機械設計基礎第二章機械零件的幾何精度(表面粗糙度)

第六節(jié)表面精度

在零件的加工過程中，由刀痕、切削過程中切屑分離時的塑性變形、工藝系統(tǒng)中的高頻振動、刀具和被加工表面的摩擦等等原因，被加工零件的表面存在著較小間距和峰谷組成的微觀幾何形狀誤差。被加工表面的微觀幾何形狀誤差越小，表面精度越高；反之，則越低。表面幾何形狀誤差形狀誤差反映零件被加工表面的微觀幾何形狀誤差的術語稱為表面粗糙度，波距小于1mm的表面的幾何形狀誤差屬于表面粗糙度波距在1~10mm的幾何形狀誤差屬于表面波度波距大于10mm的幾何形狀誤差屬于形狀誤差（宏觀幾何狀誤）波度粗糙度表面粗糙度對零件工作性能的影響表面粗糙度對機器零件的使用性能的影響配合性質耐磨性抗腐蝕性疲勞強度接觸剛度結合密封性表面粗糙度大—磨損大—壽命低表面粗糙度大，配合性質的穩(wěn)定性差表面越粗糙，疲勞強度越低表面越粗糙，接觸剛度越低粗糙的表面易造成表面銹蝕表面越粗糙，結合密封性越差一、表面粗糙度的評定參數(shù)及應用（一）基本術語1.實際輪廓

平面與實際表面相交所得的輪廓線。在評定或測量表面粗糙度時，通常指垂直于表面加工紋理方向的截面上的橫向輪廓。實際輪廓２．取樣長度l

取樣長度是測量或評定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準線長度，至少包含5個微峰和5個微谷。

中線lnlllll取樣長度和評定長度３．評定長度ln評定表面粗糙度時所必須的一段長度。取標準評定長度ln＝5lr。若被測表面比較均勻，可選ln＜5lr；若均勻性差，可選ln＞5lr。算術平均中線lrF1′F2′Fi′F1F2Fi4．輪廓算術平均中線輪廓的算術平均中線是指在取樣長度范圍內與輪廓走向一致，劃分實際輪廓為上、下兩部分，使其上、下兩部分面積之和相等（）的假想基準線

圖5-5表面粗造度輪的算術平均中線５．輪廓谷與輪廓峰輪廓谷：是指在取樣長度l內輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點向內（從周圍介質到材料）的輪廓部分。輪廓峰：是指在取樣長度l內輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點向外（從材料到周圍介質）的輪廓部分。輪廓單峰：是指兩相鄰輪廓最低點之間的輪廓部分，它沒有基準線。同一個輪廓峰可能有兩個或多個輪廓單峰。輪廓谷和輪廓峰1.輪廓的算術平均偏差Ra

在一個取樣長度內，被測實際輪廓上各點至基準線的距離的絕對值的算術平均值。輪廓算術平均偏差RaRaxynyiy1y2近似為（二）表面粗糙度的評定參數(shù)及應用

為了完善地評定實際輪廓,國家標準從表明微觀幾何形狀的高度、間距和形狀等三個方面相應地規(guī)定了表面輪廓的高度特征參數(shù)、間距特征參數(shù)和形狀特征參數(shù)。標準規(guī)定，高度特征參數(shù)是基本評定參數(shù)，其它為附加評定參數(shù)。特點；客觀反映實際表面。在一個取樣長度內，實際輪廓上五個最大輪廓峰高平均值與五個最大輪廓谷深的平均值之和。

Rz=+

２.微觀不平度十點高度Rz特點：測量、計算方便，反映表面微觀幾何形狀特征方面不如Ｒa全面。一個取樣長度內，實際輪廓的峰頂線至谷低線之間的距離。用符號Ry表示。３.輪廓的最大高度特點：測量方便，所反映表面微觀幾何形狀特征更不全面。三個評定主參數(shù)對照Ｒa：能客觀地反映表面微觀幾何形狀的特征，應用最廣泛；Ｒz：反映表面微觀幾何形狀特征方面不如Ｒa全面，但易于測量、測量點少、計算方便，其應用仍較廣泛；Ry：不能反映表面微觀幾何形狀特性的全面，但反映加工痕跡的深度，故一般與Ra、Rz值聯(lián)用，從而控制表面微觀裂紋的深度，常用于承受交變應力的工作表面及被測面積很小的表面。Ra、Rz、Ry的數(shù)值越大，表面越粗糙。國標規(guī)定了這三個參數(shù)的數(shù)值系列如表所示二、表面粗糙度的標注1.表面粗糙度的符號a1，a2——粗糙度幅度參數(shù)代號及其數(shù)值（um）；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(shù)值（mm）(e)bc/fa1a2d表面粗糙度輪廓代號2．表面粗糙度的代號(1)表面粗糙度高度參數(shù)的標注

表面粗糙度高度參數(shù)是基本的評定參數(shù)，必須注出其允許值。當選用Ra時，參數(shù)值前可不注出其代號“Ra”；若選用Rz、Ry時，則應在參數(shù)值前注出其代號“Rz”、“Ry”，如表所示。表面粗糙度參數(shù)的“上限值”或“下限值”表示所有實側值中，允許16%的測得值超過規(guī)定值；“最大值”或“最小值”，表示不允許測得值超過規(guī)定值3．表面粗糙度符號及代號在圖樣上的標注表面粗糙度符號及代號一般標注在圖樣上零件的可見輪廓、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，如圖所示。

當零件所有表面具有相同的表面粗糙度時，其代號可在圖樣的右上角統(tǒng)一標注。

表面粗糙度代號中的數(shù)值及符號的方向必須與尺寸數(shù)值方向一致表面粗糙度代號在圖樣上的標注

符號的尖端必須從材料外指向表面。

當零件的大部分表面具有相同的粗糙度時，對其中使用最多的一種代號可以統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并在代號前加注“其余”兩字原則：在滿足功能要求的前提下，盡量選用大的參數(shù)值。方法：采用類比法選擇三、表面粗糙度值的選用選擇時應考慮的因素：（1）

同一零件上，工作表面的粗糙度值應比非工作表面小。（2）

摩擦表面的粗糙度值應比非摩擦面小。（3）

運動速度高，單位面積壓力大的表面數(shù)值要小。（4）

配合性質要求越穩(wěn)定，數(shù)值應小。同一公差等級軸