中科大机械精度设计与检测基础课件05表面粗糙度与检测

内容提要:第五章表面粗糙度与检测

1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响；2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数；3.表面粗糙度的选用；4.表面粗糙度在图样上的标注方法；5.表面粗糙度的测量。1第五章表面粗糙度与检测

5.1概述一、表面粗糙度的定义

加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和间距（S）状况。图5.1定义：一般按S分：S＜1mm为表面粗糙度；1≤S≤10mm为波纹度；S＞10mm为f形21.对摩擦和磨损的影响

2.对配合性质的影响

3.对抗疲劳强度的影响

4.对抗腐蚀性的影响图5.2图5.3另外，对密封性、接触刚度和零件的外观等都有很大影响。二、表面粗糙度对零件使用性能的影响

35.2表面粗糙度的评定

一、基本术语

1.取样长度lr—2.评定长度ln—测量或评定时规定的一段基准线长度。一般ln＝5lr

(连续的)

测量或评定时规定的一段最小的测量长度。图5.43.中线—具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。4在lr内，使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小。即（2）轮廓算术平均中线—（1）轮廓最小二乘中线(m)—在lr内，图5.5m5二、评定参数

1.幅度参数（高度参数）

即（1）轮廓的算术平均偏差在lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值，见上页图5.5。近似为—。图5.5m6（2）轮廓的最大高度Rz—图5.6Rz=Zp+Zv72.间距参数

轮廓单元的平均宽度Rsm—在lr内轮廓单元宽度XSi的平均值，即轮廓单元—一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。轮廓单元宽度—中线与一个轮廓单元相交线段的长度。图5.783.混合参数（形状参数）

在给定的水平位置

C上轮廓的实体材料长度Ml(C)与ln的比率。轮廓的支承长度率Rmr(C)—式中实体材料长度水平截距C=Rz

%表面粗糙度评定参数共4个：其中基本参数2个Ra和Rz；

附加参数2个Rsm和Rmr(c)。图5.895.3表面粗糙度的参数数值及其选用

一、表面粗糙度的参数数值

P126

表5.1～5.50.120.203.2500.0250.406.30.0500.8012.50.1001.6025表5.1Ra的数值表5.2Rz的数值0.0250.406.310010000.0500.8012.52000.1001.60254000.203.25080010二、表面粗糙度参数的选用1.评定参数的选用

（1）幅度参数—一般情况下从Ra和Rz中任选一个。

但普遍采用Ra，因为它反映表面粗糙度特性的信息量大和用轮廓仪测量容易。

Rz用于极光滑表面和粗糙表面，一般用双管显微镜测量。

（2）间距参数和混合参数—有特殊使用要求时才附加选用Rsm和Rmr(c)。基本参数附加参数Rsm—用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时；Rmr(c)—但同时要给出C值。用于对耐磨性和接触刚度等有要求时，112.参数值的选用

参数值的选用主要根据功能要求，其次考虑经济性和工艺的可能性。选用时应注意符合以下原则（P129）：（1）同一零件上，工作表面的Ra(或Rz)值小于非工作表面；（2）摩擦表面的Ra(或Rz)值小于非摩擦表面；（4）配合性质要求高的配合表面、受重载荷作用的过盈配合表面Ra(或Rz)值要小；（3）过盈配合表面的Ra（或Rz）值小于间隙配合的表面；12（6）对于配合孔轴同一公差等级时，轴的Ra(或Rz)值要小于孔；（7）对于同一公差等级的不同尺寸，小尺寸的Ra(或Rz)值要小于大尺寸。选用方法一般采用类比法。见P128-130

表5.6～5.8。（5）在确定Ra(或Rz)值时，应注意与尺寸公差（T）和形位公差（t）协调：t≈0.6T时，

Ra≤0.05T，Rz

≤0.3Tt≈0.4T时，

Ra≤0.025T，Rz≤0.15Tt≈0.25T时，

Ra≤0.012T，Rz≤0.07T1314155.4表面粗糙度符号、代号及其注法

一、表面粗糙度的符号

表5.916二、表面粗糙度的符号、代号及参数允许值的注法符号、代号应标在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。参数允许值：所有实测值中，允许超过规定值的个数少于总数的16％。

（2）极限值（max、min）—1.基本参数的标注符号的尖端必须从材料外指向表面。（1）上、下限值—所有实测值都不得超过规定值。17182.附加参数及其项目的标注，基本参数（幅度参数）代号及其数值（μm)；加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等；取样长度（mm)或波纹度（μm)；加工纹理方向符号；加工余量（mm)；间距参数代号及其数值（mm)或支撑长度率代号及其数值。：b：c：d：e：f：见P132-133图5.10、图5.11、图5.12、图5.13和图5.14，纹理方向符号见P133表5.11。19作业P136—137思考题2、4、7，作业题1、2、320作业:P136—137思考题2、4、7,作业题1、2、3、4本章重点:1.表面粗糙度的定义及其对机械零件使用性能的影响；2.取样长度、评定长度和最小二乘中线的概念；3.表面粗糙度评定参数的名称、代号及其在图样上的标注方法，必须要掌握基本参数的名称、代号和标注方法；4.表面粗糙度的选用，表面粗糙度与尺寸公差和形状公差之间的关系；5.掌握Ra和Rz的测量方法。21

1.为什么要规定取样长度lr、评定长度ln和中线？2.

表面粗糙度的评定参数有几个？其名称和代号是什么？3.表面粗糙度标注的3个基本符号和含义是什么？

Ra和Rz标注有何不同？

4.试将下列要求标在图上：a．大端圆柱面的尺寸要求为φ４５h7mm，并采用包容要求，表面粗糙度值Ｒa的上限值为0.8μｍ；b．小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴度公差为Φ30μｍ；；［c．小端圆柱面的尺寸为φ25±0.007mm，圆度公差为0.01mm，Rz的

最大值为1.6μm，d.其余表面Ｒa的上限值均为6.3μｍ。］2245Фh7E25Ф±0.007EA0.8A0.010.03Φ6.3其余Rz1.6max23作业题：1.解释图5.18中标注的各表面粗糙度要求的含义。答：例螺纹牙侧表面用去除材料方获得，其Ra上限值为0.8μm，取样长度lr符合国家标注，其他项目无特殊要求。0.8242.用类比法分别确定Φ50t5和ΦT6配合表面Ra的上限值。（P130表5.7,12）解：由表5.7Φ50t5：Ra≤0.2μm；Φ50T6：Ra≤0.4μm。253.在一般情况下，Φ40H7和Φ6H7、Φ40H6／f5和

Φ40H6／s5相比，其表面何者精度要求高？（P129）解：（1）一般情况下，Φ40H7孔表面粗糙度精度要求比Φ6H7孔表面低些，即Φ40H7孔表面的Ra或Rz值大于Φ6H7孔表面；（2）一般情况下，Φ40H6／f5配合表面粗糙度精度要求比Φ40H6／s5配合表面低些，即Φ40H6／f5配合表面的Ra或Rz值大于Φ6H7孔表面。26lrilr1lr2lr3lr4最高点（格）438453516541458461518540452451518538449448520536467460521537最低点（格）4614685345464604745335464774