第3章表面粗糙度和測量演示文稿1.

1、 5.15.1 表面粗糙度輪廓的基本概念表面粗糙度輪廓的基本概念 5.25.2 表面粗糙度輪廓的評定表面粗糙度輪廓的評定 5.3 5.3 表面粗糙度的技術要求表面粗糙度的技術要求 5.4 5.4 表面粗糙度的技術要求在零件圖上的標注表面粗糙度的技術要求在零件圖上的標注 5.55.5 表面粗糙度檢驗表面粗糙度檢驗 5.1 表面粗糙度輪廓的基本概念表面粗糙度輪廓的基本概念 零件表面的形成方法有兩種，用去除材料的方法或不零件表面的形成方法有兩種，用去除材料的方法或不去除材料的方法獲的。去除材料的方法獲的。表面缺陷：是零件在加工、運輸、儲存和使用過程中表面缺陷：是零件在加工、運輸、儲存和使用過程中生成

2、的沒有一定規(guī)則的單元體。對有表面缺陷的產品，生成的沒有一定規(guī)則的單元體。對有表面缺陷的產品，應以文字敘述的方式在圖樣或技術文件中說明應以文字敘述的方式在圖樣或技術文件中說明 。了解表面缺陷的性質和分類了解表面缺陷的性質和分類對表面缺陷，可以用經驗法目測判斷。對表面缺陷，可以用經驗法目測判斷。 機械加工或者其他方法獲得機械加工或者其他方法獲得的零件表面，微觀上總會存在較的零件表面，微觀上總會存在較小間距的峰谷痕跡，表面粗糙度小間距的峰谷痕跡，表面粗糙度就是表述這些峰谷高低程度和間就是表述這些峰谷高低程度和間距狀況的距狀況的微觀幾何形狀微觀幾何形狀特性的指特性的指標。標。產生：刀痕、摩擦、塑性變形

3、、產生：刀痕、摩擦、塑性變形、工藝系統(tǒng)的高頻振蕩工藝系統(tǒng)的高頻振蕩圖圖5-1 表面粗糙度示意圖表面粗糙度示意圖圖52實際輪廓 1-橫向實際輪廓 2-實際表面 3-加工紋理方向 4-平面表面粗糙度表面波紋度形狀誤差 1.1.摩擦和磨損方面摩擦和磨損方面 2.2.配合性質方面配合性質方面 3.3.疲勞強度方面疲勞強度方面 4.4.耐腐蝕性方面耐腐蝕性方面 5.5.接觸剛度方面接觸剛度方面 此外，表面粗糙度還影響結合面的密封性，影響此外，表面粗糙度還影響結合面的密封性，影響產品的外觀和表面涂層的質量等。綜上所述，為保證產品的外觀和表面涂層的質量等。綜上所述，為保證零件的使用性能和壽命，應對零件的表面

4、粗糙度加以零件的使用性能和壽命，應對零件的表面粗糙度加以合理限制。合理限制。 1.1.實際輪廓實際輪廓（表面輪廓）（表面輪廓） 實際輪廓是指平面與實際表面相交所得的輪廓線。實際輪廓是指平面與實際表面相交所得的輪廓線。 圖圖3-2 實際輪廓實際輪廓 2.2.取樣長度取樣長度l lr r 取樣長度是指用于判別具有表面粗糙度特征的一取樣長度是指用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱宏觀段基準線長度。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱宏觀幾何形狀誤差，太長太短都不好。幾何形狀誤差，太長太短都不好。 標準規(guī)定取樣長度按表面粗糙程度合理取值，通常標準規(guī)定取樣長度按表面粗糙程度合

5、理取值，通常應包含至少應包含至少5 5個輪廓峰和輪廓谷。推薦值見表個輪廓峰和輪廓谷。推薦值見表5-3 5-3 圖圖3-3 取樣長度和評定長度取樣長度和評定長度 3.3.評定長度評定長度l ln n 評定長度是指評定輪廓表面粗糙度所必需的一段長度。評定長度是指評定輪廓表面粗糙度所必需的一段長度。 一般情況下，標準推薦一般情況下，標準推薦l ln n =5 =5l lr r ，具體數值見表，具體數值見表5-35-3 4.4.基準線（中線基準線（中線m m） 基準線是用以評定表面粗糙度參數大小所規(guī)定的一條基準線是用以評定表面粗糙度參數大小所規(guī)定的一條參考線，據此來作為評定表面粗糙度參數大小的基準。參

6、考線，據此來作為評定表面粗糙度參數大小的基準。 （1 1）輪廓的最小二乘中線）輪廓的最小二乘中線圖圖3-4 輪廓最小二乘中線輪廓最小二乘中線 （2 2）輪廓算術平均中線）輪廓算術平均中線圖圖3-5 輪廓算術平均中線輪廓算術平均中線F1F2Fn=F1F2 Fn 5.5.輪廓單元輪廓單元 即一個輪廓峰和其相鄰的一個輪廓谷的組合。即一個輪廓峰和其相鄰的一個輪廓谷的組合。圖圖3-6 輪廓單元輪廓單元 1.1.與高度特性有關的參數（幅度參數）與高度特性有關的參數（幅度參數）（1 1）輪廓算術平均偏差）輪廓算術平均偏差RaRa 即在一個取樣長度即在一個取樣長度lrlr 內，輪廓上各點至基準線的內，輪廓上各

7、點至基準線的距離的絕對值的算術平均值。如圖距離的絕對值的算術平均值。如圖5-85-8所示。所示。 圖圖5-8 輪廓算術平均偏差輪廓算術平均偏差dxxzlRla0)(1niiaznR11 （2 2）輪廓的最大高度）輪廓的最大高度RyRy 即在一個取樣長度即在一個取樣長度l lr r 內，最大輪廓峰高內，最大輪廓峰高zpzp 和最大和最大輪廓谷深輪廓谷深zvzv之和的高度。之和的高度。 用公式表示為用公式表示為 R Ry y = =z zp p + +z zv v 圖圖3-9 輪廓的最大高度輪廓的最大高度 （3 3）微觀不平度十點高度）微觀不平度十點高度R Rz z 即在一個取樣長度即在一個取樣長

8、度lrlr 內，五個最大的輪廓峰高的平均內，五個最大的輪廓峰高的平均值與五個最大的輪廓谷深的平均值。值與五個最大的輪廓谷深的平均值。55151iviipizyyR 2.2.與間距特性有關的參數（間距參數）與間距特性有關的參數（間距參數） 輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度RSmRSm 即在一個取樣長度即在一個取樣長度lrlr 內，輪廓單元寬度內，輪廓單元寬度xsxs 的平均值。的平均值。圖圖3-11 輪廓單元的寬度輪廓單元的寬度表面粗糙度（評定參數）的選擇n評定參數的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數。推薦優(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：n當表面過于

9、粗糙（Ra6.3m）或過于光滑（ Ra 0.025 m ）時，可選用Rz，因為此范圍便于選擇用于測量Rz的儀器測量。n當零件材料較軟時，因為Ra一般采用觸針測量。n當測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Ry值。選擇依據：根據零件的功能要求和經濟性來選擇。 在常用值范圍內(Ra為0.0256.3mm，Rz為0.125mm)，普遍采用Ra作為評定參數。采用Rz作為評定參數的原因是：一方面，由于觸針式輪廓儀功能的限制，不適應于極光滑表面和粗糙表面；另一方面，對測量部位小、峰谷少或有疲勞強度要求的零件表面，選用Rz作為評定參數，方便、可靠。 表面粗糙度參數值的選用原則：首先滿

10、足功能要求，其次是考慮經濟性及工藝性。在滿足功能要求的前提下，參數的允許值應盡可能大些。 （6 6）防腐性、密封性要求高，外表美觀等表面）防腐性、密封性要求高，外表美觀等表面的粗糙度值應較小。的粗糙度值應較小。 （7 7）凡有關標準已對表面粗糙度要求做出規(guī)定，）凡有關標準已對表面粗糙度要求做出規(guī)定，則應按標準規(guī)定的表面粗糙度參數值選用。則應按標準規(guī)定的表面粗糙度參數值選用。 1.1.符號符號 表面粗糙度的評定參數及其數值確定表面粗糙度的評定參數及其數值確定后，應按后，應按GB/T 1311993GB/T 1311993表面粗糙度符表面粗糙度符號、代號及其注法號、代號及其注法的規(guī)定，把表面粗糙的

11、規(guī)定，把表面粗糙度要求正確地標注在零件圖上。度要求正確地標注在零件圖上。 2.2.代號代號 表面粗糙度符號代表表面粗糙度符號代表完工后的零件表面所要完工后的零件表面所要達到的表面質量，體現達到的表面質量，體現零件在機器設備中的功零件在機器設備中的功能要求。能要求。 圖3-13 表面粗糙度代號和各種要求的注寫位置表面粗糙度代號和各種要求的注寫位置a1，a2 粗糙度幅度參數代號及其數值（mm）；b 加工要求、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等；c 取樣長度（mm）或波紋度（mm）；d 加工紋理方向符號； e 加工余量（mm）； f 粗糙度間距參數值（mm） b)c)d)a)0.86.3銑3.23.2

12、(5)3.2圖5-10表面粗糙度其它項目的標注3.3.表面粗糙度在圖樣上的標注方法表面粗糙度在圖樣上的標注方法 （1 1）表面粗糙度代（符）號應注在可見輪廓線、尺表面粗糙度代（符）號應注在可見輪廓線、尺寸線、尺寸界線或它們的延長線上，也可以注在指引線寸線、尺寸界線或它們的延長線上，也可以注在指引線上。符號的尖端必須從材料外指向被注表面，代號中數上。符號的尖端必須從材料外指向被注表面，代號中數字及符號的方向必須與尺寸線上的數字方向一致。字及符號的方向必須與尺寸線上的數字方向一致。圖圖3-15 表面粗糙度代號標注示例表面粗糙度代號標注示例 （2 2）當零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要當零件的

13、大部分表面具有相同的表面粗糙度要求時，對其中使用最多的一種符號、代號可以統(tǒng)一注在求時，對其中使用最多的一種符號、代號可以統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并加注圖樣的右上角，并加注“其余其余”兩字。兩字。 （3 3）當零件的所當零件的所有表面具有相同的表有表面具有相同的表面粗糙度要求時的標面粗糙度要求時的標注。注。圖圖3-16 零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度 （4 4）當齒輪、蝸輪、漸開線花鍵等工作表面沒有當齒輪、蝸輪、漸開線花鍵等工作表面沒有畫出齒形時，其表面粗糙度代號可注在節(jié)圓上。畫出齒形時，其表面粗糙度代號可注在節(jié)圓上。 圖圖3-17 齒輪、花鍵表面粗糙度標

14、注示例齒輪、花鍵表面粗糙度標注示例 （5 5）螺紋工作表面沒有畫出牙形時的標注。螺紋工作表面沒有畫出牙形時的標注。 圖圖3-18 螺紋表面粗糙度標注示例螺紋表面粗糙度標注示例 （6 6） 中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓角、倒角的表面粗糙度代號標注。角、倒角的表面粗糙度代號標注。 圖圖3-20 表面粗糙度標注示例表面粗糙度標注示例 （8 8） 同一表面上有不同的表面粗糙度要求時，同一表面上有不同的表面粗糙度要求時，需用細實線畫出其分界線并注出相應的表面粗糙需用細實線畫出其分界線并注出相應的表面粗糙度代號和尺寸。以及用細實線連接的不連續(xù)的同度代號和尺寸。以及用

15、細實線連接的不連續(xù)的同一表面，其粗糙度代號只注一次。一表面，其粗糙度代號只注一次。圖圖3-21 表面粗糙度標注示例表面粗糙度標注示例1 1 比較法比較法 比較法是用已知其高度參數值的粗糙度樣板與被比較法是用已知其高度參數值的粗糙度樣板與被測表面相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯測表面相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。微鏡來判斷被測表面粗糙度的一種檢測方法。2 2 光切法光切法 光切法是利用光切法是利用“光切原理光切原理”來測量零件表面粗糙度來測量零件表面粗糙度的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應用這的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就

16、是應用這一原理設計而成的。一原理設計而成的。 圖圖3-23 光切法測量原理光切法測量原理光切顯微鏡的外形結構。光切顯微鏡的外形結構。 圖圖3-24 光切顯微鏡外形結構光切顯微鏡外形結構光切顯微鏡實物光切顯微鏡實物3 3 干涉法干涉法 干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗糙度的一種方法。圖圖3-26 干涉法測量原理干涉法測量原理干涉顯微鏡干涉顯微鏡4 4 針描法針描法 針描法又稱觸針法，是一種接觸測量表面粗糙度針描法又稱觸針法，是一種接觸測量表面粗糙度的方法。電動輪廓儀（又稱表面粗糙度檢查儀）就是的方法。電動輪廓儀（又稱表面粗糙度檢查儀）就是利用針

17、描法來測量表面粗糙度。利用針描法來測量表面粗糙度。 圖圖3-27 電動輪廓儀電動輪廓儀 電動輪廓儀實物電動輪廓儀實物TR200型表面粗糙度儀（1）表面粗糙度輪廓的概念 （2）國家標準在評定表面粗糙度輪廓的參數時，規(guī)定了取樣長度lr、評定長度ln和中線。（3）表面粗糙度輪廓的評定參數 有幅度參數（包括輪廓的算術平均偏差Ra、微觀不平度十點高度、輪廓的最大高度Rz）和間距特征參數（輪廓單元的平均寬度RSm）（4）通常只給出幅度參數Ra或Rz及允許值，必要時可規(guī)定輪廓其他的評定參數、表面加工紋理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用標準取樣長度，則在圖樣上可以省略標注取樣長度值。（5）國

18、家標準規(guī)定了表面粗糙度輪廓的標注方法（6）表面粗糙度輪廓的檢測主要方法有比較檢驗法、針描法、光切法和干涉法。練習題 1同一表面只注一次，注在可見輪廓線或尺寸線的延長線上；同一表面只注一次，注在可見輪廓線或尺寸線的延長線上； 2符符號號的的尖尖端端應應從從材材料料外外指指向向表表面面，并并與與表表面面輪輪廓廓接接觸觸上上；3無無論論符符號號的的方方向向如如何何變變化化其其形形狀狀不不變變且且字字頭頭保保持持向向上上或或向向左左； 4當當有有多多個個表表面面的的粗粗糙糙度度相相同同時時應應統(tǒng)統(tǒng)一一注注在在圖圖紙紙的的右右上上角角,并并加加 注注“其其余余”字字樣樣,若若全全部部表表面面的的粗粗糙糙度度相相同同則則不不加加“其其余余”字字樣樣。 5同一表面有不同粗糙度要求時用細實線畫其分界線，再標注同一表面有不同粗糙度要求時用細實線畫其分界線，再標注.0.80.81.66.36.3其余其余Rz3.212.5若全部表面的粗糙若全部表面的粗糙度相同度相同，則可直接則可直接 在圖的右上角注明。在圖的右上角注明。(mille