5-1 表面轮廓的组成与表面结构的评定参数

课题第五章表面结构与检测§5-1表面轮廓的组成与表面结构的评定参数授课时间授课时数1授课班级教具PPT、多媒体动画、视频等教学目标1．培养学生了解表面轮廓的组成。2．培养学生掌握轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz的概念。教学重点培养学生掌握轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz的概念。教学难点培养学生掌握轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz的概念。教学建议1.教材地位本节是第五章表面结构与检测的开篇，也是后续表面结构标注与检测的基础。学生已经掌握了尺寸公差和几何公差概念，对“表面粗糙度”这个词也早有耳闻，但普遍分不清表面粗糙度、表面波纹度和形状误差三者的频率层次，也容易把Ra与Rz的计算方法弄混。这一节概念性强，重在把三个概念的区别讲清、把两个评定参数的含义讲透。2.教法建议按“手感—眼看—计算”的顺序展开。先让学生用指甲在已加工件和毛坯件上各轻划一次，建立粗糙与光滑的直觉；再用放大的表面轮廓图和课件把轮廓曲线分解成不同频率的波纹，配一句形象说法“形状误差看大局、波纹度看中局、粗糙度看小局”；最后用一个只有几组小数字的例子说明Ra为什么取绝对值再平均，避免学生只会背公式。

教学内容教学活动一、表面轮廓的组成在工件的加工过程中，材料的塑性变形、加工设备的高频振动以及刀具与工件在加工表面的摩擦等因素，将导致完工工件的表面轮廓产生各种频率的波纹。按照波纹频率的高低，零件的表面轮廓可分解为表面粗糙度、表面波纹度和形状误差。表面粗糙度反映的是零件表面的微观特征，而形状误差表述的则是零件几何要素的宏观特征，介于两者之间的是表面波纹度。二、表面结构的评定参数表面结构的主要评定参数是表面粗糙度，有轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz两个参数，其中Ra为最常用的评定参数。一般来说，表面质量要求越高，Ra值越小，加工成本也越高。1．取样长度l用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度称为取样长度l。2．轮廓算术平均偏差Ra在取样长度内，轮廓偏差绝对值的算术平均值称为轮廓算术平均偏差Ra，其计算公式为3．轮廓最大高度Rz在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和称为轮廓最大高度Rz。【课前准备】教师准备：已加工件（车削过的圆钢）与毛坯件各一件、粗糙度样块或放大镜、放大的表面轮廓挂图、课件；学生准备：教材、练习本、笔、直尺，每人自带一件已加工件和一件毛坯件。一、表面轮廓的组成活动1：划一划——手感对比①学生在自己座位上用指甲或铅笔尖在自带的已加工件和毛坯件表面上各轻轻划一次，感受阻力与凹凸差别。②同桌之间用一句话交换感受，例如“加工面滑、毛坯面涩”。③教师提问：这些凹凸是怎么来的？引导学生说出塑性变形、加工设备的高频振动、刀具与工件表面的摩擦三个原因，教师随答随板书。活动2：看一看——峰谷辨识①学生用放大镜或粗糙度样块观察已加工件表面，找出一处“峰”和一处“谷”。②教师用课件出示放大的表面轮廓曲线，图上用箭头标出峰和谷，学生对照自己观察到的现象说出哪些是密集的小波纹、哪些是较疏的大波纹。③教师按波纹频率高低板书“表面粗糙度—表面波纹度—形状误差”三层次，并给出结论句：粗糙度反映微观特征，形状误差反映宏观特征，介于两者之间的是波纹度。二、表面结构的评定参数活动3：比一比——参数对比辨析①教师板书Ra、Rz两个参数代号并提问各代表什么，学生举手回答：Ra是轮廓算术平均偏差，Rz是轮廓最大高度，其中Ra最常用，表面质量要求越高Ra值越小、加工成本也越高。②教师把Ra和Rz做成左右两栏对比板书（一栏“取样长度内偏差绝对值的算术平均值”，一栏“一个取样长度内最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和”）。课堂小结1．表面轮廓的成因2．表面轮廓的分解3．三类误差的分工4．取样长度5．轮廓算术平均偏