此在测量评定三类轮廓上的参数时，必须先将表面轮廓在特定一起上进行滤波，以便分离获得所需波长范围的轮廓。

这种可将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤波器。由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带。按滤波器的不同截止波长值，由小到大顺次分为λs,λc,λf三种。

按滤波器的不同截止波长值，由小到大顺次分为λs,λc,λf三种。应用λs滤波器修正后的轮廓称为原始轮廓（P轮廓），在P轮廓上再应用λc滤波器修正后的轮廓即为粗糙度轮廓（R轮廓），对P轮廓连续应用λf和λc滤波器修正后的轮廓称为波纹度轮廓（W轮廓）。4、极限值判断规则①16%规则

当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有16%的实测值超过极限值。这是默认规则如Ra3.2②最大规则

不允许任何实测值超过极限值。这时应在参数值的右侧加注max或同时标注max和min。如Ramax0.81、轮廓最小二乘中线m：是在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至该线的距离平方和为最小。二、表面粗糙度轮廓的中线（基准线）——评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线2、轮廓算术平均中线是在取样长度范围内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线，即F1＋F2＋…+Fn=G1+G2+…+Gm

lr轮廓算术平均中线往往不是唯一的，在一簇算术平均中线中只有一条与最小二乘中线重合。在实际评定和测量表面粗糙度时，使用图解法时可用算术平均中线代替最小二乘中线。

1、轮廓算术平均偏差Ra：在一个取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即三、表面粗糙度轮廓的评定参数P122２、轮廓最大高度RＺ——在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。RＺ=ＲＰ+ＲＶ

注意：Ra和RZ对同一表面只能标注一个。参数值见表5-63、轮廓单元的平均宽度(RSm)一个轮廓单元的宽度(含有一个与中线有交点的峰和相邻的一个与中线有交点的谷的一段中线长度）用符号Xsi表示。在一个取样长度范围内所有轮廓单元宽度的平均值称为轮廓单元的平均宽度(Rsm)。§5-3表面粗糙度参数值及其选择一、表面粗糙度轮廓技术要求的内容

规定零件表面粗糙度时，必须给出表面粗糙度轮廓幅度参数及允许值和测量时的取样长度值这两项基本要求，必要时刻规定轮廓其它的评定参数如表面加工纹理方向、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。二、表面粗糙度轮廓评定参数值及其选择

确定零件表面粗糙度时，既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济性。表面粗糙度选择包括参数选择和参数值的选择。§5-3表面粗糙度参数值及其选择1）表面粗糙度参数选取的原则

确定表面粗糙度时，可在两项幅度特性方面的参数（Ra、Rz）中选取，优先选择基本系列。在Ra=0.025～6.3μm和Rz=0.1～25μm中，普遍采用Ra作为评定参数。一、表面粗糙度参数值见表5-6Ra能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，但因受计量器具功能的限制，不用作过于粗糙或太光滑的表面的评定参数。二、表面粗糙度的选择总之在满足零件表面使用功能前提下，应尽量选用大的参数值。具体选择参数值时应注意：P123（1）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面。（2）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面。（3）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢质零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度。（4）配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度。（5）尺寸精度要求高时，参数值应相应地取得小。同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。（6）密封性、防腐性要求高的表面或外形美观的表面，其表面粗糙度参数值要小。（7）对于标准件，其表面粗糙度应按标准规定选取。3）参数值的选用方法——

通常采用类比法。

§5-4表面粗糙度的标注表面粗糙度代号表面粗糙度符号表面粗糙度参数其它有关规定

一、表面粗糙度的符号及代号用任何方法获得的表面（单独使用无意义）用去除材料的方法获得的表面用不去除材料的方法获得的表面横线上用于标注有关参数和说明符号意义及说明表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求表面粗糙度轮廓参数的单位是m。

二、表面结构的代号及其标注方法caedba——

表面结构的单一要求

a——注写第一表面结构要求b——注写第二表面结构要求c——注写加工方法d——注写加工纹理方向符号

e——注写加工余量（mm）应同时注出Ra或Rz和数值。1、表面结构的代号例如：用去除材料的方法获得的表面粗糙度,默认传输带，单向上限值，Ra值为0.8m，默认评定长度为5个取样长度和“16%规则”。Ra0.8用去除材料的方法获得的表面粗糙度,单向上限值，默认传输带，Rz最大值为0.2m，默认评定长度为5个取样长度，“最大规则”。加工方法为铣削。Rzmax0.2铣Ra12.5用不去除材料的方法获得的表面粗糙度,默认传输带，单向上限值，Ra值为12.5m，默认评定长度为5个取样长度和“16%规则”。例如：

表示去除材料,双向极限值，默认传输带，R轮廓，上限值：算术平均偏差6.3m，下限值：算术平均偏差0.8m，默认评定长度为5个取样长度和“16%规则”。URa6.3LRa0.82、表面粗糙度代(符号)在图样上的标注方法

1）表面结构要求对每一表面一般只注一次，并尽可能注在相应尺寸及其公差的同一视图上。除非另有说明，所标注的表面结构要求是对完工零件的要求

2）表面结构的注写和读取方向与尺寸数字的注写和读取方向一致。符号的尖端必须从材料外指向并接触表面。

3）表面结构要求可注在轮廓线上、尺寸线、引出线或它们的延长线上，还可标注在形位公差框格的上方。

4）圆柱和棱柱的表面结构要求只标注一次。

5）如果每个棱柱表面有不同的表面要求，则应分别单独标注。

1）有相同表面结构要求的简化注法

当零件的