精選表面粗糙度及其表示方法

1、 IVI Training Materials Part 8/8企業(yè)內(nèi)部資料，嚴(yán)禁外流中日外表粗糙度及其表示方法概要1 有關(guān)外表粗糙度的相關(guān)說明外表粗糙度是由切削過程中刀具在工件外表上留下的刀痕而產(chǎn)生的。它是機(jī)械零件的一個主要幾何精度指標(biāo), 對零件的性能會產(chǎn)生重要的影響。零件外表粗糙度直接影響零件的配合性質(zhì)的穩(wěn)定性、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、抗腐蝕性以及密封性等。因此，關(guān)于外表粗糙度測量的研究就一直沒有停止, 傳統(tǒng)的測量方法有比擬法、針描法、光切法、干預(yù)法和印模法等多種, 主要是使用樣板、電動輪廓儀、光切顯微鏡、干預(yù)顯微鏡等多種工具和計量儀器。除樣板比擬法外, 其它各種測量方法都需在計量室內(nèi)由專業(yè)人員

2、進(jìn)行測量操作, 這很不利于工件加工過程中的現(xiàn)場實(shí)時檢測和操作。因此現(xiàn)在還只能留用在原來的樣板評定方式, 當(dāng)有爭議發(fā)生時, 再通過計量部門的專業(yè)計量來判定外表粗糙度的具體數(shù)值。因此, 給實(shí)際工作帶來諸多不便。 外表粗糙度標(biāo)準(zhǔn)的提出和開展與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的開展密切相關(guān)，它經(jīng)歷了由定性評定到定量評定兩個階段。外表粗糙度對機(jī)器零件外表性能的影響從1918年開始首先受到注意，在飛機(jī)和飛機(jī)發(fā)動機(jī)設(shè)計中，由于要求用最少材料到達(dá)最大的強(qiáng)度，人們開始對加工外表的刀痕和刮痕對疲勞強(qiáng)度的影響加以研究。但由于測量困難，當(dāng)時沒有定量數(shù)值上的評定要求，只是根據(jù)目測感覺來確定。在20世紀(jì)2030年代，世界上很多工業(yè)國家廣泛采

3、用三角符號()的組合來表示不同精度的加工外表。 為研究外表粗糙度對零件性能的影響和度量外表微觀不平度的需要，從20年代末到30年代，德國、美國和英國等國的一些專家設(shè)計制作了輪廓記錄儀、輪廓儀，同時也產(chǎn)生出了光切式顯微鏡和干預(yù)顯微鏡等用光學(xué)方法來測量外表微觀不平度的儀器，給從數(shù)值上定量評定外表粗糙度創(chuàng)造了條件。從30年代起，已對外表粗糙度定量評定參數(shù)進(jìn)行了研究，如美國的Abbott就提出了用距外表輪廓峰頂?shù)纳疃群椭С虚L度率曲線來表征外表粗糙度。1936年出版了Schmaltz論述外表粗糙度的專著，對外表粗糙度的評定參數(shù)和數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化提出了建議。但粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值的使用，真正成為一個被廣泛接

4、受的標(biāo)準(zhǔn)還是從40年代各國相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布以后開始的。 首先是美國在1940年發(fā)布了ASA B46.1國家標(biāo)準(zhǔn)，之后又經(jīng)過幾次修訂，成為現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASME B46.1-1988?外表結(jié)構(gòu)外表粗糙度、外表波紋度和加工紋理?，該標(biāo)準(zhǔn)采用中線制，并將Ra作為主參數(shù)；接著前蘇聯(lián)在1945年發(fā)布了GOCT2789-1945?外表光潔度、外表微觀幾何形狀、分級和表示法?國家標(biāo)準(zhǔn)，而后經(jīng)過了3次修訂成為GOCT2789-1973?外表粗糙度參數(shù)和特征?，該標(biāo)準(zhǔn)也采用中線制，并規(guī)定了包括輪廓均方根偏差(即現(xiàn)在的Rq)在內(nèi)的6個評定參數(shù)及其相應(yīng)的參數(shù)值。另外，其它工業(yè)興旺國家的標(biāo)準(zhǔn)大多是在50年代制定

5、的，如聯(lián)邦德國在1952年2月發(fā)布了DIN4760和DIN4762有關(guān)外表粗糙度的評定參數(shù)和術(shù)語等方面的標(biāo)準(zhǔn)等。 最早人們是用標(biāo)準(zhǔn)樣件或樣塊，通過肉眼觀察或用手觸摸，對外表粗糙度做出定性的綜合評定。1929年德國的施馬爾茨(G.Schmalz)首先對外表微觀不平度的深度進(jìn)行了定量測量。1936年美國的艾卜特(E.J.Abbott)研制成功第一臺車間用的測量外表粗糙度的輪廓儀。1940年英國Taylor-Hobson公司研制成功外表粗糙度測量儀“泰呂塞夫(TALYSURF)。以后，各國又相繼研制出多種測量外表粗糙度的儀器。目前，測量外表粗糙度常用的方法有：比擬法、光切法、干預(yù)法、針觸(描)法和印

6、模法等，而測量迅速方便、測值精度較高、應(yīng)用最為廣泛的就是采用針描法原理的外表粗糙度測量儀。需要了解的根本術(shù)語(CB/T3505)：外表粗糙度：是指加工外表上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特征。取樣長度l：用于鑒別具有外表粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長度。評定長度ln：評定輪廓所必須的一段長度，它可包括一個或幾個取樣長度?；鶞?zhǔn)線面：用以評定外表粗糙度參數(shù)的給定的線面。輪廓偏距y：在測量方向上輪廓線上的點(diǎn)與基準(zhǔn)線之間的距離。輪廓的最小二乘中線簡稱中線m：具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長度內(nèi)使輪廓線上各點(diǎn)的輪廓偏距的平方和為最小。 輪廓支承長度p:在取樣長度內(nèi)，一平行于中線的線與輪廓

7、相截所得到的各段截線長度之和。GB中外表粗糙度參數(shù)及其數(shù)值2.1外表粗糙度的主要評定參數(shù)及其數(shù)值參見GB/T1031-1995Ra輪廓算術(shù)平均偏差，在取樣長度l內(nèi)輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值。Ra=1l0ly(x)dx Rz微觀不平度十點(diǎn)高度,在取樣長度內(nèi)5個最大的輪廓峰高的平均值與5個最大的輪廓谷深的平均值之和。Ry輪廓最大高度，指在取樣長度內(nèi)輪廓峰頂和輪廓谷底線之間的距離。這三個參數(shù)可根據(jù)需要單獨(dú)任選一個或其中兩個。在常用的參數(shù)值Ra=0.025m6.3m，Rz=0.100m25m的范圍內(nèi)，推薦優(yōu)先選用Ra。以便于用粗糙度比擬樣塊或精度較高的觸針式輪廓儀測量，并與世界大多數(shù)國家取得統(tǒng)一。對要

8、求Ra小于0.025m或大于6.3m的外表粗糙度，也可選取Rz，以便于用光學(xué)儀器檢測。對測量部位小、峰谷少或有疲勞強(qiáng)度要求的外表，可選取Ry作為評定參數(shù)。Ra、Rz和Ry的數(shù)值系列如下：一般情況下，Ry RzRa，Rz和Ra的大致關(guān)系Rz =4Ra或5Ra，Ry(47) Ra。2.2附加的評定外表粗糙度的參數(shù)根據(jù)外表功能的需要，除選用上述高度參數(shù)外，還可選用以下三項(xiàng)有關(guān)間距特性或形狀特性的附加的評定參數(shù)，其數(shù)值GB中也有規(guī)定。Sm輪廓微觀不平度的平均間距，在取樣長度內(nèi)輪廓微觀不平度的間距平均值S輪廓的單峰平均間距，在取樣長度內(nèi)輪廓的單峰間距的平均值tp輪廓支承長度率，輪廓支承長度p與取樣長度l

9、之比附加評定參數(shù)Sm、S和tp一般不能作為獨(dú)立參數(shù)選用，如需控制某項(xiàng)要求如密封性、耐磨性等時可附加選用。即選用高度參數(shù)外。附加選用tp參數(shù)控制外表的耐磨等性能。2.3外表粗糙度的符號、代號及其參數(shù)的標(biāo)注方法參見GB/T131-1993GB/T131-1993?機(jī)械制圖 外表粗糙度代號及其注法?規(guī)定了零件外表粗糙度代號及其在圖樣上的注法。外表粗糙度的符號、代號極其參數(shù)標(biāo)注方法的簡要說明如下：當(dāng)允許在外表e粗糙度參數(shù)的 所有實(shí)測值中超出規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的16%時，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注外表粗糙度參數(shù)的上限值或下限值；當(dāng)要求在外表粗糙度參數(shù)的所有實(shí)測值中不得超出規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注外表粗糙度參數(shù)的最

10、大值或最小值。假設(shè)需要注出Sm、S和tp時，應(yīng)注在符號長邊的橫線下面，數(shù)值寫在相應(yīng)代號的后面。假設(shè)某外表粗糙度要求按指定的加工方法獲得，可用文字標(biāo)注在符號長邊的上面。外表粗糙度的標(biāo)注符號的尖端必須從材料外指向外表，使用最多的一種粗糙度代號統(tǒng)一注在圖樣右上角，前面加注“其余二字。加工紋理符號有：=紋理平行于標(biāo)注代號的視圖投影面、紋理垂直于標(biāo)注代號的視圖投影面、X紋理呈相交方向、C紋理呈近似同心圓等。2.4外表粗糙度的外表特征、加工方法及應(yīng)用舉例2.5普通材料和一般生產(chǎn)過程得到的典型粗糙度數(shù)值選擇外表粗糙度時既要滿足零件外表的使用要求，又要考慮加工的經(jīng)濟(jì)性。列舉如下不同加工方法可能到達(dá)的經(jīng)濟(jì)合理的

11、外表粗糙度值。2.6新舊GB粗糙度對照表外表光潔度 1 2 3 4 5 6 7 外表粗糙度 50 25 12.5 6.3 3.2 1.60 0.80 200 100 50 25 12.5 6.3 6.3 外表光潔度 8 9 1011 12 13 14 外表粗糙度 0.40 0.20 0.100 0.050 0.025 0.012 - 3.2 1.60 0.80 0.400.20 0.100 0.050 注：按照GB1031-1983規(guī)定取新GB的Ra、Rz第一系列的最小值。3 JIS中外表粗糙度及其表示方法有關(guān)外表粗糙度的JIS標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO變化情況于2001年進(jìn)行了大幅度的修訂。按照J(rèn)IS B 0601-1976的相關(guān)規(guī)定，外表粗糙度采用最大高度的算術(shù)平均值，見下表：外表粗糙度符號Rmax0.05S0.1S0.2S0.4S0.8S1.6S3.2S6.3S12.5S18S25S35S50S100S最大高度允許最大值m0.050.10.20.40.81.63