公差配合與測(cè)量技術(shù) 教學(xué)課件 作者 李坤淑 楊普國(guó) 錢斌 主編 【李】表面粗糙度及檢測(cè)

第5章：外表粗糙度及檢測(cè)學(xué)習(xí)任務(wù)1.了解外表粗糙度根本概念及其對(duì)機(jī)械零件使用性能的影響；掌握粗糙度參數(shù)的符號(hào)、代號(hào)及標(biāo)注。2.熟悉外表粗糙度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，掌握根本評(píng)定參數(shù)及數(shù)值選擇原那么；能正確理解外表粗糙度代號(hào)的技術(shù)意義。3.熟悉外表粗糙度的常用檢測(cè)方法原理，并能運(yùn)用進(jìn)行檢測(cè)。11/13/202215.1概述

〔一〕外表粗糙度的概念加工外表上微小的峰谷上下程度及其間距狀況，稱為外表粗糙度。宏觀幾何形狀誤差、外表波度誤差、外表粗糙度三者之間的區(qū)分，目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通常按波距或波距與波幅之比來(lái)劃分，如圖5-1所示。一般波距與波幅的比值小于40者屬于外表粗糙度；大于1000者屬于宏觀幾何形狀誤差；介于兩者之間者屬于外表波度誤差。波距λ小于1mm屬于外表粗糙度；波距λ大于10mm屬于宏觀幾何形狀誤差；波距λ在1~10mm的屬于外表波度。11/13/20222圖5-1外表誤差示意圖a)外表實(shí)際輪廓b)外表粗糙度c)外表波度誤差d)形狀誤差11/13/20223〔二〕外表粗糙度對(duì)零件使用性能的影響

1.耐磨性方面2.配合性質(zhì)方面3.腐蝕性方面4.疲勞強(qiáng)度方面此外，此外，外表粗糙度對(duì)零件結(jié)合面接觸剛度、密封性和零件的外觀質(zhì)量等都有影響，因此，外表粗糙度是評(píng)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)。在保證零件尺寸精度、形位公差的同時(shí)，必須控制外表粗糙度。11/13/202245.2外表粗糙度的評(píng)定〔一〕主要術(shù)語(yǔ)及定義1.取樣長(zhǎng)度lr是指用于判別用于判別被評(píng)定輪廓特征的X軸向的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。規(guī)定取樣長(zhǎng)度是為了限制和減弱外表波度對(duì)外表粗糙度測(cè)量結(jié)果的影響。一般取樣長(zhǎng)度至少包含5個(gè)輪廓峰和輪廓谷，外表越粗糙，取樣長(zhǎng)度應(yīng)越大。2.評(píng)定長(zhǎng)度ln指評(píng)定輪廓外表X軸方向上的的一段長(zhǎng)度。由于被加工外表粗糙度不一定很均勻，為了合理、客觀反映外表質(zhì)量，通常取幾個(gè)連續(xù)取樣長(zhǎng)度，一般情況下，標(biāo)準(zhǔn)推薦ln=5lr11/13/20225

圖5-2取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度11/13/202264.輪廓中線是用以評(píng)定外表粗糙度參數(shù)大小所規(guī)定的一條參考線，據(jù)此來(lái)作為評(píng)定外表粗糙度參數(shù)大小的基準(zhǔn)。〔1〕輪廓的最小二乘中線具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，如圖5-3所示。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)使輪廓上各點(diǎn)至該線的距離的平方和為最小，即最小值。圖5-3輪廓最小二乘中線11/13/20227〔2〕輪廓算術(shù)平均中線具有幾何輪廓形狀，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)與輪廓走向一致的基準(zhǔn)線，該線劃分輪廓并使上、下兩局部的面積相等，即，如圖5-4所示。圖5-4輪廓算術(shù)平均中線注：用最小二乘方法確定的中線是唯一的，但比較困難。在實(shí)際生產(chǎn)中常用輪廓算術(shù)平均中線替代最小二乘中線，二者相差不大。11/13/20228〔二〕外表粗糙度的評(píng)定參數(shù)1.幅度參數(shù)〔1〕輪廓的算術(shù)平均偏差Ra即在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，輪廓上偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。

圖5-5輪廓算術(shù)平均偏差11/13/20229〔2〕輪廓的最大高度Rz即在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，最大輪廓峰高zp和最大輪廓谷深zv之和的高度。用公式表示為圖5-6輪廓的最大高度11/13/202210

2.間距特征參數(shù)

輪廓單元的平均寬度RSm指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，輪廓單元寬度xsi的平均值。用公式表示為圖5-7輪廓單元的平均寬度注：粗糙度輪廓峰與粗糙度輪廓谷的組合稱為粗糙度輪廓單元，中線與粗糙度輪廓單元相交線段的長(zhǎng)度稱為輪廓單元的寬度，用符號(hào)xsi表示。11/13/202211

2.混合參數(shù)Rmr(c)指在給定水平位置c上，輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml(c)與評(píng)定長(zhǎng)度的比率，如圖5-8所示。公式表示為圖5-8輪廓單元的平均線高度注：水平位置c上輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml(c)是指評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)，在一水平位置c上，用一條平行于X軸的直線從峰頂向下移一水平截距c時(shí)，與輪廓單元相截所得的各段截線長(zhǎng)度之和。不同的水平截距c對(duì)應(yīng)著不同的值，c值可用微米或的百分?jǐn)?shù)表示。11/13/2022125.3外表粗糙度在圖樣上的標(biāo)注〔一〕符號(hào)及意義11/13/202213圖5-10外表粗糙度代號(hào)的注寫位置〔二〕外表粗糙度代號(hào)及其標(biāo)注a——注寫外表結(jié)構(gòu)的單一要素〔外表粗糙度參數(shù)代號(hào)、數(shù)值和傳輸帶或取樣長(zhǎng)度；b——和a一起注寫兩個(gè)或多個(gè)外表結(jié)構(gòu)要求；c——注寫加工方法；d——注寫外表紋理和方向；e——注寫加工余量〔mm〕；注：傳輸帶或取樣長(zhǎng)度后應(yīng)有一斜線“/〞，之后是外表粗糙度參數(shù)代號(hào)，最后是數(shù)值。例如Rz6.3〔傳輸帶標(biāo)注〕例如2:-0.8/Rz6.3〔取樣長(zhǎng)度標(biāo)注〕

11/13/202214補(bǔ)充：輪廓濾波器、傳輸帶**輪廓濾波器輪廓濾波器是把輪廓分成長(zhǎng)波和短波成分的濾波器，長(zhǎng)波濾波器和短波濾波器分別用λC和λS表示。確定粗糙度與波紋度成分之間相交界線的濾波器即長(zhǎng)波濾波器λC，確定存在于外表上的粗糙度與比它更短的波的成分之間相交界限的濾波器即短波濾波器λS。**傳輸帶傳輸帶是兩個(gè)定義的濾波器之間的波長(zhǎng)范圍，例如11/13/20221511/13/202216〔1〕幅度參數(shù)的標(biāo)注外表粗糙度幅度參數(shù)是根本參數(shù)，中選用幅度參數(shù)時(shí)，在參數(shù)代號(hào)和極限值間應(yīng)插入空格參數(shù)值和參數(shù)代號(hào)均應(yīng)標(biāo)出，其中，參數(shù)代號(hào)前的U、L為上限值與下限值代號(hào)?！?〕外表粗糙度附加參數(shù)的標(biāo)注外表粗糙度的間距參數(shù)和混合特性參數(shù)稱為附加參數(shù)，在幅度參數(shù)未標(biāo)注時(shí)，附加參數(shù)不能單獨(dú)標(biāo)注。圖5-11外表粗糙度附加參數(shù)標(biāo)注11/13/202217〔3〕外表粗糙度其他工程的標(biāo)注圖5-12外表粗糙度其他要求標(biāo)注11/13/202218〔三〕外表粗糙度在圖樣上的標(biāo)注〔1〕總的原那么根據(jù)GB/T4458.4的規(guī)定，使外表粗糙度的注寫和讀取方向與尺寸的注寫和讀取方向一致。圖5-13外表粗糙度要求的注寫方向11/13/202219〔2〕標(biāo)注在輪廓線上或指引線上當(dāng)要求可標(biāo)注在輪廓線上，其符號(hào)應(yīng)從材料外指向并接觸外表。必要時(shí)，外表粗糙度符號(hào)也可用帶箭頭或黑點(diǎn)的指引線引出標(biāo)注。圖3-16外表粗糙度標(biāo)注在輪廓線上或指引線上例如11/13/202220〔3〕標(biāo)注在特征尺寸的尺寸線上在不致引起誤解時(shí)，外表粗糙度要求可以標(biāo)注在給定的尺寸線上?！?〕標(biāo)注在形位公差的框格上外表粗糙度要求可標(biāo)注在形位公差框格的上方。外表粗糙度要求標(biāo)注在尺寸線上外表粗糙度要求標(biāo)注在形位公差框格的上方11/13/202221〔5〕標(biāo)注在延長(zhǎng)線上外表粗糙度要求可以直接標(biāo)注在延長(zhǎng)線上，或用帶箭頭的指引線引出標(biāo)注。外表粗糙度要求標(biāo)注在圓柱特征的延長(zhǎng)線上11/13/202222〔6〕外表粗糙度要求的簡(jiǎn)化注法有相同外表粗糙度要求的簡(jiǎn)化注法大多數(shù)外表有相同外表粗糙度要求的簡(jiǎn)化注法11/13/2022231.比較法比較法是用其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被測(cè)外表相比較，通過人的感官，亦可借助放大鏡、顯微鏡來(lái)判斷被測(cè)外表粗糙度的一種檢測(cè)方法。2.光切法光切法是利用“光切原理〞來(lái)測(cè)量零件外表粗糙度的方法。光切顯微鏡〔又稱雙管顯微鏡〕就是應(yīng)用這一原理設(shè)計(jì)而成的。

5.4外表粗糙度的測(cè)量11/13/202224

圖5-15光切法顯微鏡及光切法測(cè)量原理示意圖11/13/202225光切顯微鏡實(shí)物11/13/2022263.針描法針描法是利用儀器的觸針在被測(cè)外表上輕輕劃過，被測(cè)外表的微觀不平度將使觸針作垂直方向的位移，再通過傳感器將位移量轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)信號(hào)放大后送入計(jì)算機(jī)，在顯示器上顯示出被測(cè)外表粗糙度的評(píng)定參數(shù)值。電動(dòng)輪廓儀〔又稱外表粗糙度檢查儀〕就是利用針描法來(lái)測(cè)量外表粗糙度。

電動(dòng)輪廓儀