《公差配合与技术测量》-项目4

任务一

概述在切削加工过程中，由于刀具和被加工表面间的相对运动轨迹（即刀痕）、刀具和被加工表面间的摩擦、切削过程中切屑分离时表层金属材料的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因，零件表面会出现许多间距较小的、凹凸不平的微小的峰、谷。这种零件被加工表面上的微观几何形状误差称为表面粗糙度。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面。（１）表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积减小，压强增大，磨损就越快。下一页返回任务一

概述（２）表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了连接强度。（３）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙的零件表面，存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。（４）表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面锈蚀。（５）表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。上一页下一页返回任务一

概述此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有一定的影响。可见，表面粗糙度在零件几何精度设计中是必不可少的，作为零件质量评定指标是十分重要的。我国参照ＩＳＯ标准，陆续发布了ＧＢ／Ｔ３５０５—２００９《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》、ＧＢ／Ｔ１０３１—２００９《表面粗糙度参数及其数值》、ＧＢ／Ｔ１３１—２００６《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》等国家标准，取代原表面粗糙度国家标准ＧＢ／Ｔ３５０５—２０００、ＧＢ／Ｔ１０３１—１９８５、ＧＢ／Ｔ１３１—１９９３。上一页返回任务二

表面粗糙度的评定４.２.１主要术语和定义１．取样长度lｒ取样长度是指测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，如图４.２所示。取样长度的方向与轮廓总的走向一致。规定取样长度的目的在于限制和减弱其他几何形状误差，特别是表面波度对测量的影响，表面越粗糙，取样长度就越大。在所选取的取样长度内，一般至少包含五个波峰和波谷。２．评定长度lｎ评定长度是指用于判别被评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度，如图４.２所示。下一页返回任务二

表面粗糙度的评定由于零件各部分的表面粗糙度不一定均匀，为了充分合理地反映表面的特性，通常取几个取样长度（测量后的算术平均值作为测量结果）来评定表面粗糙度，一般lｎ＝５lｒ。如被测表面均匀性较好，可选用小于５lｒ的评定长度；反之，可选用大于５lｒ的评定长度。３．轮廓中线m轮廓中线：是定量计算表面粗糙度数值大小的一条基准线，基准线通常有以下两种：（１）轮廓最小二乘中线。（２）轮廓算术平均中线。上一页下一页返回任务二

表面粗糙度的评定４.２.２表面粗糙度的评定参数为了满足对表面不同的功能要求，国家标准ＧＢ／Ｔ３５０５—２００９从表面微观几何形状的高度、间距和形状等三个方面的特征，规定了相应评定参数。１．高度特征参数———主参数２．间距特征、形状特征参数———附加参数上一页下一页返回任务二

表面粗糙度的评定４.２.３表面粗糙度国家标准表面粗糙度的评定参数值已经标准化，设计时应根据国家标准规定的参数值系列选取。国家标准ＧＢ／Ｔ１０３１—２００９对参数系列值的规定有基本系列和补充系列，要求优先选用基本系列，见表４.１、表４.２、表４.３、表４.４和表４.５。上一页返回任务三

表面粗糙度的符号及标注４.３.１表面粗糙度符号表面粗糙度符号及其意义见表４.６。４.３.２表面粗糙度代号图形符号的画法如图４.７所示，表４.７列出了图形符号尺寸。４.３.３表面粗糙度代（符）号在图样上的标注表面粗糙度代号示例及表面粗糙度符号在图样上的标注方法见表４.９和表４.１０。表面粗糙度代（符）号标注示例如图４.８、图４.９、图４.１０所示。返回任务四

选用和检测表面粗糙度４.４.１表面粗糙度参数的选用表面粗糙度是一项重要的技术经济指标，选取时应在满足零件使用性能要求下，考虑工艺的可行性和经济性。表面粗糙度参数值的选用原则是在满足功能要求的前提下，尽可能选用较大的粗糙度数值，以减小加工困难，降低生产成本。选择评定参数值的方法多采用类比法。根据类比法初步确定表面粗糙度，再结合以下情况进行考虑。（１）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应小于非工作表面的粗糙度参数值。下一页返回任务四

选用和检测表面粗糙度（２）摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦表面的粗糙度值小。对有相对运动的工件表面，运动速度越高，其表面粗糙度值也应越小。（３）受循环载荷的表面和易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽等）粗糙度参数要小。（４）配合性质要求越稳定，表面粗糙度值应越小。配合性质相同时，尺寸越小的结合面，表面粗糙度值也应越小。同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。（５）尺寸公差、形状公差和表面粗糙度是在设计图样上同时给出的基本要求，三者互相存在密切联系，故取值时应相互协调，一般应符合：尺寸公差＞形状公差＞表面粗糙度，表４.９列出了表面粗糙度与尺寸公差、形状公差的对应关系，以供参考。上一页下一页返回任务四

选用和检测表面粗糙度（６）要求防腐蚀、密封性能好或外表美观等表面的粗糙度值应较小。（７）考虑加工方法确定表面粗糙度。表面粗糙度与加工方法有密切的关系，在确定零件的表面粗糙度时，应考虑可能的加工方法，表４.１１、表４.１２列出了表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例，轴和孔表面粗糙度参数推荐值，供选取时参考。４.４.２表面粗糙度的测量表面粗糙度常用的检测方法有：比较法、光切法、干涉法、印模法等。上一页返回图4-2返回表4-1返回表4-2返回表4-3返回表4-4返回表