第五章 表面粗糙度與檢測(cè)

1、1教學(xué)目標(biāo)基本內(nèi)容：掌握表面粗糙度的基本概念； 表面粗糙度的評(píng)定、選用、標(biāo)注及測(cè)量方法。重 點(diǎn)：表面粗糙度的評(píng)定、選用及標(biāo)注方法。難 點(diǎn)：表面粗糙度的評(píng)定方法、選用。操作技能：表面粗糙度的測(cè)量。2 零件的表面在加工過(guò)程中，受工藝系統(tǒng)幾何精度和動(dòng)態(tài)因素的影響，使之產(chǎn) 生幾何誤差和幾何形貌誤差。一、零件的表面形貌概述： 形 狀 誤 差： 表面粗糙度： 表面波紋度： 。 1、零件表面的幾何誤差32、零件表面幾何形狀誤差分布范圍： 表面粗糙度(微觀不平度)：零件表面的微小峰谷形成的表面微觀不平程度。 波距s1mm；其波距和波高之比一般小于50。 表面波紋度：峰谷波距在110mm，波距和波高比等于501

2、000之間的 不平程度。GB/T3505-2009最新將其標(biāo)準(zhǔn)化 形 狀誤 差：峰谷波距10mm，峰谷波長(zhǎng)與波高之比1000的不平程度。 表面粗糙度、表面波紋度以及表面幾何形狀誤差總是同時(shí)生成并存在同一 表面上綜合影響零件的表面輪廓。45零件表面輪廓由粗糙度輪廓、波紋度輪廓和原始輪廓疊加而成。 由兩不同截止波長(zhǎng)的濾波器分離獲得的輪廓波長(zhǎng)范圍。678 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度ln：一般按五個(gè)取樣長(zhǎng)度確定ln5lr ；被測(cè)表面比較均勻時(shí)，可選ln5lr；若均勻性差，則選ln5lr。9 輪廓峰：被評(píng)定輪廓上連接輪廓與X軸兩相鄰交點(diǎn)的向外的輪廓部分最高點(diǎn)輪廓峰高Zp 輪廓谷： 被評(píng)定輪廓上連接輪廓與X軸兩相鄰交點(diǎn)

3、的向內(nèi)的輪廓部分 最低點(diǎn)輪廓谷深Zv 輪廓單元： 一個(gè)輪廓峰和相鄰輪廓谷的組合 。10 最大輪廓峰高Rp 最大輪廓谷深Rv 輪廓最大高度Rz ：Rz=Rp+Rv GB/T35052009規(guī)定三類(lèi)輪廓評(píng)定參數(shù)最大高度Rz 輪廓單元平均高度Rc：mitiCZmR1111dxxZlrRalr0)(1niiZnRa11近似算術(shù)平均偏差Ra 輪廓算術(shù)平均偏差Ra 輪廓的均方根偏差Rq 輪廓的偏斜度Rsk 輪廓的陡度Rku輪廓總高度 Rt：內(nèi)最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和。RtRz 12幅度參數(shù)比較 Ra反映表面輪廓信息較全面，概念直觀，以觸針式電動(dòng)輪廓儀測(cè)量，可以直接讀出Ra的數(shù)值。 Rz測(cè)量比較簡(jiǎn)單，

4、對(duì)不允許有較深加工痕跡的表面(如控制應(yīng)力集中)和小零件表面有實(shí)用意義。13輪廓單元平均寬度 RSm: 取樣長(zhǎng)度lr 內(nèi)，輪廓單元寬度Xsi的平均值(常用)輪廓單元寬度Xsi: 中線與一個(gè)輪廓單元相交線段的長(zhǎng)度。miiXsm11Rsm Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中線RSm越大，峰谷越稀，密封性能越差。14 輪廓支承長(zhǎng)度率 Rmr(c)：在給定水平截面高度c上，輪廓實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml(c)與評(píng)定長(zhǎng)度ln的比率。 lcMllMlini)(1Rmr(c)= 輪廓支承長(zhǎng)度率曲線 Rmc用于評(píng)定均方根斜率大小。15 以幅度參數(shù)Ra、Rz為主參數(shù)且Ra反映輪廓信息最多，能夠較完整全面的反映零件表

5、面微觀幾何形狀； 間距參數(shù)Rsm與形狀參數(shù)Rmr(c)為，一般不單獨(dú)使用。 從幅度參數(shù)(平均輪廓高度Ra、輪廓最大高度Rz)、間距參數(shù)Rsm 和相關(guān)參數(shù)Rmr(c)中選取?；緟?shù) 2 個(gè) 輔助參數(shù) 2 個(gè)Ra 輪廓算術(shù)平均偏差Rz 輪廓最大高度RSm 輪廓單元平均寬度 Rmr(c) 輪廓支承長(zhǎng)度率161. 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值 Ra 數(shù)值Rz 數(shù)值17Ra0.083tRa0.063tRa0.048tRa0.6tRz0.333tRz0.25tRz0.2tRz2.4t18評(píng)定參數(shù)選用幅度參數(shù)Ra、 Rz附加參數(shù)-有特殊要求選用RSm ， Rmr(c)優(yōu)先選Ra ：粗糙度參數(shù)值在(0.0256.3

6、) um 選Rz ：粗糙度參數(shù)值在(6.3 100)um 和 (0.008 0.020 )um范圍；19 粗加工非結(jié)合面： Ra10 半精加工結(jié)合面： 10Ra2.5 精加工結(jié)合面、工作面： 2.5Ra1.25 精加工配合面： 1.25Ra0.32 精密配合面： 0.32Ra0.08 鏡面： 0.04Ra0.01202122一、表面粗糙度的符號(hào)23二. 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容及其注法1. 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容：表面粗糙度單一要求（不可省略）取樣長(zhǎng)度傳輸帶加工工藝加工余量等。補(bǔ)充要求 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容在圖中注寫(xiě)的位置:粗糙度要求的注寫(xiě)的位置a 表面粗糙度第

7、一(單一)要求（m）b 表面粗糙度第二要求（m）c 加工方法（車(chē)，銑）d 表面紋理和紋理方向e 加工余量（mm）。242. 表面粗糙度要求在圖中注法U 0.0025-0.8 Ra 4/12.5(空格)max上、下限值符號(hào)如：U、L傳輸帶.如：0.0025-0.8幅度參數(shù)極限值如：6.3極限值判斷規(guī)則：max評(píng)定長(zhǎng)度.如：4幅度參數(shù)符號(hào).如：Ra、Rz(1) 位置a處不能省略。 上限或下限的標(biāo)注： 表示雙向極限值時(shí)應(yīng)標(biāo)注上限符號(hào)“U”和下限符號(hào)“ L”。 若同一參數(shù)具有雙向極限要求，在不引起歧義時(shí)，可省略“U”和“ L” 的標(biāo)注。 若為單向下限值，則必需加注“ L” 。傳輸帶標(biāo)注時(shí)，短波在前，長(zhǎng)

8、波在后，并用連字號(hào)“”隔開(kāi)。 當(dāng)只有一個(gè)濾波器波長(zhǎng)為非標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，傳輸帶標(biāo)注也應(yīng)保留連字號(hào)“” 來(lái)區(qū)別是短波還是長(zhǎng)波。傳輸帶：標(biāo)注短波和長(zhǎng)波濾波器的截止波長(zhǎng)s-c；如：0.0025-0.8。 當(dāng)截止波長(zhǎng)為默認(rèn)標(biāo)注值時(shí)，省略標(biāo)注。 傳輸帶和取樣長(zhǎng)度： 幅度參數(shù)符號(hào)：參數(shù)代號(hào)標(biāo)注在傳輸帶或取樣長(zhǎng)度后，用“/”隔開(kāi) 評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)注：如果默認(rèn)的評(píng)定長(zhǎng)度時(shí)，可省略標(biāo)注。 如果不等于5lr時(shí)，則應(yīng)注出取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)。 極限值判斷規(guī)則和極限值的標(biāo)注： “16規(guī)則”為默認(rèn)規(guī)則，省略標(biāo)注；“最大規(guī)則”應(yīng)標(biāo)注 。 為避免誤解，在參數(shù)代號(hào)和極限值之間插入一個(gè)空格。 幅度參數(shù)值：表面粗糙度值大小。25 完工零件表面按檢

9、驗(yàn)規(guī)范測(cè)得輪廓參數(shù)值后, 需與圖樣上給定的極限比較, 以判定其是否合格。極限值判斷規(guī)則有兩種: : 運(yùn)用本規(guī)則時(shí), 當(dāng)被檢表面測(cè)得的全部參數(shù)值中, 超過(guò)極限值的個(gè)數(shù)不多于總個(gè)數(shù) 16%時(shí), 該表面是合格的。 超過(guò)極限值有兩種含義: 當(dāng)給定上限值時(shí), 超過(guò)是指大于給定值; 當(dāng)給定下限值時(shí), 超過(guò)是指小于給定值。: 運(yùn)用本規(guī)則時(shí), 被檢的整個(gè)表面上測(cè)得的參數(shù)值一個(gè)也不 應(yīng)超過(guò)給定的極限值。 16%規(guī)則是所有表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注的默認(rèn)規(guī)則。即當(dāng)參數(shù)代號(hào)后未標(biāo)注寫(xiě)“max”字樣時(shí), 均默認(rèn)為應(yīng)用 16%規(guī)則( 例如 Ra0.8) 。反之, 則應(yīng)用最大規(guī)則( 例如 Ramax0.8) 2627283、表面結(jié)

10、構(gòu)要求在圖樣上的標(biāo)注 (1) 表面結(jié)構(gòu)要求對(duì)每一表面一般只注一次，并盡可能注在相應(yīng)的尺寸 及其公差的同一視圖上。 除非另有說(shuō)明，所標(biāo)注的表面結(jié)構(gòu)要求是對(duì)完工零件表面的要求。 (2) 表面結(jié)構(gòu)的注寫(xiě)和讀取方向與尺寸的注寫(xiě)和讀取方向一致。表面結(jié)構(gòu)代號(hào)只能水平朝上或垂直朝左標(biāo)注?？梢詷?biāo)注在或輪廓延長(zhǎng)線上，也可標(biāo)注在指引線上、特征尺 寸的尺寸線上、幾何公差框格上。29 (4) 在不致引起誤解時(shí)，表面結(jié)構(gòu)要求可以標(biāo)注在尺寸線上。 (3) 表面結(jié)構(gòu)要求可標(biāo)注在形位公差框格的上方。30(5) 圓柱和棱柱表面的表面結(jié)構(gòu)要求只標(biāo)注一次。31如果每個(gè)棱柱表面有不同的表面要求，則應(yīng)分別單獨(dú)標(biāo)注。32標(biāo)注在輪廓線以內(nèi)

11、的指引線，其端部不是帶箭頭，而是帶圓點(diǎn)。 335. 表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣中的簡(jiǎn)化注法(1) 有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡(jiǎn)化注法。 工件的多數(shù)(包括全部)表面有相同的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近。標(biāo)題欄附近 在圓括號(hào)內(nèi)給出無(wú)任何其它標(biāo)注的基本符號(hào)。 34標(biāo)題欄附近標(biāo)題欄附近 不同的表面結(jié)構(gòu)要求直接標(biāo)注在圖形中35(2) 多個(gè)表面有共同要求或圖紙空間有限時(shí)的簡(jiǎn)化注法。 可用帶字母的完整符號(hào)，以等式的形式，在圖形或標(biāo)題欄附近，對(duì)有相同表面結(jié)構(gòu)要求的表面進(jìn)行簡(jiǎn)化標(biāo)注。 圖形或標(biāo)題欄附近 也可只用表面結(jié)構(gòu)符號(hào)，以等式的形式給出對(duì)多個(gè)表面共同的表面結(jié)構(gòu)要求。 （a）（b）（c）366. 封閉輪廓表面

12、粗糙度要求相同時(shí)的圖形符號(hào) 當(dāng)圖樣某個(gè)視圖上構(gòu)成封閉輪廓的各個(gè)表面有相同的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，以完整圖形符號(hào)上加一圓圈表示 (不含前后面)。377. 兩種或多種工藝獲得的同一表面的注法 由幾種不同工藝方法獲得同一表面，當(dāng)每種工藝方法的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，標(biāo)注方法如下：38395-5 表面粗糙度的測(cè)量一、檢測(cè)的基本原則1. 測(cè)量方向的選擇 時(shí)， 表面粗糙度測(cè)量方向：高度參數(shù)最大值的方向；即： 一般在垂直于表面加工的紋理方向上測(cè)量。2. 表面缺陷的摒棄 表面粗糙度不包括氣孔、砂眼、擦傷、劃痕等缺陷。3. 測(cè)量部位的選擇 在若干有代表性的區(qū)段上測(cè)量。二、測(cè)量方法：比較法、光切法、針描法、光波干涉法和印模法4

13、0練習(xí)：41423、請(qǐng)將表面粗糙度要求標(biāo)注在零件圖上 外圓：40、48：Ra1.6um； 50：Ra0.8um；其余：Ra6.3um； 齒輪：齒頂圓Ra3.2um ；分度圓Ra1.6um ； 軸肩：40：Ra3.2um； 50：Ra3.2um；其余Ra6.3um； 鍵槽：工作面Ra3.2um；底面Ra6.3um 中心孔錐面： Ra0.8um 其余表面粗糙度Ra6.3um43END444546 47481.表面粗糙度的符號(hào)和代號(hào)表面粗糙度的符號(hào)和代號(hào)49 粗糙度代號(hào)：粗糙度代號(hào)： a1a1、a2a2粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及允許值（粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及允許值（mm），），若選用若選用RaRa時(shí)，時(shí)，

14、可省略可省略RaRa，只標(biāo)注參數(shù)值，只標(biāo)注參數(shù)值 bb加工要求：鍍、涂、表面處理或其他加工要求；加工要求：鍍、涂、表面處理或其他加工要求； cc取樣長(zhǎng)度（取樣長(zhǎng)度（mmmm），與規(guī)定相同時(shí)可省略；），與規(guī)定相同時(shí)可省略； dd加工紋理方向符號(hào)；加工紋理方向符號(hào)； ee加工余量（加工余量（mmmm）；）； ff間距參數(shù)間距參數(shù)SmSm，S S（mmmm）或輪廓支承率）或輪廓支承率RmrRmr 。 圖樣上圖樣上通常只標(biāo)注高度參數(shù)（通常只標(biāo)注高度參數(shù)（RaRa、RzRz）且）且 選用選用RaRa時(shí)，只標(biāo)注參數(shù)值，時(shí)，只標(biāo)注參數(shù)值，“Ra” Ra” 可以省略；其余各項(xiàng)在需要可以省略；其余各項(xiàng)在需要時(shí)標(biāo)

15、注。時(shí)標(biāo)注。 如如對(duì)零件表面功能有特殊要求時(shí)，則還應(yīng)注出表面特征的其對(duì)零件表面功能有特殊要求時(shí)，則還應(yīng)注出表面特征的其它規(guī)定它規(guī)定，如取樣長(zhǎng)度、加工紋理方向、加工方法等。，如取樣長(zhǎng)度、加工紋理方向、加工方法等。503.251 最大（?。┲蹬c上（下）限值最大（?。┲蹬c上（下）限值1. 1. 2. 2. 若允許表面粗糙度實(shí)測(cè)值超過(guò)規(guī)定值，且超差次數(shù)少于總數(shù)的若允許表面粗糙度實(shí)測(cè)值超過(guò)規(guī)定值，且超差次數(shù)少于總數(shù)的16%16%時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注表面粗糙度參數(shù)的上限值或下限值。時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注表面粗糙度參數(shù)的上限值或下限值。5253 常用的表面粗糙度的檢測(cè)方法：常用的表面粗糙度的檢測(cè)方法： 比較法、光

16、切法、干涉法、針描法。比較法、光切法、干涉法、針描法。1 1、比較法、比較法 將被測(cè)表面與粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較將被測(cè)表面與粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較, ,通過(guò)視覺(jué)通過(guò)視覺(jué), ,觸感或其它方觸感或其它方法，對(duì)被測(cè)表面粗糙度作出評(píng)定的方法。法，對(duì)被測(cè)表面粗糙度作出評(píng)定的方法。 用比較法評(píng)定表面粗糙度雖然不能精確地得出被測(cè)表面的粗糙用比較法評(píng)定表面粗糙度雖然不能精確地得出被測(cè)表面的粗糙度的數(shù)值，但由于器具簡(jiǎn)單，使用方便且能滿足一般生產(chǎn)要求，度的數(shù)值，但由于器具簡(jiǎn)單，使用方便且能滿足一般生產(chǎn)要求，故常用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。故常用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。2 2、光切法、光切法 在雙管顯微鏡上，利用在雙管顯微鏡上，利用“光切原理光

17、切原理” ” 測(cè)量表面粗糙度的方法測(cè)量表面粗糙度的方法. . 常用于測(cè)量常用于測(cè)量RzRz值為值為0.50.560m60m的車(chē)、的車(chē)、 銑、刨等外表面銑、刨等外表面54 光切法一般用于測(cè)量表面粗糙度光切法一般用于測(cè)量表面粗糙度R RZ Z值值,R,RZ Z值實(shí)測(cè)大小：因儀器型值實(shí)測(cè)大?。阂騼x器型號(hào)和測(cè)量范圍不同而有所差異。號(hào)和測(cè)量范圍不同而有所差異。3 3、干涉法、干涉法 在干涉顯微鏡上利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的方法在干涉顯微鏡上利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的方法. . 常用于測(cè)量常用于測(cè)量RzRz的大小的大小, ,可獲得較小的參數(shù)值可獲得較小的參數(shù)值0.030.031m1m。4 4、

18、針描法（感觸法）、針描法（感觸法） 在電動(dòng)輪廓儀上，使金剛石觸頭與被測(cè)在電動(dòng)輪廓儀上，使金剛石觸頭與被測(cè) 表面相接觸，并以一定的速度移動(dòng)，獲得表面相接觸，并以一定的速度移動(dòng)，獲得 被測(cè)表面微觀實(shí)際輪廓圖的測(cè)量方法。被測(cè)表面微觀實(shí)際輪廓圖的測(cè)量方法。 電動(dòng)輪廓儀通常用于測(cè)量電動(dòng)輪廓儀通常用于測(cè)量RaRa值，值，RaRa數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 可直接從儀器指示儀表中讀出。適于測(cè)量可直接從儀器指示儀表中讀出。適于測(cè)量 Ra Ra值為值為0.0250.0255m5m表面粗糙度值。表面粗糙度值。 作業(yè)作業(yè): P131 5-10: P131 5-10干干涉涉顯顯微微鏡鏡55 謝謝大家謝謝大家 56 加工紋理方向：加工表面刀紋方向；與加工方法有關(guān)。紋理平行于視圖投影面紋理垂直于視圖投影面紋理斜向交于視圖投影面紋理呈近似同心圓紋理呈近似放射狀紋理呈多方向574-20、4-21題答案582. 表面粗糙度簡(jiǎn)化標(biāo)注（1）有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡(jiǎn)化注法符號(hào)，不得省略標(biāo)注在標(biāo)題欄附近59（2）多個(gè)表面有共同要求的注法方法一、標(biāo)注在標(biāo)題欄附近方法二、只用表面結(jié)構(gòu)符號(hào)以等式形式給出