表面粗糙度及其檢測(cè)ppt課件

1、外表粗糙度及其檢測(cè)成都紡織高等?？茖W(xué)校機(jī)械系 劉建新外表粗糙度及其檢測(cè)l1 概述l2 外表粗糙度的評(píng)定l3 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l4 外表粗糙度的選擇l5 外表粗糙度的檢測(cè)第一節(jié) 概述l經(jīng)過加工所獲得的零件外表，總會(huì)存在幾何外形誤差。幾何外形誤差分為宏觀幾何外形誤差(形位公差)、外表波紋度(波度)和微觀幾何外形誤差(外表粗糙度)三類。l目前，通常是按波距的大小來劃分的。波距小于1mm的屬于外表粗糙度，波距在110mm的屬于外表波度，波距大于10mm的屬于外形誤差。第一節(jié) 概述l外表粗糙度(Roughness)是表征零件外表在加工后構(gòu)成的由較小間距的峰谷組成的微觀幾何外形特性的。外表粗糙度越

2、小，那么外表越光滑。第一節(jié) 概述l外表粗糙度參數(shù)值的大小對(duì)零件的運(yùn)用性能和壽命有直接影響:l對(duì)摩擦和磨損的影響：外表粗糙度大-磨損大-壽 命低l對(duì)配合性質(zhì)的影響：外表粗糙度影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性l對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響：外表越粗糙，疲勞強(qiáng)度越低l對(duì)接觸剛度的影響：外表越粗糙，接觸剛度越低l對(duì)耐腐蝕性能的影響：粗糙的外表易呵斥外表銹蝕第二節(jié) 外表粗糙度的評(píng)定l在丈量和評(píng)定外表粗糙度時(shí)，要確定取樣長度、評(píng)定長度、中線和評(píng)定參數(shù)。2.1 根本術(shù)語l1、取樣長度lrl取樣長度是在丈量外表粗糙度時(shí)所取的一段與輪廓總的走向一致的長度。規(guī)定和選擇這段長度是為了限制和減弱外表波紋度對(duì)外表粗糙度丈量結(jié)果的影響，外表越粗

3、糙，取樣長度應(yīng)越大。取樣長度范圍內(nèi)至少包含五個(gè)以上的輪廓峰和谷。國家規(guī)范規(guī)定的取樣長度lr見表。2.1 根本術(shù)語l2、評(píng)定長度lnl評(píng)定長度是指評(píng)定外表粗糙度所需的一段長度，它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長度。2.1 根本術(shù)語l2、評(píng)定長度lnl由于被測(cè)外表上各處的外表粗糙度不一定很均勻，在一個(gè)取樣長度上往往不能合理地反映被測(cè)外表的粗糙度，所以需求在幾個(gè)取樣長度上分別丈量，取其平均值作為丈量結(jié)果，國家規(guī)范引薦ln=5lr。對(duì)均勻性好的外表，可選ln5lr。2.1 根本術(shù)語l3、中線l中線是指用以評(píng)定外表粗糙度參數(shù)的給定的線。中線有以下兩種：l1輪廓的最小二乘中線-是指具有幾何輪廓外形并劃分輪廓的基準(zhǔn)線

4、，在取樣長度內(nèi)，使輪廓線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)值Z(x)的平方和為最小。l2輪廓的算術(shù)平均中線-是指具有幾何輪廓外形，在取樣長度內(nèi)與輪廓走向一致并劃分實(shí)踐輪廓為上下兩部分，且使上下兩部分的面積相等的基準(zhǔn)線。2.1 根本術(shù)語l3、中線l最小二乘中線符合最小二乘原那么，從實(shí)際上講是理想得基準(zhǔn)線，但在輪廓圖形上確定最小二乘中線的位置比較困難，而算術(shù)平均中線與最小二乘中線的差別很小，故通常用算術(shù)平均中線來替代最小二乘中線，用目測(cè)估計(jì)來確定輪廓的算術(shù)平均中線。當(dāng)輪廓很不規(guī)那么時(shí)，算術(shù)平均中線不是獨(dú)一的中線。2.2 評(píng)定參數(shù)l評(píng)定外表粗糙度的參數(shù)有幅度參數(shù)、間距參數(shù)、混合參數(shù)以及曲線和相關(guān)參數(shù)等。2.2 評(píng)定參數(shù)

5、l1、輪廓的幅度參數(shù)l1輪廓的算術(shù)平均誤差Ra-在一個(gè)取樣長度內(nèi)，縱坐標(biāo)Z(x)絕對(duì)值的算術(shù)平均值。l測(cè)得的Ra值越大，那么外表越粗糙。Ra參數(shù)能充分反映外表微觀幾何外形高度方面的特性，普通用電動(dòng)輪廓儀進(jìn)展丈量，因此是普遍采用的評(píng)定參數(shù)。lradxxZlrR0)(12.2 評(píng)定參數(shù)l1、輪廓的幅度參數(shù)l2輪廓的最大高度Rz-在一個(gè)取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高Zp和最大輪廓谷深Zv之和的高度。lRz=Zp+Zv2.2 評(píng)定參數(shù)l2、輪廓單元的平均寬度RSml輪廓單元是輪廓峰與輪廓谷的組合。輪廓單元的平均寬度是指在一個(gè)取樣長度內(nèi)，輪廓單元寬度Xs的平均值。RSm是評(píng)定輪廓的間距參數(shù)，其值愈小，表示輪廓

6、外表愈細(xì)密，密封性愈好。miiXsmRSm112.2 評(píng)定參數(shù)l3、輪廓的支承長度率Rmr(c)l輪廓的支承長度率是指在給定程度位置c上的輪廓實(shí)體資料長度Ml(c)與評(píng)定長度的比率。2.2 評(píng)定參數(shù)l3、輪廓的支承長度率Rmr(c)lRmr(c)值對(duì)應(yīng)于不同的c值，c值可用微米或c值與Rz值的百分比表示。lRmr(c)是評(píng)定輪廓的曲線和相關(guān)參數(shù)，當(dāng)c一定時(shí)，Rmr(c)值愈大，那么支承才干和耐磨性更好。lnln)()(21nMlMlMlcMlcRmr2.3 評(píng)定參數(shù)的數(shù)值規(guī)定2.3 評(píng)定參數(shù)的數(shù)值規(guī)定2.3 評(píng)定參數(shù)的數(shù)值規(guī)定第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l1、外表粗糙度符號(hào)第三節(jié) 外表粗糙

7、度在圖樣中的標(biāo)注l2、外表粗糙度的代號(hào)及其標(biāo)注l普通情況下，只注出外普通情況下，只注出外表粗糙度評(píng)定參數(shù)代號(hào)表粗糙度評(píng)定參數(shù)代號(hào)及其允許值即可。如對(duì)及其允許值即可。如對(duì)零件外表功能有特殊要零件外表功能有特殊要求時(shí)，那么還應(yīng)注出外求時(shí)，那么還應(yīng)注出外表特征的其它規(guī)定，如表特征的其它規(guī)定，如取樣長度、加工紋理方取樣長度、加工紋理方向、加工方法等。向、加工方法等。第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如lRa只標(biāo)數(shù)值，本身符號(hào)不標(biāo)。Rz除標(biāo)數(shù)值外，還需在數(shù)值前標(biāo)出相應(yīng)的符號(hào)，在一個(gè)符號(hào)上可同時(shí)標(biāo)出兩個(gè)參數(shù)值。l當(dāng)允許在外表粗糙度參數(shù)的一切實(shí)測(cè)值中超

8、越規(guī)定值得個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16%時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注外表粗糙度參數(shù)的上限值或下限值。當(dāng)要求在外表粗糙度參數(shù)的一切實(shí)測(cè)值中不得超越規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注外表粗糙度參數(shù)的最大值或最小值。第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如l外表粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法如下圖。外表粗糙度代號(hào)普通標(biāo)注于輪廓線處，但也可標(biāo)注于尺寸界限或其延伸線上，符號(hào)的尖端應(yīng)從資料外指向被注外表。第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如l圖(a)表示外表粗糙度代號(hào)在不同位置的外表上的標(biāo)注方法；圖(b)是外表粗糙度要求在圖樣上的標(biāo)注例如。當(dāng)零件的大部分外表具有一樣的外表粗糙度要求時(shí)，對(duì)其中運(yùn)用最多的一種符號(hào)、代號(hào)可以一致注

9、在圖樣的右上角，并加注“其他兩字。第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如零件上光滑過渡的各外零件上光滑過渡的各外表具有一樣粗糙度要求表具有一樣粗糙度要求時(shí)的注法時(shí)的注法具有一樣粗糙度要求的兩具有一樣粗糙度要求的兩平面，用細(xì)實(shí)線相連時(shí)只平面，用細(xì)實(shí)線相連時(shí)只注一次注一次第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如螺紋的外表粗糙度代號(hào)注寫在尺寸線或尺寸引出線上螺紋的外表粗糙度代號(hào)注寫在尺寸線或尺寸引出線上在指定長度上標(biāo)注外表粗糙度如值在指定長度上標(biāo)注外表粗糙度如值0.80.8第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如齒輪輪齒的外表粗糙度代號(hào)注寫在分度線上齒輪輪齒的外表粗糙度代號(hào)注寫在

10、分度線上第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如鍵槽的外表粗糙度代號(hào)的注法鍵槽的外表粗糙度代號(hào)的注法第三節(jié) 外表粗糙度在圖樣中的標(biāo)注l3、標(biāo)注例如外表經(jīng)特殊處置時(shí)外表經(jīng)特殊處置時(shí)外表粗糙度的代號(hào)外表粗糙度的代號(hào)的注法的注法第四節(jié) 外表粗糙度的選擇l外表粗糙度的選擇主要包括評(píng)定參數(shù)的選擇和參數(shù)值的選擇。l1、評(píng)定參數(shù)的選擇l國家規(guī)范規(guī)定，輪廓的幅度參數(shù)(如Ra或Rz)是必需標(biāo)注的參數(shù)，而其它參數(shù)(如RSm、Rmr(c)是附加參數(shù)。普通情況下選擇Ra或Rz就可以滿足要求。l1對(duì)有特殊要求的少數(shù)零件的重要外表如要求噴涂均勻、涂層有較好的附著性和光澤外表需求控制RSm數(shù)值。l2對(duì)于有較高支撐剛度

11、和耐磨性的外表，應(yīng)規(guī)定Rmr(c)參數(shù)。第四節(jié) 外表粗糙度的選擇l如無特殊要求，普通僅選用幅度參數(shù) l1在Ra=0.0256.3范圍內(nèi)，優(yōu)先選用Ra。外表過于粗糙或太光滑時(shí)，多采用Rz。l2當(dāng)外表不允許出現(xiàn)較深加工痕跡，防止應(yīng)力過于集中，要求保證零件的抗疲勞強(qiáng)度和密封性時(shí)，需選Rz。第四節(jié) 外表粗糙度的選擇l2、評(píng)定參數(shù)值的選擇l外表粗糙度評(píng)定參數(shù)值的選擇，不但與零件的運(yùn)用性能有關(guān)，還與零件的制造及經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。l選用的原那么：在滿足零件外表功能的前提下，評(píng)定參數(shù)的允許值盡能夠大除Rmr(c)外，以減小加工困難，降低消費(fèi)本錢。第四節(jié) 外表粗糙度的選擇l2、評(píng)定參數(shù)值的選擇l外表粗糙度參數(shù)值的選擇

12、通常采用類比法。詳細(xì)選擇時(shí)應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：l1在同一零件上任務(wù)外表比非任務(wù)外表粗糙度值小。l2摩擦外表比非摩擦外表、滾動(dòng)摩擦外表比滑動(dòng)摩擦外表的外表粗糙度值小。l3運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大、受交變載荷的零件外表，以及最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位如溝槽、園角、臺(tái)肩等，外表粗糙度值均應(yīng)小些。第四節(jié) 外表粗糙度的選擇l2、評(píng)定參數(shù)值的選擇l4配合要求高的外表，外表粗糙度值應(yīng)小些。l5對(duì)防腐性能、密封性能要求高的外表，外表粗糙度值應(yīng)小些。l6配合零件外表的粗糙度與尺寸公差、形位公差應(yīng)協(xié)調(diào)。普通應(yīng)符合：尺寸公差形位公差外表粗糙度；軸的粗糙度值小于孔。l7還需思索其他一些要素和要求。第五節(jié) 外表粗糙度的檢測(cè)l

13、常用的外表粗糙度的檢測(cè)方法：l比較法l光切法l干涉法l針描法第五節(jié) 外表粗糙度的檢測(cè)l1、比較法l將被測(cè)外表與粗糙度規(guī)范樣板相比較,經(jīng)過視覺,觸感或其它方法進(jìn)展比較后,對(duì)被測(cè)外表的粗糙度作出評(píng)定的方法。l用比較法評(píng)定外表粗糙度雖然不能準(zhǔn)確地得出被測(cè)外表的粗糙度的數(shù)值，但由于器具簡單，運(yùn)用方便且能滿足普通消費(fèi)要求，故常用于消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)。第五節(jié) 外表粗糙度的檢測(cè)l1、比較法第五節(jié) 外表粗糙度的檢測(cè)l2、光切法l利用“光切原理丈量外表粗糙度的方法.光切顯微鏡又稱雙管顯微鏡。l光切法普通用于丈量外表粗糙度的RZ參數(shù)，參數(shù)的丈量范圍依儀器的型號(hào)不同而有所差別。第五節(jié) 外表粗糙度的檢測(cè)l3、干涉法l利用光波干涉原理來丈量外表粗糙度的方法.主要用于丈量外表粗糙度的Rz值,可以測(cè)到較小的參數(shù)值,通常丈量范圍0.031m。常用的丈量儀器是干涉顯微鏡。RzRz延續(xù)變焦體視顯微鏡延續(xù)變焦體視顯微鏡第五節(jié) 外表粗糙度的