第5章(表面粗糙度与检测)概要课件

第5章(表面粗糙度与检测)概要一、实际轮廓：平面与实际表面相交所得的轮廓线基本概念一、零件表面的形貌可分为三种情况：形状误差：峰谷的波长和波高之比大于1000（波距大于10mm)的不平程度属于形状误差。表面波纹度：峰谷的波长和波高之比等于50～1000(波距为1~10mm)的不平程度称为波纹度。目前表面波纹度还没有制定国家标准。国际标准化组织第57技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。

表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于50（波距小于1mm)。一、造成表面粗糙度的原因：刀具与被加工表面的摩擦；切屑分离时的工件表面层金属的塑性变形；工艺系你统中的高频振动；表面粗糙度对零件性能的影响

配合性质稳定性：配合表面经跑合后，改变了配合性质。

摩擦磨损：摩擦系数增大，有效接触面积小，单位面积压力大，越容易磨损。

抗腐蚀性：不平表面的腐蚀物更多，越容易腐蚀。对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。

密封性：只在局部点上接触，中间缝隙影响密封性。§5.1表面粗糙度的国家标准§5.1.1表面粗糙度的评定参数及其数值§5.1.1.1主要术语及其定义(GB/T3505-2000)一、取样长度l判别和测量表面粗糙度所规定的一段基准线长度。一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。常用的取样长度值l

值见表5-1所示。二、评定长度ln：

评定表面粗糙度时所必须的一段长度。一般情况下：ln=5。取样长度与评定长度三、轮廓中线m在取样长度内，使轮廓上各点的轮廓偏距yi

的平方和最小，即：（一）轮廓最小二乘中线在取样长度内，使轮廓上各点的轮廓偏距yi

的平方和最小，即：

(二)轮廓的算术平均中线§5.1.1.2评定参数及数值(GB/T3505-2000)一、高度特征参数二、间距特征参数1.轮廓算术平均偏差Ra2.微观不平度十点高度Rz3.轮廓最大高度Ry1.轮廓微观不平度间距Sm2.轮廓单峰平均间距S三、形状特征参数

轮廓算数平均偏差Ra：在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即：或近似为

Ra越大，表面越粗糙。Ra能客观、全面反映表面微观几何形状特性。

微观不平度十点高度Ｒz（新标准中已无此项）：在取样长度内５个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。

轮廓最大高度Ｒz（旧标准(GB/T1031-1995)中用Ｒy表示）：在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。Ｒz越大，表面越粗糙。Ｒz能不如Ｒa对表面粗糙度反映得客观、全面。二、间距参数

轮廓单峰平均间距S（新标准中已无此项）：两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si称为轮廓单峰间距，则S为：间距参数反应轮廓疏、密况状，即l

内峰、谷的数量。

轮廓单元的平均宽度RSm（旧标准是微观不平度的平均间距

Sm）

：含有轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi

称为微观不平度间距，则Sm为：三、形状特征参数

轮廓支撑长度率Rmr

（旧标准是tp）

：与轮廓峰顶线相距为c

的一条直线与轮廓峰相截所得到的各段截线bi之和，称为轮廓支撑长度np，与取样长度l之比，就是轮廓支撑长度率tp，且有：§5.1.1表面粗糙度代号及其标注

a1、a2

处为粗糙度高度参数的允许值（μm）；b处标注加工方法、镀涂或其它表面处理；c处标出取样长度（mm）；d标出加工纹理方向符号；e处标出加工余量（mm）；f处标出间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。GB/T131-1993纹理方向表面是通过去除材料方法获得；表面是通过不去除材料方法获得；去除材料，Ra（可省略）最大允许值为6.3μm；6.3任何方法，Ra最大允许值为6.3μm；Ｒz200不去除材料，Ｒz最大允许值为200μm。6.3标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面。实例分析§5.2零件表面粗糙度参数值的选择

总的原则：在满足零件功能的前提下，选取最经济的参数值。在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值；同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面，易引起应力集中的部分要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下对应关系：若

T≈0.6IT，则Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，则Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，则Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，则Ra≤0.015T；Rz≤0.6T§5.3表面粗糙度的测量§5.3.1比较法将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。§5.3.2光切法利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量Rz

为0.5～60μm。§5.3.3干涉法利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。常用于测量R