CH5表面粗糙度.ppt

1、第五章：表面粗糙度，1。表面粗糙度的评估，2。表面粗糙度的选择和标记。表面粗糙度的测量，5.1表面粗糙度的评估，1。基本概念，2。表面粗糙度的基本术语。表面粗糙度的评价参数和数值。表面粗糙度是表示这些峰和谷的高度和间距的微观几何特征的指标。如图所示，首先，切削零件的基本概念，不仅有尺寸精度和形位公差的要求，而且还有表面质量的要求。表面质量影响零件的使用性能。表面粗糙度用于测量零件的表面质量。1、表面粗糙度的概念，零件加工表面上的微小几何误差称为表面粗糙度，也称为微粗糙度。1)表面粗糙度的原因包括刀具和加工表面之间的相对运动轨迹(即刀痕)、刀具和加工表面之间的摩擦、切削过程中切屑分离时表面金属材

2、料的塑性变形以及加工系统的高频振动。2)表面粗糙度与表面波度和形状误差之差，小于1毫米的波距属于表面粗糙度；110毫米的波距属于面波度；波距大于10毫米属于形状误差。当波距与波幅h之比小于40时，属于表面粗糙度；当比值为401000时，属于表面波度；当比值大于1000时，就是形状误差。如图所示，实际的表面轮廓、表面粗糙度、表面波度、形状误差以及表面粗糙度对零件使用性能的影响，表面的不均匀性减少了实际的接触面积，增加了接触部位的压力。表面越粗糙，接触面积越小，压力越大，接触变形越大，摩擦阻力越高，磨损越快。实际接触表面，1)影响两个接触表面之间的摩擦、磨损和接触变形，2)影响配合特性，并且粗糙表

3、面使得间隙配合并且间隙增加；干涉配合的干涉减少；过渡配合变得松散。3)影响疲劳强度表面微观粗糙度的凹痕越深，其底部曲率半径越小，应力集中越严重，零件疲劳损伤的可能性越大，疲劳强度越低。4)影响耐蚀性的腐蚀介质聚集在表面谷中，难以去除，导致金属腐蚀。表面越粗糙，谷底越深，谷底越陡，零件的耐腐蚀性越差。此外，表面粗糙度还影响零件结合面的密封性能、表面反射能力和外观质量。2.表面粗糙度的基本术语，1由实际轮廓平面和实际表面的交点得到的轮廓线就是实际轮廓。(分为横向轮廓和纵向轮廓)，横向实际轮廓：垂直于通过将表面与平行于表面纹理的平面相交而获得的轮廓线，纵向实际轮廓：通过与表面相交而获得的轮廓线。2.

4、采样长度l (lr)，指用于判断评估轮廓的不规则特征的基准线长度。为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响，至少包括五个轮廓峰和谷。取样长度和评价长度，取样长度应满足表面粗糙度的要求(见表)。取样长度太短，不能反映表面粗糙度的实际情况；如果取样长度过长，表面粗糙度将包含在测量值中。一般来说，取样长度范围内应包含5个以上的轮廓峰和谷。为了充分合理地反映表面的特性，通常采取几个取样长度来评价表面粗糙度，一般ln=5l。评估长度是指判断被评估轮廓的表面粗糙度所需的长度；3.评价长度ln、采样长度和评价长度的选择值(摘自GB/t 106101998)；4.用于测量或评估表面粗糙度数值的参考线称

5、为参考线，通常有两种：轮廓最小二乘中线和轮廓最小二乘中线(2)轮廓算术平均中线，在采样长度中，实际轮廓被一条假想线分成上下两部分，且上部分面积之和等于下部分面积之和，即。这条假想线是等高线算术平均值的中线(图B中的O1和O2O2)。最小二乘中线在等高线图上的位置很难确定，在实际工作中可以用算术平均中线代替最小二乘中线，两者相差不大。3.表面粗糙度的评价参数，1。高度特征参数的主要参数(1)采样长度内等高线的平均算术偏差，即从被测表面等高线上各点到基准线的距离Yi的绝对值的平均值(如图所示)。其中：y(x)是从表面轮廓的上点到参考线的距离。Yi从表面轮廓上的第I点到基准线的距离；l采样长度；样本

6、数量。公式表示为或近似表示为、轮廓算术平均偏差全面反映了表面粗糙度的高度特性，概念清晰，检测方便，目前被世界各国广泛采用。(2)微粗糙度的10点高度R z，五个最大轮廓峰高的平均值和五个最大轮廓谷深的平均值之和(如图所示)。在哪里；Ypi最大等高线的峰高；Yvi的最大等值线的谷深不是负的。(3)等高线的最大高度Ry、取样长度内等高线的峰线和等高线的谷线之间的距离(如图所示)。公式表示为、由于测量点不多，反映微观几何高度的特性不如Ra参数的特性。等高线波峰线和等高线波谷线分别是指在采样长度l、高度特征参数、内，平行于基准线并穿过等高线最高点和最低点的直线，公式表示为、2。节距特征参数的附加参数，

7、(1)轮廓微粗糙度的平均节距S m，采样长度内轮廓微粗糙度的平均节距Smi(如图所示)。所谓轮廓微粗糙度的距离Smi，是指中线轮廓峰和相邻轮廓谷的长度。(2)采样长度内轮廓单峰平均距离s的算术平均值(如图所示)。所谓的轮廓单峰距离S1是指投影在中线上的两个相邻单峰峰的最高点之间的距离长度。其中：n个轮廓峰的个数和第I个轮廓峰之间的距离。轮廓间距参数，3。形状特征参数的附加参数，轮廓的支持长度比tp:当平行于参考线的直线从峰值顶线向下移动到采样长度内的某个水平位置时，通过切断轮廓获得的截面线长度bi的总和与采样长度l的比率如图所示。轮廓支撑长度、间距参数和形状特征参数都是附加的评估参数。一般情况

8、下，应选择三个基本评价参数，只有当少数零件的重要表面有特殊使用要求时，才应选择附加评价参数。四是表面粗糙度国家标准，表面粗糙度评价参数值已经标准化，设计应根据国家标准规定的参数值系列进行选择。国家标准GB /T10311995要求首先选择基本系列值。轮廓算术平均偏差Ra (m)的数值，5.2表面粗糙度的选择和标记，1。表面粗糙度符号，2。表面粗糙度代码。在表面粗糙度符号的基础上，标记其他表面特征，形成表面粗糙度代码。表面粗糙度代码指粗糙度高度参数代码及其值a1和a2，以m b为单位表示加工方法、电镀、涂层、表面处理或其他说明等。c采样长度(单位为mm)或波纹度(单位为m) d加工纹理方向符号E

9、加工余量，单位为mm f粗糙度间距参数值(单位为mm)或轮廓支撑长度比率。当表面粗糙度参数的所有测量值中超过固定值的数量小于总数的16时，应在图纸上标出表面粗糙度参数的上限或下限。当要求表面粗糙度参数的所有测量值不得超过规定值时，应在图纸上标明表面粗糙度参数的最大值或最小值、表面粗糙度附加参数、其他表面粗糙度项目和加工纹理方向符号。三是在图纸上标注表面粗糙度符号和代码，在可见轮廓线、尺寸线或其延长线上标注表面粗糙度代(符号)号。符号的尖端必须从材料的外部指向要标记的表面，数字和符号的方向必须与尺寸数字的方向一致。表面粗糙度代码标注方法，表面粗糙度标注示例，当零件的大多数表面具有相同的表面粗糙度

10、要求时，最常用的符号和代码之一可以统一标注在图纸的右上角，并且可以标注“others”一词。当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，标记如图所示。当齿廓不是画在齿轮、蜗轮和渐开线花键的工作面上时，可以在节圆上标注表面粗糙度代码。如图所示。齿轮和花键的表面粗糙度标记示例。如果齿形不是画在螺纹工作面上，可以如图所示进行标记。以中心孔、键槽工作面、圆角和倒角的表面粗糙度为例。图示为减速箱中的输出轴。轴颈55j6(两处)配滚动轴承，56r6和45m6配齿轮和滑轮，表面粗糙度要求高。4.新旧国家标准的比较由于旧的国家标准已经使用了很长时间，老的工程师和工人对旧的国家标准的表面光洁度有很深的印象。为了

11、帮助比较记忆，本文介绍了一种简单的方法，旧国家标准的5相当于新国家标准的Ra3.2(第一系列数值，3.2可视为3 2=5记忆)，并记住这种对应关系。例6相当于Ra1.6；3相当于Ra12.5。或者直接写1，相当于Ra50。5.表面粗糙度的选择1。表面粗糙度的选择主要包括表面粗糙度评价参数和参数值的选择。零件表面粗糙度的选择是否恰当不仅影响产品的使用性能，还直接影响零件的加工工艺和制造成本。3、表面粗糙度选择的原则，首先满足性能要求，然后兼顾经济性。即在满足使用要求的前提下，尽可能降低表面粗糙度要求，增大表面粗糙度允许值。2、表面粗糙度的具体选择方法采用类比法确定粗糙度的参数值。4.表面粗糙度评

12、定参数的选择GB/T10311995规定，表面粗糙度参数应从高度特征参数中选择。1)R a ParAmeter能充分反映表面微观几何高度的特征，R a值用触笔电剖面仪测量相对简单，因此ra一般用作光滑和半光滑表面的评价参数。然而，当材料较软时，不能使用电阻抗，因为电阻抗通常是通过触针接触来测量的。一般来说，在常用参数的范围内(ra为0.0256.3米，Rz为0.125米)，国家标准建议首选ra。2)虽然R z参数所反映的几何特征不如R a参数所反映的那样准确和全面，但R Z的概念简单，测量简单。当表面太粗糙(Ra6.3m米)或太光滑(Ra 0.025m米)时，选择Rz。3)如果测量区域非常小，

13、并且在取样长度ry中有少于5个轮廓峰或谷(例如尖端、叶片如果表面要求耐磨，可以选择Ra、Ry和TP；当要求表面承受交变应力时，可以选择Ry、S、m和S；当强调表面的外观质量和可涂装性时，可以选择表面粗糙度和表面粗糙度。5.表面粗糙度参数值的选择。用类比法选择表面粗糙度参数值时，可以根据经验数据初步选择表面粗糙度参数值，然后根据工况进行调整。调整时应考虑以下几点：1)同一零件上工作面的粗糙度值应小于非工作面的粗糙度值。2)摩擦面的粗糙度值应小于非摩擦面。滚动摩擦表面的粗糙度小于滑动摩擦表面的粗糙度。对于相对运动的工件表面，运动速度越高，粗糙度值越小。3)单位面积高压或交变应力的重要零件的圆角和沟

14、槽的粗糙度值应选择较小的值。4)匹配性能越稳定，表面粗糙度值越小。当匹配特性相同时，接合表面尺寸越小，表面粗糙度值应该越小。在相同精度水平下，小尺寸表面粗糙度小于大尺寸表面粗糙度，轴小于孔。7)表面粗糙度值一般应与尺寸公差和形位公差相适应。一般来说，当零件的尺寸公差和形状公差较高时，表面粗糙度值应较小。然而，在实际生产中存在一些情况，如尺寸公差、形位公差大，但表面粗糙度很小，如机床手柄或手轮的表面，因此它们之间没有明确的函数关系。让表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，如果T为0.6IT，则为ra 0.05 itrz 0.2 tr0.025 itrz 0.1 tr0.25 itrz 0.012

15、irz 0.05 IRT 0.25 itrz 0.015 trz 0.6t；6)表面粗糙度要求在标准中已有规定(如与各级精密齿轮的滚动轴承、键槽、主表面相匹配的轴颈和壳孔)，因此应选择标准中规定的表面粗糙度参数值。5)表面粗糙度值应小，如对耐腐蚀性、密封性和美观性要求高。5.3表面粗糙度的测量，表面粗糙度的常用检测方法有：比较法、光切法、干涉法、滚针法和压痕法。比较法，比较法是指将被测表面与具有已知高度特征参数值的粗糙度模板进行比较，以判断表面粗糙度的检测方法。比较方法简单，适合车间使用。缺点是评估结果的可靠性在很大程度上取决于检查员的经验。该比较法仅适用于表面粗糙度评价要求较低的工件。比较起

16、来，可以用肉眼观察，手动触摸，也可以用显微镜、放大镜。所用粗糙度样品的材料、形状和加工方法应尽可能与被测表面一致。表面光洁度对比样品符合GB6060.2-85。第二，光切法是指利用光切原理测量表面粗糙度的方法。常用的测量仪器是光切显微镜，也称为双管显微镜。光切显微镜、光切显微镜主要用于测定Rz和Ry，测量范围一般为0.560米。适用于测量通过车削、铣削、刨削或其他类似加工方法加工的零件的平面和圆柱面。光切法的基本原理，光切显微镜由两个镜管组成，右边是投影照明管，左边是观察管。两个镜筒的轴线成90度。由照明管中的光源1发射的光穿过聚光器2、光阑3和物镜4以形成平行光带。该平行光带以45的倾角投射到被测表面。光带在S1的崎岖山峰和S2的山谷中反射。在穿过观察管的物镜4之后，S1和S2分别在标线片5的S1和S2上成像。如果高度一束光穿过分光镜7，然后通过补偿镜8和物镜9照射到被测表面P2，然后被P2反射并通过原始光路返回，然后通过分光镜7反射到目镜14。另一束光被分束器7反射，然后通过滤光器17和物镜10传输到参考镜P1，然后被P1反射回来，并通过分束器传输到目镜14。两个光束相遇并重