表面粗糙度參數(shù)

第4章表面粗糙度概述在機(jī)械加工過(guò)程中，由于切削會(huì)留下切痕，切削過(guò)程中切屑分離時(shí)的塑性變形，工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，會(huì)使被加工零件的表面產(chǎn)生許多微小的峰谷，這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就稱(chēng)為表面粗糙度。一、表面粗糙度的實(shí)質(zhì)表面粗糙度是一種微觀的幾何形狀誤差，通常按波距的大小分為：波距≤1mm的屬表面粗糙度；波距在1~10mm間的屬表面波度；波距＞10mm的屬于形狀誤差。二、表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響對(duì)摩擦和磨損的影響一般地，表面越粗糙，則摩擦阻力越大，零件的磨損也越快。對(duì)配合性能的影響表面越粗糙，配合性能越容易改變，穩(wěn)定性越差。對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響當(dāng)零件承受交變載荷時(shí)，由于應(yīng)力集中的影響，疲勞強(qiáng)度就會(huì)降低，表面越粗糙，越容易產(chǎn)生疲勞裂紋和破壞。對(duì)接觸剛度的影響表面越粗糙，實(shí)際承載面積越小，接觸剛度越低。對(duì)耐腐蝕性的影響表面越粗糙，越容易腐蝕生銹。此外，表面粗糙度還影響結(jié)合的密封性，產(chǎn)品的外觀，表面涂層的質(zhì)量，表面的反射能力等等，所以要給予充分的重視。表面粗糙度的評(píng)定.基本術(shù)語(yǔ)輪廓濾波器把輪廓分成長(zhǎng)波和短波成分的濾波器。λ濾波器確定粗糙度與波紋度成分之間相交界限的濾波器。取樣長(zhǎng)度用以判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。規(guī)定和選取取樣長(zhǎng)度的目的是為了限制和削弱表面波紋度對(duì)表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的影響。 推薦的取樣長(zhǎng)度值見(jiàn)表 4-1。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)一般應(yīng)包含五個(gè)以上的輪廓峰和輪廓谷。評(píng)定長(zhǎng)度評(píng)定表面粗糙度時(shí)所必須的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。為了充分合理地反映表面的特性，一般取 ln=5l 。5. 輪廓中線m 用以評(píng)定表面粗糙度值的基準(zhǔn)線。⑴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。在取樣長(zhǎng)度范圍內(nèi)，使被測(cè)輪廓線上的各點(diǎn)至該線的偏距的平方和為最小。即：lrZi20dx=min⑵輪廓的算術(shù)平均中線 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐譃樯?、下兩部分，并使上、下兩部分的面積相等的基準(zhǔn)線。即：F1+F3+?+F2n-1=F2+F4+?+F2n二、評(píng)定參數(shù)(GB/T3505-2000)與高度特性有關(guān)的參數(shù)：⑴輪廓的算術(shù)平均偏差 Ra 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，被測(cè)輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。即：Ra=

1lrZx1nlr或近似為：Ra=nZi0dxi1Ra參數(shù)能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，并且所用儀器（電動(dòng)輪廓儀）的測(cè)量比較簡(jiǎn)便，因此是 GB推薦的首選評(píng)定參數(shù)。圖樣上標(biāo)注的參數(shù)多為 Ra。如 表示Ra≤m。Ra 參數(shù)的測(cè)量：用精密粗糙度儀（針描原理）⑵輪廓的最大高度 Rz 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓峰頂線和谷底線間的距離。峰頂線和谷底線，分別指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)平行于中線且通過(guò)輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的線。Rz= Zp ZvRz 參數(shù)對(duì)某些小表面上不允許出現(xiàn)較深的加工痕跡和小零件的表面有實(shí)用意義。表示Rz≤m。與間距特性有關(guān)的參數(shù)輪廓單元的平均寬度RSm：在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓單元寬度Xs的平均值，用RSm表示。即1 mRSm Xsimi1輪廓單元的平均寬度 RSm是指輪廓峰和相鄰的輪廓谷在中線上的一段長(zhǎng)度。與形狀特性有關(guān)的參數(shù)⑴輪廓的支承長(zhǎng)度率 Rmr 在取樣長(zhǎng)度內(nèi),一平行于中線的線從峰頂線向下移動(dòng)一段截距 C到某一水平位置時(shí)，與輪廓相截所得的各段截線長(zhǎng)度 bi 之和與評(píng)定長(zhǎng)度的比值。Ml(c)nMl(c)b1b2bibnbiRmr(c)lni1顯然，從峰頂線向下所取的水平截距C不同，其支承長(zhǎng)度率也不同，因此Rmr值應(yīng)是對(duì)應(yīng)于水平截距C值而給出的。在標(biāo)準(zhǔn)中，Rmr值是以百分率來(lái)表示的，當(dāng)C值一定時(shí)，Rmr值越大，表示輪廓凸起的實(shí)體部分越多，故起支承作用的長(zhǎng)度長(zhǎng)，表面接觸剛度高 ，耐磨性好。如圖所示，圖（ a）承載能力強(qiáng)，圖（b）承載能力差。（a） （b）三、評(píng)定參數(shù)值各項(xiàng)評(píng)定參數(shù)的數(shù)值規(guī)定見(jiàn)表～。表面粗糙度的符號(hào)及其標(biāo)注一、基本符號(hào)基本符號(hào)，用任何方法獲得的表面；表示用去除材料的方法獲得的表面；表示用不去除材料的方法獲得的表面。如上圖，在上述三個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)邊上均可加一橫線，用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說(shuō)明。在上述三個(gè)符號(hào)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。二、表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值的標(biāo)注如圖：a：粗糙度高度參數(shù)允許值（μm)，當(dāng)選用Ra值時(shí),可省略標(biāo)注代號(hào)Ra而直接標(biāo)注允許值，若用Rz或Ry值時(shí)，則應(yīng)在其允許值前加注相應(yīng)的代號(hào)。如： 表示Ra值應(yīng)不大于μm表示Ra值應(yīng)在~μm之間表示Rz值應(yīng)不大于μm表示Ry值應(yīng)不大于25μm：加工方法，涂鍍或其它表面處理，若無(wú)特殊要求，一般不予標(biāo)注。如圖：表示表面鍍硬鉻，鍍層厚度為（ 60±5)μm,鍍后拋光且Ra值不大于μm。又如：表示表面刮削后，在 25mm×25mm面積內(nèi)，接觸點(diǎn)不小于10點(diǎn)，且Ra值不大于μm：取樣長(zhǎng)度值（mm)，若按表4-1中的規(guī)定選取取樣長(zhǎng)度值，則不必標(biāo)注。d：加工紋理方向，一般對(duì)紋理方向無(wú)要求時(shí)，不必標(biāo)注，若需控制紋理方向時(shí)，則標(biāo)注相應(yīng)的紋理方向符號(hào)。如：＝表示加工紋理方向?yàn)樗?；⊥表示加工紋理方向?yàn)榇怪?；×表示加工紋理方向?yàn)榫W(wǎng)紋；表示加工紋理方向?yàn)槁菪€形狀。：加工余量（mm)，一般均在工藝文件中說(shuō)明，所以基本上也不標(biāo)注。f ：間距參數(shù)值RSm或Rmr值(mm)若需要標(biāo)注RSm值或Rmr(c)值時(shí)，數(shù)值寫(xiě)在相應(yīng)代號(hào)的后面。圖4.9a為RSm上限值的標(biāo)注示例；圖為RSm最大值的標(biāo)注示例；圖4.9c為Rmr(c)的標(biāo)注示例，表示水平截距C在Rz的50％位置上，Rmr(c)為70％，此時(shí)Rmr(c)為下限值；圖為Rmr(c)最小值的標(biāo)注示例三、表面粗糙度標(biāo)注示例表面粗糙度的選用一、評(píng)定參數(shù)的選用高度參數(shù)是基本參數(shù)，在Ra的常用值范圍（~μm）內(nèi),國(guó)標(biāo)推薦優(yōu)先選用Ra；當(dāng)粗糙度要求特別高（Ra＜μm＝或特別低(Ra＞μm)時(shí),可選用Rz；當(dāng)高度參數(shù)已不能滿足控制功能要求時(shí)，根據(jù)需要可選用RSm或Rmr補(bǔ)充控制。二、評(píng)定參數(shù)值的選用表4-2列出了各參數(shù)的系列值。表4-5列出了表面粗糙度參數(shù)值與所適應(yīng)的零件表面的關(guān)系，可供選用時(shí)參考。且一般應(yīng)考慮下列關(guān)系：同一零件上的工作表面應(yīng)比非工作表面的參數(shù)值??；磨擦表面應(yīng)比非磨擦表面的參數(shù)??；承受交變載荷的表面，其圓角、溝槽等易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位，參數(shù)值應(yīng)小；配合性質(zhì)要求愈高的表面，其粗糙度值應(yīng)愈??；通常尺寸精度和形位精度要求愈高的部位，參數(shù)值應(yīng)愈??；與標(biāo)準(zhǔn)件配合的表面，按標(biāo)準(zhǔn)件的有關(guān)規(guī)定選取。在常用值范圍內(nèi)，表面粗糙度與加工方法的關(guān)系：鉆、粗車(chē)、粗刨等；～ 半精（車(chē)、刨、銑、鏜等）加工；精（車(chē)、銑、刨、鏜）加工及拉削、刮削、鉸孔、滾壓；（有配合要求的內(nèi)孔，精度較高的平面如減速器的分離平面等）磨、精鉸、精細(xì)鏜；（有配合要求的外圓，如軸頸，軸頭等）以上超精加工如：精磨、珩磨、研磨、鏡面磨、拋光等等。（如各種量具工作面，量規(guī)、量塊工作面、非工作面等