5第四章 表面粗糙度及檢測ppt課件

04 15 26 第四章表面粗糙度 表面粗糙度 是指加工表面具有較小間隙和微小峰谷的一種微觀幾何形狀誤差 舊稱表面光潔度 危害 影響配合件接觸剛性 降低機器壽命和精度 影響配合性質 工作精度 抗腐蝕性 影響手感 觀感 本章基本內容 掌握表面粗糙度的基本概念 表面粗糙度的評定 選用 標注及測量 重點內容 表面粗糙度的評定 選用及標注 難點內容 表面粗糙度的評定 選用 操作技能 表面粗糙度的測量 原因 機械加工過程中 由于刀痕及切削過程中切屑分離時的塑性變形 工藝系統(tǒng)中的高顫振動 以及被加工表面摩擦等原因 致使被加工表面產生微量高低不平的痕跡 形狀誤差零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差 機械零件表面精度所研究和描述的對象是零件的表面形貌特性 零件的表面形貌可以分為三種成分 表面波紋度零件表面中峰谷的波長和波高之比等于50 1000的不平程度稱為波紋度 會引起零件運轉時的振動 噪聲 特別是對旋轉零件 如軸承 的影響是相當大的 目前表面波紋度還沒有制定國家標準 國際標準化組織第57技術委員會正在制定表面波紋度有關國際標準 表面粗糙度零件表面所具有的微小峰谷的不平程度 其波長和波高之比一般小于50 第一節(jié)表面粗糙度 一 術語及定義 1 表面輪廓 平面與實際表面相交輪廓 2 s濾波器 濾掉比粗糙度波長更短的濾波器 3 c濾波器 確定粗糙度與波紋度之間相交界限的濾波器 4 原始輪廓 在應用 s濾波器之后的總的輪廓 是評定原始輪廓參數的基礎傳輸帶 長波截止波長 c和短長波截止波長 s之間的波長范圍5 粗糙度輪廓 對原始輪廓采用 c濾波器抑制長波成分后形成的輪廓 由 s和 c來限定 6 粗糙度輪廓中線 用標稱形式的線穿過粗糙度輪廓 按最小二乘法擬合所確定的中線 在取樣長度內 使輪廓上各點至該線的距離平方和為最小 即 GB T3505 2009 GB T1031 2009 GB T131 2006中給出了有關術語及定義 04 15 26 7 取樣長度lr 取樣長度是用于判別和測量表面粗糙度時所規(guī)定的一段基準線長度 它在輪廓總的走向上量取 目的 規(guī)定和選取這段長度是為了限制和消弱表面波度對表面粗糙度測量結果的影響 表面越粗糙 取樣長度越大 因為表面越粗糙 波距也越大 較大的取樣長度才能反映一定數量的微量高低不平的痕跡 8 評定長度ln 為了全面 充分地反映被測表面的特性 在評定或測量表面輪廓時所必需的一段長度 評定長度可包括一個或多個取樣長度 表面不均勻的表面 宜選用較長的評定長度 評定長度一般按5個取樣長度來確定 二 粗糙度的評定參數國標規(guī)定評定參數有二個幅度參數 輪廓算術平均偏差Ra 輪廓的最大高度RZ 1 輪廓算術平均偏差Ra在取樣長度lr內 輪廓縱坐標值的絕對值的算術平均值 Ra越大 表面越粗糙 或 Ra能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性 但因受計量器具功能的限制 不用作過于粗糙或太光滑的表面的評定參數 2 輪廓最大高度RZ在取樣長度lr內 輪廓最高峰頂線Zp和輪廓最低谷底線Zv之間的距離 兩粗糙表面高度參數相近 但疏密不同 因此兩個表面的密封性 耐磨性不同 國標規(guī)定了兩個附加參數 輪廓單元的平均寬度Rsm輪廓的支承長度率Sm 3 輪廓單元的平均寬度Rsm在取樣長度lr內 輪廓單元寬度Xs的平均值 4 輪廓的支承長度率Sm 在給定水平位置c上 輪廓的實體材料長度與評定長度的比率 三 評定參數的數值 根據GB T131 2006規(guī)定 1 表面結構的參數國家標準規(guī)定 評定表面結構質量的主要輪廓參數組有三個 R 輪廓參數 粗糙度參數 W 輪廓參數 波紋度參數 P 輪廓參數 原始輪廓參數 在零件圖上主要用到的是粗糙度參數R 包括輪廓算術平均偏差Ra和輪廓最大高度Rz 其中最常用的是輪廓算術平均偏差Ra 新定義 小寫字母大寫字母 下標大寫字母 Ra 新 Ra 舊 參數改變 參數代號的寫法改變 原Ry 最大高度 定義為Rz 原Rz 十點高度 不再使用 Ra不再為默認 評定參數的數值仍按我國原標準 100 50 25 四 表面粗糙度的符號 代號及標注 2 表面結構的符號表面結構的符號畫法如圖所示 表面結構的符號及附加標注的尺寸見下表 基本圖形符號 對表面結構有要求的圖形符號 簡稱基本符號 無補充說明時不能單獨使用 擴展圖形符號 基本符號加一短橫 表示表面是用去除材料的方法獲得 例如 車 銑 鉆 磨 剪切 拋光 腐蝕 電火花加工 氣割等 擴展圖形符號 基本符號加一小圓 表示表面是用不去除材料的方法獲得 例如 鑄 鍛 沖壓變形 熱軋 冷軋 粉末冶金等 或者是用于保持原供應狀況的表面 包括保持上道工序的狀況 完整圖形符號 當要求標注表面結構特征的補充信息時 在允許任何工藝圖形符號的長邊上加一橫線 在文本中用文字APA表示 完整圖形符號 當要求標注表面結構特征的補充信息時 在去除材料圖形符號的長邊上加一橫線 在文本中用文字MRR表示 完整圖形符號 當要求標注表面結構特征的補充信息時 在不去除材料圖形符號的長邊上加一橫線 在文本中用文字NMR表示 工件輪廓各表面的圖形符號 用任何方法獲得的表面粗糙度 Ra的上限值為3 2 m用去除材料方法獲得的表面粗糙度 Ra的上限值為3 2 m用不去除材料方法獲得的表面粗糙度 Ra的上限值為3 2 m用去除表面材料的方法獲得的表面 Ra的上限值為6 3 m 下限值為3 2 m 3 表面粗糙度代號的意義 4 表面粗糙度的標注方法 表面結構要求的一般標注表面結構要求對每一表面一般只標注一次 通常注寫在可見輪廓線 尺寸界線 尺寸線或它們的延長線上 與尺寸的注寫和讀取方向一致 必要時 表面結構符號可用帶箭頭或黑點的指引線引出標注 注寫在可見輪廓線上的符號尖端或箭頭必須從材料外指向表面 如圖所示 a b a b 必要時 表面結構要求還可以標注在公差框格的上方 如圖所示 a b 表面結構要求的簡化標注有相同表面結構要求的簡化標注如果工件的多數表面 包括全部 有相同的表面結構要求 則其要求可統(tǒng)一標注在標題欄附近 此時 除全部表面有相同的表面結構要求外 表面結構的符號后面應有 在圓括號內給出無任何其他標注的基本符號 如圖a所示 或在圓括號內給出不同的表面結構要求 如圖b所示 a b 使用符號的簡化標注當多個表面具有相同的表面結構要求或圖紙空間有限時 可采用帶字母的完整符號 以等式的形式 在圖形或標題欄附近進行簡化標注 如圖a所示 也可以只使用表面結構符號 以等式的形式給出對多個表面的共同表面結構要求 如圖b所示 a b 零件圖上的標準示例 04 15 27 表面粗糙度代號 a1 a2處為粗糙度高度參數的允許值 m b處標注加工方法 鍍涂或其它表面處理 c處標出取樣長度 mm d標出加工紋理方向符號 e處標出加工余量 mm f處標出間距參數值 mm 或輪廓支承長度率 舊國家標準的GB T131 1993 04 15 27 標注時將其標注在可見輪廓線 尺寸界線 引出線或它們的延長線上 符號的尖端必須從材料外指向被注表面 高度參數 當選用Ra時 只需在代號中標出其參數值 Ra 本身可以省略 高度參數的數值只有一個時 為高度參數值的上限 若有兩個時 則分別為上 下限值當允許實測值中 超過規(guī)定值的個數少于總數的16 時 應在圖中標注上限值和下限值 當所有實測值不允許超過規(guī)定值時 應在圖樣上標注最大值或最小值 取樣長度 如按國標選用 則可省略標注 標注示例 04 15 27 第二節(jié)零件表面粗糙度參數值的選擇 一 表面粗糙度評定參數的選用 優(yōu)先選用Ra值 因為Ra能充分反映零件表面輪廓的特征 以下情況下例外 當表面過于粗糙 Ra 6 3 m 或過于光滑 Ra 0 025 m 當零件材料較軟時 當測量面積很小時 Rz測量較方便 且彌補了不能測量極小面積表面的不足 因此被各國標準中廣泛采用 對于需控制應力集中或疲勞強度的表面 可加選Rz 04 15 27 二 表面粗糙度參數值的選擇原則 選擇表面粗糙度參數值的基本原則是 在滿足零件表面功能要求的前提下 盡量選取較大的參數值 一般原則 同一零件上 工作表面比非工作表面粗糙度值小 摩擦表面應比非摩擦表面的粗糙度要求嚴格 滾動摩擦表面應比滑動摩擦表面的粗糙度要求嚴格 受循環(huán)載荷及易引起應力集中的部位 如圓角 溝槽應選較小的高度特性參數值和間距特性參數值 配合性質要求穩(wěn)定的結合面 配合間隙較小的間隙配合表面以及要求連接可靠 受重載的過盈配合表面等 應選擇較小的高度特性參數 配合性質相同時 零件尺寸越小則表面要求越嚴 同一公差等級時 小尺寸比大尺寸 軸比孔要求嚴 04 15 27 三 表面粗糙度參數值的選用方法 用類比法確定 一般尺寸公差 表面形狀公差小時 表面粗糙度參數值也小 但也不存在確定的函數關系 如機床的手輪或手柄 一般情況下 它們之間有一定的對應關系 設形狀公差為t 尺寸公差為T 它們之間的關系可參照以下對應關系 P122 123表4 7 04 15 27 第三節(jié)表面粗糙度的測量 一 比較法 比較法是車間常用的方法 將被測表面對照粗糙度樣板 用肉眼判斷或借助于放大鏡 比較顯微鏡比較 也可用手摸 指甲劃動的感覺來判斷被