6.表面粗糙度3(新).ppt

1、表面粗糙度,机械制图精品课程组,基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的评定、标注、选用及测量。 重点内容：表面粗糙度的评定、标注及选用。 难点内容：表面粗糙度的评定、选用。 操作技能：表面粗糙度的测量。,第一节 概述,加工表面的几何形貌是由加工过程中刀具与被加工工件的摩擦、切屑分离时塑性变形及加工系统的振动等因素的作用，在工件表面留下的表面结构，包括表面粗糙度、表面波纹度、表面几何形状和表面缺陷四种。,图1 表面轮廓,表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。,表面轮廓,波距1mm 表面粗糙度轮廓,波距在110mm 波纹度轮廓,波距10mm 宏观形状轮廓,实际表面轮廓,图2

2、 零件表面几何形状误差及其组成成份,表面粗糙度轮廓的界定,表面粗糙度：在零件加工表面存在的一种由较小间距和微小峰谷形成的微观几何形状误差。,表面粗糙度的基本概念,1）对摩擦和磨损的影响,两相对表面运动时，磨损越快。,表面越粗糙，f,2）对配合性质的影响：,如果是间隙配合，磨损后，间隙增大； 如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。,3）对疲劳强度的影响：,表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越严重，容易产生疲劳破坏。,4）对接触刚度的影响：,表面越粗糙，峰值越大，实际接触面小，单位面积受力增加。,5）对耐腐蚀性能的影响：,表面越粗糙容易将腐蚀物存于谷中，造成对工件表面的腐蚀。,表面粗糙度

3、对零件使用性能的影响,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/T 3505-2000） 表面粗糙度 参数及其数值（GB/T1031-1995） 机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法（GB/T 131-2006）,表面粗糙度标准,第二节 表面粗糙度的评定,一、基本术语与定义（GB/T 3505-2000） 1、轮廓滤波器 2、取样长度（lr） 3、评定长度（ln） 4、轮廓中线 5、轮廓峰顶线与轮廓谷底线,1、轮廓滤波器 轮廓滤波器是指把轮廓分成长波和短波成分的仪器。按波长从短到长的顺序，轮廓滤波器分为s滤波器、c滤波器、f滤波器。 获取表面粗糙度成分的滤波器是c

4、滤波器。,2、取样长度（lr） 用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，即具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。X轴的方向与轮廓总的走向一致，一般应包括5个以上的波峰和波谷。,3、评定长度（ln） 评定长度是用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。可包括一个或几个取样长度 。一般取ln=5lr。若被测表面比较均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选ln5lr。,lr和ln的数值,4、轮廓中线 1）轮廓的最小二乘中线,在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的平方和最小的线。,即,4、轮廓中线 2）轮廓算术平均中线,轮廓算术平均中线是指在取样长度内划分实际轮廓为上、下两部分，且使两部分面积相

5、等的基准线。,即,5、轮廓峰顶线与轮廓谷底线 轮廓峰顶线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最高点的线。 轮廓谷底线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最低点的线。,二、评定参数（GB/T 3505-2000） 粗糙度轮廓的参数由幅度参数、间距参数、混合参数以及曲线和相关参数组成。 1、幅度参数 轮廓算术平均偏差（Ra ） 轮廓的最大高度（Rz ） 2、间距参数 轮廓单元的平均宽度(Rsm) 3、形状特征参数 轮廓支承长度率（Rmr(c)）,1、幅度参数-轮廓算术平均偏差Ra,Ra-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 。,近似表示：, 轮廓最大峰高Rp, 轮廓最

6、大谷深Rv,-maxZpi,-maxZvi, 轮廓最大高度Rz,- 取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间 的距离。 Rz= Rp+ Rv,1、幅度参数-轮廓最大高度Rz,2、间距参数-轮廓单元的平均宽度(Rsm),在取样长度内，轮廓单元宽度Xs的平均值。,3、形状特征参数-轮廓支承长度率Rmr(c),Rmr(c) -在给定的水平位置c上,轮廓的实体材料长度 Ml(c) 与评定长度ln之比,当给定水平位置C1时，Rmr(c)=M l(c)i/ln； 当给定水平位置C2时，Rmr(c)= M l(c)/ln = 100%,三、表面粗糙度评定参数的数值,Ra的数值 (um),Rmr(c)的数值,RS

7、m的数值,第三节 表面粗糙度在图样中的标注,国家标准GB/T131-2006对表面粗糙度的符号、代号及其标注做了规定。,基本符号:,一、表面粗糙度符号,H1 1.4h h 字高,（最小值）,表 面 粗 糙 度 符 号,扩展图形符号。用去除材料的方法获得的表面,扩展图形符号。用不去除材料的方法获得的表面，也可用于表示保持上道工序形成的表面。,完整图形符号。横线上用于标注有关参数和说明,符 号,意 义 及 说 明,二、表面粗糙度的代号,a 处标注表面结构的单一要求，包括参数代号、极限数值等； 位置a和b处注写两个和多个表面结构要求； c 处标注加工方法； d 处标注加工纹理方向符号如图所示； e

8、处标注加工余量（mm）。,三、表面粗糙度标注示例,用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m，加工方法为铣削。,采用不去除材料的方法获得的表面, Rz的上限值为0.4m。,用去除材料的方法获得的表面, Rz的最大值为0.4m。,用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为25m， Ra的下限值为6.3m。,表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。 表面粗糙度可标注以下位置：轮廓线或指引线上；特征尺寸的尺寸线上；形位公差的框格上；延长线；圆柱或棱柱表面上。,四、表面粗糙度在图样上的标注,第三节 表面粗糙度的选择,一、 表面粗糙度评定参数的选择,如无特殊要求，一般仅选用幅度

9、参数 。 1、在Ra=0.0256.3范围内，推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征；表面过于粗糙或太光滑时，多采用Rz。 2、当表面不允许出现较深加工痕迹，防止应力过于集中，要求保证零件的抗疲劳强度和密封性时，应选择Ra与Rz联用。 3、当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Rz值。,一、 表面粗糙度评定参数的选择,附加参数一般不单独使用。 1）对有特殊要求的少数零件的重要表面（如要求喷涂均匀、涂层有较好的附着性和光泽表面）需要控制Rsm数值。 2）对于有较高支撑刚度和耐磨性的表面，应规定Rmr(c)参数。,二、表面粗糙度评定参数值的选择,表面粗糙

10、度评定参数值的选择，不但与零件的使用性能有关，还与零件的制造及经济性有关。 选用的原则：在满足零件表面功能的前提下，评定参数的允许值尽可能大（除Rmr(c)外），以减小加工困难，降低生产成本。,二、表面粗糙度评定参数值的选择,选择方法 1) 计算法 2）试验法 3）类比法,3）类比法 （1）在同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的表面粗糙度值小。 （3）运动速度高、单位面积压力大、受交变载荷的零件表面，以及最易产生应力集中的部位（如沟槽、圆角、台肩等），表面粗糙度值均应小些。 （4）配合要求高的表面，表面粗糙度值应小些。,二、表面粗

11、糙度评定参数值的选择,3）类比法 （5）对防腐性能、密封性能要求高的表面，表面粗糙度值应小些。 （6）配合零件表面的粗糙度与尺寸公差、形位公差应协调。一般应符合：尺寸公差形位公差表面粗糙度。 （7）同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸，轴比孔的粗糙度值要小。 （8）有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的应按相应标准确定表面粗糙度数值. （9）要求外表美观的表面，表面粗糙度值应小些。,二、表面粗糙度评定参数值的选择,一、比较法,将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视觉、触感或其它方法进行比较后，对被测表面的粗糙度作出评定的方法。比较法多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。,第四节 表面粗糙度的测量,二、光切法,利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜。常用于测量Rz为0.560m。,三、干涉法,利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法。主要用于测量表