公差與配合第5章

1、斯第5章表面粗糙度第5章表面粗糙度5.2 表面粗糙度的評定參賽5.3 表面粗糙度的標注5.4 表面粗糙度的選擇5.5 5表面粗糙度的測量思考題與習題第5章表面粗糙度25.1概述5.1.1表面粗糙度的概念經(jīng)過機械加工或用其他加工方法獲得的零件表面，由于加工過程中的塑性變形、機床的高頻振動以及刀具在加工表面留下的切削痕跡等原因，零件的表而不可能是絕對光潔的。在零件加工表面存在幾何形狀誤差，其中一種是由較小間距和微小峰谷形成的微觀兒何形狀誤差，即表面粗糙度。表面粗糙度值越小，零件表面越光潔。研第5章表面粗糙度零件加工表面形成的兒何形狀誤差除表面粗糙度外，還有形狀誤差（宏觀兒何形狀誤差）和表面波度，如

2、圖5-1所示。通常，按相鄰兩波峰或兩波谷的波距來劃分，波距大于10mm的屬于形狀誤差；波距小于1mm的屬于表面粗糙度；波距介于110mm之間的屬于表面波度。研第5章表面粗糙度圖5-1零件表面的兒何形狀誤差笫5章表面粗糙度5. 1.2表面粗糙度對互換性的影響表面粗糙度對零件表面許多功能都仃影響。其主要表現(xiàn)在以下兒個方面：1 .配合性質對于有配合要求的零件表面，由于相對運動會導致微小的波峰磨損，從而影響配合性質。奧第5章表面粗糙度rrH亦間隙配合：零件粗糙表面的波峰會很快磨去，導致間隙增大，影響原有的配合功能。過盈配合：在裝配零件時會將波峰擠平填入波谷,使實際有效過盈量減小，降低了聯(lián)結強度。過渡配

3、合：零件會在使用和拆裝過程中發(fā)生磨損,使配合變松，降低了定位和導向的精度。的第5章表面粗糙度佝第5章表面粗糙度詢岫？由2 .耐磨性相互接觸的表面由于存在微觀兒何形狀誤差，只能在輪廓峰頂處接觸，實際有效接觸而積減小，導致單位面積上壓力增大，表而磨損加劇；但過于光（即表而粗糙度值過?。┑牧慵矶?，由于金屬分子間的吸附作用，接觸表面的潤滑油被擠掉形成干摩擦，也會使摩擦系數(shù)增大而加劇磨損。奧笫5章表面粗糙度rrH亦3 .耐腐蝕性由于腐蝕性氣體或液體容易積存在波谷底部，腐蝕作用便從波谷向金屬零件內部深入，造成銹蝕，因此零件表面越粗糙，波谷越深，腐蝕越嚴重。4 .抗疲勞強度零件粗糙表面的波谷處，在交變載荷

4、、重載荷作用下易引起應力集中，使抗疲勞強度降低。此外，表面粗糙度對接觸剛度、結合面的密封性、零件的外觀、零件表面導電性等都有影響。因此為保證零件的使用性能和互換性，在設計零件兒何精度時必須提出合理的表面粗糙度要求。研笫5章表面粗糙度W1岫5.2表面粗糙度的評定參數(shù)我國現(xiàn)行的表而粗糙度標準有產(chǎn)品兒何技術規(guī)范表面結構輪廓法表而結構的術語、定義及參數(shù)(GB/T35052000)、表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值(GB/T10311995)機械制圖表而粗糙度符號、代號及其注法(GB/T1311993)。砌第5章表面粗糙度I5. 2.1基本術語及定義L取樣長度(Zr)取樣長度是用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征的%軸

5、方向上的長度，即具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。x軸的方向與輪廓總的走向一致，一般應包括5個以上的波峰和波谷，如圖5-2所示。規(guī)定和限制這段長度是為了限制和減弱表面波度對表面粗糙度測量結果的影響。研笫5章表面粗糙度2 .評定長度(Z/i)評定長度是用于判別被評定輪廓的x軸方向上的長度。它可包括一個或幾個取樣長度，如圖5-2所示。由于零件表而粗糙度不一定均勻，在一個取樣長度上往往不能合理地反映該表而粗糙度的特性，因此要取兒個連續(xù)取樣長度，一般取方=5"。若被測表面比較均勻，可選/V5"；若被測表面均勻性差或測量精度要求高，可選/>5/-o笫5章表面粗糙度基準線圖5-

6、2取樣長度和評定長度3 .輪廓中線輪廓中線是具有兒何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線。它有輪廓的最小二乘中線和輪廓的算術平均中線兩種。1)輪廓的最小二乘中線(力輪廓的母小二乘中線是指在取樣長度內，使輪廓線上各點輪廓偏距z,的平方和最小的線，即min(j)，如圖5-3所示。圖5-3輪廓的最小二乘中線網(wǎng)第5章表面粗糙度 工吼曲 由南笫5章表面粗糙度輪廓偏距Z是指測量方向上，輪廓線上的點與基準線之間的距離，如圖54所示。對實際輪廓來說，基準線和評定長度內輪廓總的走向之間的夾角a是很小的，故可認為輪廓偏距是垂直于基準線的。輪廓偏距有正、負之分：在基準線以上，輪廓線和基準線所包圍的部分是材料的實體部分，這部分

7、的z值為正；反之為負。南笫5章表面粗糙度si基準線為準戰(zhàn)輪廓總的走向圖5-4輪廓偏距奧第5章表面粗糙度2)輪廓的算術平均中線輪廓的算術平均中線是指在取樣長度內劃分實際輪廓為上、下兩部分，且使兩部分面積相等的基準線，如圖55所示，用公式表示為九九允，=2印8)i=l/=1式中:F(輪廓峰面積;F；輪廓谷面積。雨笫5章表而粗糙度zrIn輪廓的算術平均中線輪廊總的走向X圖5-5輪廓的算術平均中線電笫5章表面粗糙度最小二乘中線從理論上講是理想的、惟一的基準線，但在輪廓圖形上確定最小二乘中線的位置比較困難，因此只用于精確測量。輪廓算術平均中線與最小二乘中線差別很小，通常用圖解法或目測法就可以確定，故實際

8、應用中常用輪廓的算術平均中線代替最小二乘中線。當輪廓很不規(guī)則時，輪廓的算術平均中線不是惟一的。初第5章表面粗糙度4 .輪廓峰頂線輪廓峰頂線是指在取樣長度內，平行于基準線并通過輪廓最高點的線，如圖5-6所示。研笫5章表面粗糙度圖5-6輪廓峰頂線與輪廓谷底線砌笫5章表面粗糙度5 .輪廓谷底線輪廓谷底線是指在取樣長度內，平行于基準線并通過輪廓最低點的線，如圖5-6所示。砌第5章表面粗糙度ttouob-5.2.2評定參數(shù)1 .幅度參數(shù)1）輪廓算術平均偏差（七）輪廓算術平均偏差是指在一個取樣長度內，輪廓偏距Z（x）絕對值的算術平均值，如圖57所示，川公式表示為1廣/ 1 N(5-2)或近似為1(5-3)

9、（二江閡"/=1式中：Z輪廓偏距；Zt第，點輪廓偏距(i=l,2,3,.)o初第5章表面粗糙度圖5-7輪廓算術平均偏差的第5章表面粗糙度rrH亦2）輪廓最大高度（%）輪廓最大高度是指在取樣K度內，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離，如圖5-8所示。硒笫5章表面粗糙度Mid)-圖5-8輪廓最大高度硒笫5章表面粗糙度Mid)-2 .間距參數(shù)輪廓單元的平均寬度(RSM：在取樣長度內，輪廓單元寬度Xs的平均值，用公式表示為(5-4)式中，Xsi第i個輪廓微觀不平度的間距。輪廓單元是指輪廓峰和輪廓谷的組合寬度。輪廓單元寬度Xs是指x軸線與輪廓單元相交線段的長度，如圖5-9所示。研笫5章表面粗糙度

10、圖5-9輪廓單元寬度研笫5章表面粗糙度3 .形狀特性參數(shù)輪廓支承長度率(Rmr(c)：在給定水平位置。上，輪廓的實體材料長度"/(c)與評定長度/的比率,用公式表示為7Mc)=頌至(5-5)InIn初第5章表面粗糙度1MAi?輪廓的實體材料長度Ml(c),是指評定長度內，一平行于x軸的直線從峰頂線向下移一水平截距c時，與輪廓相截所得各段截線K度bi之和。R“(c)值是對應于不同水平截距c而給出的。水平截距c是從峰頂線開始計算的，它可用囚好或&的百分數(shù)表示。如圖510所示,給出Mnr(c)參數(shù)時,必須同時給出輪廓水平截距c值。研笫5章表面粗糙度1M附？國家標準GB/T10311

11、995規(guī)定，幅度參數(shù)是基本評定參數(shù)，而間距和形狀特性參數(shù)為附加評定參數(shù)。研笫5章表面粗糙度5.3表面粗糙度的標注國家標準GB/T1311993對表面粗糙度的符號、代號及其標注做了規(guī)定。5.3.1表面粗糙度的基本符號表而粗糙度的基木符號是由兩條不等長且與被標注表而投影輪廓線成60°,左、右傾斜的細實線組成的。砌笫5章表面粗糙度吼曲 H圖樣上所標注的表面粗糙度符號、代號是該表面完工后的要求。有關表面粗糙度的各項規(guī)定應按功能要求給定。若僅需加工（采用去除材料的方法或不去除材料的方法）但對表面粗糙度的其他規(guī)定沒有要求時，允許只注表面粗糙度符號，如表5-1所示。硒第5章表面粗糙度rwt 兄D表

12、5-1 表面粗糙度的符號（摘自GB/T 131 1993）符號說明基本苻號衣木衣面可用任何方法獲得，當不加注粗幄度參數(shù)值或有關說明（例如.表面處理、局郃熱處理狀況等）時,僅適用于簡化代號標注.基本符號加一橫線，表示表面是用去除材料的方法獲得的，洌如,車、鐵、拈、瞧.剪切、拋光、腐蝕、電火花加工等基本符號加一小圓,表示表面是用不去除材料的方法獲得的.例如特，鍛、沖壓變形、熱軋、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）在上述三個符號的長心上均可加一橫線，用于標注有關參效和說明.,.4在上述三個符號上均可加小網(wǎng)表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求5. 3.2表面粗糙度的代

13、號及其標注當需要表示的加工表面對表面特征的其他規(guī)定有耍求時.，應在表面粗糙度符號的相應位置注上若干必要項目的表面特征規(guī)定。表面特征的各項規(guī)定在符號中的注寫位置如圖511所示。圖5-11表而粗糙度的代（符）號標注位置砌第5章表面粗糙度 叫曲 中為，。2粗糙度高度參數(shù)代號及其數(shù)值（悝）；b加工方法，鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等；c取樣長度（mm）或波紋度（jim）；d加工紋理方向的符號；e加匚余量（mm）；f-粗糙度間距參數(shù)值（mm）或支承長度率（）。砌第5章表面粗糙度叫曲中1 .幅度參數(shù)的標注表面粗糙度幅度參數(shù)的標注及其意義示例見表5-2。當選用此時，只需在代號中標出其參數(shù)，參數(shù)值前可不標參

14、數(shù)代號；當選用&時，參數(shù)和參數(shù)值均應標出。表5-2表面相糙度幅度參數(shù)標性示例（摘自GB/T1311993）代號代號用任何方法求得的表面粗糙度， 上的上限值為3.2 jm用去除材料方法獲得的褒面粗 糙度，尺的上限值為3. 2產(chǎn)m用去除材料方法獲得的表面粗 糙度，尺的上限值為3.2 pm. R0 的下限值為L 6 gm意 義用去除材料方法獲得的表面粗 糙度，R：的最大值為3.2用去除材豆蒜靛得的表圓粗 糙度，尺的上限值為3.2 “n, Rt 的上限值為125,用去除材料方法獲得的表面粗 糙度，尺的最大值為3.2 Rt 的最小值為1.6 Mm注，表面粗槌度參數(shù)的“上限值”（或“下限值”）和“

15、最大值”（或“最小值'的含義是不同的。上限值”注：表面粗糙度參數(shù)的“上限值”（或“下限值”）和“最大值”（或“最小值”）的含義是不同的。“上限值”（或“下限值”）表示表面粗糙度參數(shù)的所有實測值中允許16%測得值超過規(guī)定值；“最大值”（或“最小值”）表示所有實測值不得超過規(guī)定值。砌第5章表面粗糙度工-rrrH中2 .間距、形狀特征參數(shù)的標注若需要標注RSm、H“值時，將其符號注在長邊的橫線下而，數(shù)值寫在代號的后而。示例見表5-3。論笫5章表面粗糙度表5-3附加評定參數(shù)的標注(摘自GB/T1311993)代號意義57輪廓單元的平均寬度RSm的上限值為0.05mm水平截距。在輪廓最大高度R.

16、的50%位置卜.古承長帝軍為70%(下限值)，佝第5章表面粗糙度吼曲早3 .其他要求表面粗糙度的標注取樣長度和評定長度應標注在符號長邊的橫線下面，如按國家標準推薦值選取，在圖樣上可省略標注取樣長度值，否則按圖512(a)所示標注取樣長度2.5。若某表面粗糙度要求按指定加工方法獲得，可用文字標注，如圖512(b)所示。若需標注加工余量，可在規(guī)定之處加注余量值，如圖5-12(c)所示。若需控制表面加工紋理方向時，可在規(guī)定之處加注紋理方向符號，如圖5-12(d)所示。國家標準規(guī)定了常見的加工紋理方向符號，如表5-4所示。x紋理呈網(wǎng)相交的方向M紋理呈多方向R紋理呈近似放射形紋理無方向或呈凸起的細粒狀紋理是近似同心圓,笫5章表面粗糙度5.3.3表面粗糙度在圖樣上的標注表面粗糙度符號、代號一般標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線