建筑工程類幾何量公差與檢測_第5章表面粗糙度輪廓和及其檢測(課堂講義)

1、 第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測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2 表面粗糙度輪廓的評定表面粗糙度輪廓的評定3 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求4 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注 1 1 表面粗糙度輪廓的表面粗糙度輪廓的 基本概念基本概念 表面粗糙度的界定表面粗糙度的界定 圖圖5-1 被加工零件表面的形狀是復(fù)雜的，一般包括表面被加工零件表面的形狀是復(fù)雜的，一般包括表面粗糙度、表面波紋度和形狀誤差，可以按波距粗糙度、表面波紋度和形狀誤差，可以按波距（波形起伏間距）（波形起伏間距）來劃分：來劃分： 波距波距1mm 屬

2、于屬于表面粗糙度表面粗糙度波距波距在在110mm 屬于屬于表面波紋度表面波紋度波距波距10mm 屬于屬于形狀誤差形狀誤差 2 表面粗糙度輪廓的評定表面粗糙度輪廓的評定一、取樣長度、評定長度及傳輸帶一、取樣長度、評定長度及傳輸帶 1. 取樣長度取樣長度lr 規(guī)定取樣長度，是為了抑制和減弱表面波紋度對表面粗規(guī)定取樣長度，是為了抑制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響（標(biāo)準(zhǔn)取樣長度的數(shù)值見附表糙測量結(jié)果的影響（標(biāo)準(zhǔn)取樣長度的數(shù)值見附表5-1）。）。 2. 評定長度評定長度 ln 評定長度可包括評定長度可包括一個或連續(xù)的一個或連續(xù)的幾個取樣長度。標(biāo)準(zhǔn)的幾個取樣長度。標(biāo)準(zhǔn)的ln =5 lr 。 圖圖

3、5-33. 傳輸帶傳輸帶 長波輪廓濾波器的截止波長長波輪廓濾波器的截止波長c = lr 短波輪廓濾波器的截止波長短波輪廓濾波器的截止波長s （ 截止波長截止波長s和和c的標(biāo)準(zhǔn)化值由附表的標(biāo)準(zhǔn)化值由附表5-1查取查?。└奖砀奖?1 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度、輪廓最大高度Rz和輪廓單元的平和輪廓單元的平均寬度均寬度Rz，標(biāo)準(zhǔn)取樣長度和標(biāo)準(zhǔn)評定長度（摘自標(biāo)準(zhǔn)取樣長度和標(biāo)準(zhǔn)評定長度（摘自GB/T 13012009、 GB/T 106102009）、）、 表示濾波器傳輸帶表示濾波器傳輸帶s c 這兩個極限值這兩個極限值的標(biāo)準(zhǔn)化值取自的標(biāo)準(zhǔn)化值取自GB/T 60622002。 二

4、、表面粗糙度輪廓的中線二、表面粗糙度輪廓的中線 為了定量地評定表面粗糙度輪廓，首先應(yīng)確定一條中為了定量地評定表面粗糙度輪廓，首先應(yīng)確定一條中線。以中線為基礎(chǔ)來計算各種評定參數(shù)的數(shù)值。線。以中線為基礎(chǔ)來計算各種評定參數(shù)的數(shù)值。 1. 輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線（圖（圖5-4） 在一個取樣長度在一個取樣長度lr范圍內(nèi)，輪廓的最小二乘中線使輪廓范圍內(nèi)，輪廓的最小二乘中線使輪廓上各點(diǎn)至該線的上各點(diǎn)至該線的距離的平方之和為最小距離的平方之和為最小。2. 輪廓的算術(shù)平均中線輪廓的算術(shù)平均中線（圖（圖5-5） 在一個取樣長度在一個取樣長度lr范圍內(nèi)，輪廓的算術(shù)平均中線將實(shí)際范圍內(nèi)，輪廓的算術(shù)平均中

5、線將實(shí)際輪廓劃分為上、下兩部分，使上部分各個輪廓劃分為上、下兩部分，使上部分各個峰面積峰面積之和之和等于下部分各個等于下部分各個谷面積谷面積之和之和。 三、表面粗糙度的評定參數(shù)三、表面粗糙度的評定參數(shù) 1. 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差a（幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)） 在一個取樣長度在一個取樣長度lr范圍內(nèi)，被評定輪廓上各點(diǎn)至輪廓范圍內(nèi)，被評定輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線的中線的縱坐標(biāo)值的絕對值縱坐標(biāo)值的絕對值的的算術(shù)平均值算術(shù)平均值，即，即 niiznRa112. 2. 輪廓最大高度輪廓最大高度Rz Rz （幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)） 在一個取樣長度在一個取樣長度lr范圍范圍內(nèi)，被評定輪廓上各個極點(diǎn)至內(nèi)，

6、被評定輪廓上各個極點(diǎn)至中線的距離中，最大輪廓峰高中線的距離中，最大輪廓峰高RpRp與與最大輪廓谷深最大輪廓谷深RvRv之和的之和的高度，即高度，即 Rz Rz = = Rp Rp + RvRv 3. 輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度（間距參數(shù)）（間距參數(shù)）RSm 一個輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做一個輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做輪廓單元輪廓單元，在，在一個取樣長度一個取樣長度lr范圍內(nèi)，中線與各個輪廓單元相交線段范圍內(nèi)，中線與各個輪廓單元相交線段的寬度（輪廓的寬度的寬度（輪廓的寬度Xsi）的平均值）的平均值RSm，即即misiXmRSm11 在零件圖上，對零件某一表面的表面粗糙度在零件圖

7、上，對零件某一表面的表面粗糙度輪廓要求，按需要選擇輪廓要求，按需要選擇Ra或或Rz標(biāo)注。標(biāo)注。 RSm 屬于附加評定參數(shù)，屬于附加評定參數(shù)，只能與只能與Ra或或Rz同同時時選用，選用，不能獨(dú)立采用。不能獨(dú)立采用。3 3 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求 一、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求的內(nèi)容一、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求的內(nèi)容 在零件圖上規(guī)定表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求時，必須在零件圖上規(guī)定表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求時，必須標(biāo)注標(biāo)注幅度參數(shù)符號及允許值幅度參數(shù)符號及允許值。 同時還應(yīng)標(biāo)注同時還應(yīng)標(biāo)注: 傳輸帶傳輸帶(若采用默認(rèn)值，則不標(biāo)注）若采用默認(rèn)值，則不標(biāo)注） 、 取樣長度、取樣長度、評定

8、長度的數(shù)值評定長度的數(shù)值（若默認(rèn)采用標(biāo)準(zhǔn)化值，則不標(biāo)注）、（若默認(rèn)采用標(biāo)準(zhǔn)化值，則不標(biāo)注）、 極限值判斷規(guī)則極限值判斷規(guī)則（若默認(rèn)采用（若默認(rèn)采用16%規(guī)則，則不標(biāo)注）。規(guī)則，則不標(biāo)注）。 必要時可以標(biāo)注補(bǔ)充要求，如必要時可以標(biāo)注補(bǔ)充要求，如表面加工紋理及方向表面加工紋理及方向、加工余量加工余量、附加的附加的RSm等。等。二、表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)的選擇二、表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)的選擇 一般采用一般采用Ra 作為評定參數(shù)。作為評定參數(shù)。 對于極光滑和粗糙的表對于極光滑和粗糙的表面，不能用面，不能用Ra儀器測量，而采用儀器測量，而采用Rz作為評定參數(shù)。作為評定參數(shù)。 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值

9、的選擇原則是：在滿表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提下，足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值盡量選取較大的參數(shù)值。 在機(jī)械零件精度設(shè)計中，對于表面粗糙度輪廓的技術(shù)要在機(jī)械零件精度設(shè)計中，對于表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求，求，通常只給出幅度參數(shù)符號（通常只給出幅度參數(shù)符號（Ra或或Rz）及極限值）及極限值，而，而其其他要求則采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化值他要求則采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化值。 表面粗糙度的選用表面粗糙度的選用 各種各種Ra值下的表面狀況、加工方法和應(yīng)用值下的表面狀況、加工方法和應(yīng)用 100 12.5 Ra（m） 6.3 1.60 0.80 0.20 0.10

10、 0.012 表面狀況表面狀況 可見刀紋可見刀紋 可見加工痕跡可見加工痕跡 看不見加工痕跡看不見加工痕跡 光澤面光澤面 加工方法加工方法 粗車、粗銑、鉆孔、粗車、粗銑、鉆孔、粗刨等粗刨等 精車、精銑、粗磨、精車、精銑、粗磨、粗鉸等粗鉸等 精磨、精鉸、精磨、精鉸、精拉等精拉等 研磨、拋光、超級研磨、拋光、超級加工等加工等 應(yīng)應(yīng) 用用 不接觸表面。如倒角、退刀槽表面不接觸表面。如倒角、退刀槽表面等等 靜止的接觸面或零件相對運(yùn)動速度低靜止的接觸面或零件相對運(yùn)動速度低的接觸面。如凸臺、沉孔的加工面、鍵的接觸面。如凸臺、沉孔的加工面、鍵和鍵槽的表面等和鍵槽的表面等 要求密合很好的接觸面或相對運(yùn)動速度要求

11、密合很好的接觸面或相對運(yùn)動速度較高的接觸面。如軸和孔的配合面、定位較高的接觸面。如軸和孔的配合面、定位銷和銷孔的表面、閥和閥座的接觸面等銷和銷孔的表面、閥和閥座的接觸面等 精密量具的工作面等精密量具的工作面等 4 4 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件 圖上的標(biāo)注圖上的標(biāo)注一、表面粗糙度輪廓的圖形符號一、表面粗糙度輪廓的圖形符號 繪制機(jī)械零件圖時，需要使用繪制機(jī)械零件圖時，需要使用1個基本圖形符個基本圖形符號和號和3個完整圖形符號，來標(biāo)注表面粗糙度輪廓各個完整圖形符號，來標(biāo)注表面粗糙度輪廓各種不同的技術(shù)要求。種不同的技術(shù)要求。 （c）圖為用于去除材料的）圖為用于去除材料的

12、完整完整圖形符號，如車、圖形符號，如車、銑、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、銑、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等氣割等 。 （d）圖為用于不去除材料的）圖為用于不去除材料的完整完整圖形符號，如圖形符號，如鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、粉末冶金等。鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、粉末冶金等。 （a）圖為）圖為基本基本圖形符號。圖形符號。 （b）圖為用于任何工藝的）圖為用于任何工藝的完整完整圖形符號。圖形符號。（a） （b） （c） （d）上述三個符號上均可加一小圓，表示所有表上述三個符號上均可加一小圓，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求面具有相同的表面粗糙度要求 示例：示例： 二、表面粗糙

13、度輪廓技術(shù)要求在完整圖形二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形 符號上的標(biāo)注符號上的標(biāo)注 1. 表面粗糙度輪廓各項技術(shù)要求在完整圖表面粗糙度輪廓各項技術(shù)要求在完整圖形符號上的標(biāo)注位置形符號上的標(biāo)注位置在在完整圖形符號的周圍完整圖形符號的周圍標(biāo)注評定參數(shù)的符號及極限值標(biāo)注評定參數(shù)的符號及極限值和其他技術(shù)要求。和其他技術(shù)要求。各項技術(shù)要求應(yīng)分別標(biāo)注在該符號周圍的各項技術(shù)要求應(yīng)分別標(biāo)注在該符號周圍的指定位置指定位置上。上。位置位置a：下列符號和數(shù)值排成一行（共下列符號和數(shù)值排成一行（共6個參數(shù)）個參數(shù)） 位置位置b：附加評定參數(shù)：附加評定參數(shù)（如（如RSm，mm）位置位置c：加工方法：加工方法位置位置

14、d：表面紋理：表面紋理位置位置e：加工余量（：加工余量（mm） 上、下限值符號、傳輸帶數(shù)值上、下限值符號、傳輸帶數(shù)值/幅度參數(shù)符號幅度參數(shù)符號（空格）（空格）評定評定長度值、極限值判斷規(guī)則長度值、極限值判斷規(guī)則(空格空格) 幅度參數(shù)極限值幅度參數(shù)極限值(m) 2. 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標(biāo)注表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標(biāo)注 （1）標(biāo)注極限值中的一個數(shù)值且）標(biāo)注極限值中的一個數(shù)值且默認(rèn)為上限值默認(rèn)為上限值 （2）同時標(biāo)注上、下限值（圖）同時標(biāo)注上、下限值（圖5-11） 3. 極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注 （1）16%規(guī)則（圖規(guī)則（圖5-10、圖、圖5-11） 16%規(guī)則是表

15、面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認(rèn)規(guī)則。規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認(rèn)規(guī)則。若采用，則圖樣上不需注出。若采用，則圖樣上不需注出。 （2）最大規(guī)則（圖）最大規(guī)則（圖5-12、圖、圖5-13） 在幅度參數(shù)符號在幅度參數(shù)符號Ra或或Rz的后面標(biāo)注一個的后面標(biāo)注一個“max”的標(biāo)記。的標(biāo)記。注：注： 16%規(guī)則：當(dāng)標(biāo)注上限值或上限值與下限值時，規(guī)則：當(dāng)標(biāo)注上限值或上限值與下限值時，允許實(shí)測值中有允許實(shí)測值中有16%的測值超差的測值超差，該表面合格。，該表面合格。 最大規(guī)則：最大規(guī)則：不允許任何實(shí)測值超差不允許任何實(shí)測值超差。 4. 傳輸帶和取樣長度、評定長度的標(biāo)注傳輸帶和取樣長度、評定長度的標(biāo)注 需要

16、指定傳輸帶時，傳輸帶需要指定傳輸帶時，傳輸帶（mm）標(biāo)注在幅度參數(shù)符號的前面，標(biāo)注在幅度參數(shù)符號的前面，并用斜線并用斜線“/”隔開（圖隔開（圖5-14a、b、c）。）。c =lr。 圖圖5-14 5. 需要指定評定長度時標(biāo)注需要指定評定長度時標(biāo)注在在幅度參數(shù)符號的后面幅度參數(shù)符號的后面注寫取樣長度的個數(shù)（圖注寫取樣長度的個數(shù)（圖5-15a、b）。）。 圖圖5-16 6. 表面紋理的標(biāo)注表面紋理的標(biāo)注 7. 附加評定參數(shù)和加工方法的標(biāo)注附加評定參數(shù)和加工方法的標(biāo)注 需要標(biāo)注附加評定參數(shù)或（和）加工方法時的標(biāo)注示需要標(biāo)注附加評定參數(shù)或（和）加工方法時的標(biāo)注示例。例。 8. 加工余量的標(biāo)注加工余量的

17、標(biāo)注 三、表面粗糙度輪廓代號在零件圖標(biāo)注三、表面粗糙度輪廓代號在零件圖標(biāo)注 的規(guī)定和方法的規(guī)定和方法 1. 一般規(guī)定一般規(guī)定 粗糙度代號盡可能標(biāo)注在相應(yīng)的尺寸及其極粗糙度代號盡可能標(biāo)注在相應(yīng)的尺寸及其極限偏差的限偏差的同一視圖同一視圖上。上。 粗糙度代號上的各種符號和數(shù)字的注寫和讀粗糙度代號上的各種符號和數(shù)字的注寫和讀取方向應(yīng)取方向應(yīng)與尺寸的注寫和讀取方向一致與尺寸的注寫和讀取方向一致。 粗糙度代號的尖端必須粗糙度代號的尖端必須從材料外指向并接觸從材料外指向并接觸零件表面。零件表面。 2. 常規(guī)標(biāo)注方法常規(guī)標(biāo)注方法 標(biāo)注示例見圖標(biāo)注示例見圖5-195-19a、b b，圖，圖5-205-20，圖，圖5-215-21，圖圖5-225-2