CH5表面粗糙度ppt課件

1、 切削加工的零件，不僅有尺寸精度和形位公差切削加工的零件，不僅有尺寸精度和形位公差的要求，而且有表面質(zhì)量的要求。表面質(zhì)量影響零的要求，而且有表面質(zhì)量的要求。表面質(zhì)量影響零件的使用性能。表面粗糙度就是用來衡量零件表面件的使用性能。表面粗糙度就是用來衡量零件表面質(zhì)量的。質(zhì)量的。 零件被加工表面上的微觀的幾何形狀誤差稱零件被加工表面上的微觀的幾何形狀誤差稱為表面粗糙度，又稱微觀不平度。為表面粗糙度，又稱微觀不平度。1 1表面粗糙度產(chǎn)生的原因表面粗糙度產(chǎn)生的原因 在切削加工過程中，在切削加工過程中，刀具和被加工表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡即刀痕）、刀刀具和被加工表面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡即刀痕）、刀具和被加工表面間

2、的摩擦、切削過程中切屑分離時(shí)表具和被加工表面間的摩擦、切削過程中切屑分離時(shí)表層金屬材料的塑性變形以及工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)。層金屬材料的塑性變形以及工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)。2 2表面粗糙度與表面波度、形狀誤差的區(qū)別表面粗糙度與表面波度、形狀誤差的區(qū)別 波距波距小于小于1mm1mm的屬于表面粗糙度；波距的屬于表面粗糙度；波距在在110mm110mm的屬于表面波度；波距的屬于表面波度；波距大于大于10mm10mm的屬于形的屬于形狀誤差。波距狀誤差。波距與波幅與波幅h h的比值小于的比值小于4040時(shí)屬于表面粗時(shí)屬于表面粗糙度；比值在糙度；比值在401000401000時(shí)屬于表面波度；比值大于時(shí)屬于表面波度

3、；比值大于10001000時(shí)屬于形狀誤差。如下圖時(shí)屬于形狀誤差。如下圖 表面實(shí)表面實(shí)際輪廓際輪廓表面粗表面粗糙度糙度表面表面波度波度形狀形狀誤差誤差1影響兩接觸表面間的摩擦、磨損和接觸變形影響兩接觸表面間的摩擦、磨損和接觸變形3影響疲勞強(qiáng)度影響疲勞強(qiáng)度 表面微觀不平度的凹痕越深，其底部曲率半徑越表面微觀不平度的凹痕越深，其底部曲率半徑越小，則應(yīng)力集中越嚴(yán)重，零件疲勞損壞的可能性越小，則應(yīng)力集中越嚴(yán)重，零件疲勞損壞的可能性越大，疲勞強(qiáng)度就越低。大，疲勞強(qiáng)度就越低。 4影響耐腐蝕性影響耐腐蝕性 腐蝕介質(zhì)在表面凹谷聚集，不易清除，產(chǎn)生金腐蝕介質(zhì)在表面凹谷聚集，不易清除，產(chǎn)生金屬腐蝕。表面越粗糙，凹谷

4、越深，谷底越尖，零屬腐蝕。表面越粗糙，凹谷越深，谷底越尖，零件抗腐蝕能力越差。件抗腐蝕能力越差。 此外，表面粗糙度對(duì)零件結(jié)合面的密封性此外，表面粗糙度對(duì)零件結(jié)合面的密封性能、表面反射能力和外觀質(zhì)量等都有影響。能、表面反射能力和外觀質(zhì)量等都有影響。 1 1實(shí)際輪廓實(shí)際輪廓 平面與實(shí)際表面相交所得的輪廓線為實(shí)際平面與實(shí)際表面相交所得的輪廓線為實(shí)際輪廓。輪廓。（分為橫向輪廓和縱向輪廓）（分為橫向輪廓和縱向輪廓） 取樣長度是指用于判別被評(píng)定輪廓的不規(guī)則特取樣長度是指用于判別被評(píng)定輪廓的不規(guī)則特征的一段基準(zhǔn)線長度。為了限制和削弱表面波度對(duì)征的一段基準(zhǔn)線長度。為了限制和削弱表面波度對(duì)表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的影

5、響，至少包含表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的影響，至少包含5 5個(gè)以上輪個(gè)以上輪廓峰和谷。廓峰和谷。 取樣長度和評(píng)定長度取樣長度和評(píng)定長度 為了充分合理地反映表面的特性，通常取幾個(gè)為了充分合理地反映表面的特性，通常取幾個(gè)取樣長度來評(píng)定表面粗糙度，普通取樣長度來評(píng)定表面粗糙度，普通 ln =5lln =5l。 4、基準(zhǔn)線、基準(zhǔn)線 用以測(cè)量或評(píng)定表面粗糙度數(shù)值大小的一條參用以測(cè)量或評(píng)定表面粗糙度數(shù)值大小的一條參考線稱為基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線通常有輪廓最小二乘中考線稱為基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線通常有輪廓最小二乘中線和輪廓算術(shù)平均中線兩種。線和輪廓算術(shù)平均中線兩種。 （1 1） 輪廓最小二乘中線簡(jiǎn)稱中線）輪廓最小二乘中線簡(jiǎn)稱中線）

6、 在取樣長在取樣長度范圍內(nèi)，實(shí)際被測(cè)輪廓線上的各點(diǎn)至一條假想線度范圍內(nèi)，實(shí)際被測(cè)輪廓線上的各點(diǎn)至一條假想線的距離的平方和為最小，即的距離的平方和為最小，即 =Min=Min，這條假想線，這條假想線就是最小二乘中線圖就是最小二乘中線圖a a中的中的 O1O1 O1O1 和和 O2O2 O2O2 ）。）。 2iy 在取樣長度內(nèi)，由一條假想線將實(shí)際輪廓分成上、下在取樣長度內(nèi)，由一條假想線將實(shí)際輪廓分成上、下兩部分，而且使上部分面積之和等于下部分面積之和，即兩部分，而且使上部分面積之和等于下部分面積之和，即 。這條假想線就是輪廓算術(shù)平均中線圖。這條假想線就是輪廓算術(shù)平均中線圖b中中的的 O1O1 和和

7、 O2O2 ）。）。iiFF 在輪廓圖形上確定最小二乘中線的位置比較困難，在實(shí)在輪廓圖形上確定最小二乘中線的位置比較困難，在實(shí)際工作中可用算術(shù)平均中線代替最小二乘中線，兩者相差際工作中可用算術(shù)平均中線代替最小二乘中線，兩者相差不大不大. . 式中：式中：y(x)表面輪廓上點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離；表面輪廓上點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離； yi表面輪廓上第表面輪廓上第i個(gè)點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離；個(gè)點(diǎn)到基準(zhǔn)線的距離； l取樣長度；取樣長度； n取樣數(shù)。取樣數(shù)。 公式表示為公式表示為或近似為或近似為 dxxylRla01niiaynR11 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差 R a R a 較全面地反映表面較全面地反映表面粗糙

8、度的高度特征，概念清楚，檢測(cè)方便，為當(dāng)粗糙度的高度特征，概念清楚，檢測(cè)方便，為當(dāng)前世界各國普遍采用。前世界各國普遍采用。 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差式中；式中；Ypi第第i個(gè)最大輪廓峰高；個(gè)最大輪廓峰高； Yvi第第i個(gè)最大輪廓谷深，谷深不取成負(fù)值。個(gè)最大輪廓谷深，谷深不取成負(fù)值。 在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線與輪廓谷底線之間的距在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線與輪廓谷底線之間的距離如圖）。離如圖）。 公式表示為公式表示為515151iivipizyyR 輪廓峰頂線和輪廓谷底線，分別指在取樣長度輪廓峰頂線和輪廓谷底線，分別指在取樣長度l l內(nèi)，平內(nèi)，平行于基準(zhǔn)線且通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的直線。行

9、于基準(zhǔn)線且通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的直線。 高度特征參數(shù)高度特征參數(shù) 公式表示為公式表示為maxmaxvpyyyR（1 1） 輪廓微觀不平度的平均間距輪廓微觀不平度的平均間距 S m S m 在取樣長度內(nèi)輪在取樣長度內(nèi)輪廓微觀不平度間距廓微觀不平度間距Smi Smi 的平均值如圖）。所謂輪廓微觀不的平均值如圖）。所謂輪廓微觀不平度的間距平度的間距SmiSmi是指輪廓峰和相鄰的輪廓谷在中線上的一段長是指輪廓峰和相鄰的輪廓谷在中線上的一段長度。度。 （2 2輪廓的單峰平均間距輪廓的單峰平均間距S S 在取樣長度內(nèi)輪廓的單峰間距在取樣長度內(nèi)輪廓的單峰間距 Si Si 的算術(shù)平均值如圖）。所謂輪廓單峰間

10、距的算術(shù)平均值如圖）。所謂輪廓單峰間距SiSi是指兩相是指兩相鄰單峰的最高點(diǎn)之間距離投影在中線上的長度。鄰單峰的最高點(diǎn)之間距離投影在中線上的長度。 nimimSnS11niiSS121式中：式中：n輪廓單峰的個(gè)數(shù)輪廓單峰的個(gè)數(shù) 第第i個(gè)輪廓單峰間距。個(gè)輪廓單峰間距。 輪廓的支承長度率輪廓的支承長度率 tptp： 在取樣長度內(nèi)，一平行于基準(zhǔn)在取樣長度內(nèi)，一平行于基準(zhǔn)線的直線從峰頂線向下移到某一水平位置時(shí)，與輪廓相截所線的直線從峰頂線向下移到某一水平位置時(shí)，與輪廓相截所得到的各段截線長度得到的各段截線長度bibi之和與取樣長度之和與取樣長度l l之比，如下圖。之比，如下圖。 輪廓支承長度輪廓支承長

11、度 表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)值已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)值系列選取。國家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)值系列選取。國家標(biāo)準(zhǔn)GB /T10312019GB /T10312019要求優(yōu)先選用基本系列值要求優(yōu)先選用基本系列值 。 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差Ra的數(shù)值的數(shù)值 (m ）一、一、 表面粗糙度符號(hào)表面粗糙度符號(hào)表面粗糙度代號(hào)注法表面粗糙度代號(hào)注法 a1a1、a2a2粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及其數(shù)值，單位為粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及其數(shù)值，單位為mm b b加工方法、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等加工方法、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等 cc取樣

12、長度單位為取樣長度單位為mmmm或波紋度單位為或波紋度單位為mm） dd加工紋理方向符號(hào)加工紋理方向符號(hào) ee加工余量，單位為加工余量，單位為mmmm f f粗糙度間距參數(shù)值單位為粗糙度間距參數(shù)值單位為mmmm或輪廓支承長度率或輪廓支承長度率三、表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)在圖樣上的標(biāo)注三、表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)在圖樣上的標(biāo)注 表面粗糙度代表面粗糙度代號(hào)注法號(hào)注法 表面粗糙度標(biāo)注示例表面粗糙度標(biāo)注示例 當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求時(shí)，對(duì)其中使用最多的一種符號(hào)、代號(hào)可以統(tǒng)一注在時(shí)，對(duì)其中使用最多的一種符號(hào)、代號(hào)可以統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并加注圖樣的右

13、上角，并加注“其他兩字。其他兩字。 齒輪、花鍵表面粗糙度標(biāo)注示例齒輪、花鍵表面粗糙度標(biāo)注示例輸出軸上形位公差、表面粗糙度標(biāo)注示例四、新舊國標(biāo)的對(duì)照四、新舊國標(biāo)的對(duì)照 由于舊國標(biāo)宣貫使用的時(shí)間比較長由于舊國標(biāo)宣貫使用的時(shí)間比較長,在年長在年長的工程技術(shù)人員和工人中的工程技術(shù)人員和工人中,對(duì)舊國標(biāo)中的表面對(duì)舊國標(biāo)中的表面光潔度印象較深光潔度印象較深,為了幫助對(duì)照記憶為了幫助對(duì)照記憶,介紹一種介紹一種簡(jiǎn)單的方法簡(jiǎn)單的方法: 舊國標(biāo)的舊國標(biāo)的5相當(dāng)于新國標(biāo)的相當(dāng)于新國標(biāo)的Ra3.2(第一第一系列值系列值,3.2可以當(dāng)成可以當(dāng)成3+2=5記憶記憶),記住這一記住這一對(duì)應(yīng)值后對(duì)應(yīng)值后, Ra值只需向上乘值

14、只需向上乘2、向下除、向下除2，即，即可推出新國標(biāo)所對(duì)應(yīng)的相鄰舊國標(biāo)的各級(jí)符可推出新國標(biāo)所對(duì)應(yīng)的相鄰舊國標(biāo)的各級(jí)符號(hào)。例號(hào)。例6相當(dāng)于相當(dāng)于Ra1.6；3相當(dāng)于相當(dāng)于Ra12.5。或直接記?；蛑苯佑?相當(dāng)于相當(dāng)于Ra50。五、表面粗糙度的選擇五、表面粗糙度的選擇1、表面粗糙度的選擇、表面粗糙度的選擇 主要包括表面粗糙度評(píng)定主要包括表面粗糙度評(píng)定參數(shù)及參數(shù)值的選擇參數(shù)及參數(shù)值的選擇 零件表面粗糙度選擇是否恰當(dāng)不僅影響產(chǎn)品的使零件表面粗糙度選擇是否恰當(dāng)不僅影響產(chǎn)品的使用性能，而且也直接關(guān)系到零件的加工工藝和制造成用性能，而且也直接關(guān)系到零件的加工工藝和制造成本。本。首先滿足使用性能要求，其次兼顧經(jīng)

15、濟(jì)性。首先滿足使用性能要求，其次兼顧經(jīng)濟(jì)性。即在滿足使用要求的前題下，盡可能降低表面粗即在滿足使用要求的前題下，盡可能降低表面粗糙度要求，放大表面粗糙度允許值。糙度要求，放大表面粗糙度允許值。 按類比法選擇表面粗糙度參數(shù)值時(shí)，可先根據(jù)經(jīng)按類比法選擇表面粗糙度參數(shù)值時(shí)，可先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料初步選定表面粗糙度參數(shù)值，然后再對(duì)比工作驗(yàn)資料初步選定表面粗糙度參數(shù)值，然后再對(duì)比工作條件作適當(dāng)調(diào)整。調(diào)整時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：條件作適當(dāng)調(diào)整。調(diào)整時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：1 1同一零件上，工作表面的粗糙度值應(yīng)比非工作表面同一零件上，工作表面的粗糙度值應(yīng)比非工作表面小。小。2)2)摩擦表面的粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小。滾動(dòng)

16、摩擦表摩擦表面的粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小。滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的粗糙度值要?。粚?duì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工面比滑動(dòng)摩擦表面的粗糙度值要??；對(duì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的工件表面，運(yùn)動(dòng)速度愈高，其粗糙度值也應(yīng)愈小。件表面，運(yùn)動(dòng)速度愈高，其粗糙度值也應(yīng)愈小。3)3)單位面積壓力大或受交變應(yīng)力作用的重要零件的圓角、單位面積壓力大或受交變應(yīng)力作用的重要零件的圓角、溝槽表面粗糙度值應(yīng)選小值。溝槽表面粗糙度值應(yīng)選小值。4)4)配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，表面粗糙度值應(yīng)越小。配合性配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，表面粗糙度值應(yīng)越小。配合性質(zhì)相同時(shí)，尺寸愈小的結(jié)合面，表面粗糙度值也應(yīng)越小。質(zhì)相同時(shí)，尺寸愈小的結(jié)合面，表面粗糙度值也應(yīng)越小。同一精度等級(jí)

17、，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度同一精度等級(jí)，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。值要小。 7)表面粗糙度值一般應(yīng)與尺寸公差、形位公差相表面粗糙度值一般應(yīng)與尺寸公差、形位公差相適應(yīng)。通常，零件的尺寸公差、形位公差要求高時(shí)，適應(yīng)。通常，零件的尺寸公差、形位公差要求高時(shí)，表面粗糙度值應(yīng)較小。但實(shí)際生產(chǎn)中也有這樣的情況，表面粗糙度值應(yīng)較小。但實(shí)際生產(chǎn)中也有這樣的情況，尺寸公差、形位公差值較大，而表面粗糙度值卻要求尺寸公差、形位公差值較大，而表面粗糙度值卻要求很小，如機(jī)床的手柄或手輪的表面，因此它們之間并很小，如機(jī)床的手柄或手輪的表面，因此它們之間并不存在確定的函數(shù)關(guān)系。不存在確定的函數(shù)關(guān)系

18、。 T 0.25IT Ra 0.015T Rz 0.6T T 0.25IT Ra 0.015T Rz 0.6T 6 6標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)表面粗糙度要求做出規(guī)定如與滾動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)表面粗糙度要求做出規(guī)定如與滾動(dòng)軸承配合的軸頸和外殼孔、鍵槽、各級(jí)精度齒輪的主軸承配合的軸頸和外殼孔、鍵槽、各級(jí)精度齒輪的主要表面），則應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面粗糙度參數(shù)值選用。要表面），則應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的表面粗糙度參數(shù)值選用。 5 5防腐性、密封性要求高，外表美觀等表面的防腐性、密封性要求高，外表美觀等表面的粗糙度值應(yīng)較小。粗糙度值應(yīng)較小。 表面粗糙度常用的檢測(cè)方法有：比較法、光切法、表面粗糙度常用的檢測(cè)方法有：比較法、光切法、干涉法、針描

19、法、印模法。干涉法、針描法、印模法。比較法簡(jiǎn)單易行，適于在車間使用。缺點(diǎn)是評(píng)定比較法簡(jiǎn)單易行，適于在車間使用。缺點(diǎn)是評(píng)定結(jié)果的可靠性很大程度上取決于檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)。比結(jié)果的可靠性很大程度上取決于檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)。比較法僅適用于評(píng)定表面粗糙度要求不高的工件。較法僅適用于評(píng)定表面粗糙度要求不高的工件。 比較時(shí)，可用肉眼觀察、手動(dòng)觸摸，也可借助比較時(shí)，可用肉眼觀察、手動(dòng)觸摸，也可借助顯微鏡、放大鏡。所用粗糙度樣板的材料、形狀及顯微鏡、放大鏡。所用粗糙度樣板的材料、形狀及加工方法應(yīng)盡可能與被測(cè)表面一致。加工方法應(yīng)盡可能與被測(cè)表面一致。 光切顯微鏡主要用光切顯微鏡主要用于測(cè)定于測(cè)定RzRz和和RyRy，測(cè)量范，測(cè)量范圍一般為圍一般為0.560m0.560m。適宜測(cè)量車、銑、刨或適宜測(cè)量車、銑、刨或其他類似加工方法所加其他類似加工方法所加工的零件平面和外圓表工的零件平面和外圓表面面 。cos45Khcos4511hh干涉原理干涉原理光源光源1 1發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡發(fā)出的光線經(jīng)聚光鏡2 2和反光鏡和反光鏡3 3轉(zhuǎn)向，通過光闌轉(zhuǎn)向，通過光闌4 4、5 5、聚光鏡、聚光鏡6 6投射到分光鏡投射到分光鏡7 7上，通過分光鏡上，通過分光鏡7 7的半透半反膜后的半透半反膜后分成兩束。一束光透過分光鏡分成兩束。一束光透過分光鏡7 7，經(jīng)補(bǔ)