互換性與測(cè)量技術(shù)第五章

互換性與測(cè)量技術(shù)第五章第一頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第一節(jié)基本概念零件圖中除了視圖和尺寸之外，還應(yīng)具備加工和檢驗(yàn)零件的技術(shù)要求。技術(shù)要求主要有：1，零件的表面粗糙度。2，尺寸公差、形狀公差和位置公差。3，對(duì)零件材料、熱處理和表面修飾的要求。4，對(duì)于特殊加工和檢驗(yàn)的說(shuō)明等。第二頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第一節(jié)基本概念一、表面粗糙度的概念零件表面加工后，由于切削過(guò)程中各種幾何、物理因素的影響，其幾何形狀在微觀上總呈現(xiàn)“峰”、“谷”相間的起伏不平。這種微觀幾何形狀偏差，稱為表面粗糙度。表面越粗糙，表面粗糙度越大。零件表面的形貌可分為三種情況：表面粗糙度：零件表面所具有的較小間距和微小峰谷的不平程度，其波長(zhǎng)和波高之比一般小于50。屬于微觀幾何形狀誤差。表面波紋度：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。會(huì)引起零件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、噪聲，特別是對(duì)旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的。形狀誤差：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。第三頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第一節(jié)基本概念表面實(shí)際輪廓表面粗糙度形狀誤差表面波紋度第四頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第一節(jié)基本概念二、表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響摩擦和磨損方面：表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，而結(jié)合面的磨損越快。配合性質(zhì)方面：對(duì)間隙配合來(lái)說(shuō)，表面越粗糙，越易磨損，使工作過(guò)程中間隙增大。疲勞強(qiáng)度方面：表面越粗糙，越易產(chǎn)生疲勞裂紋，使得零件的強(qiáng)度大大削弱。耐腐蝕性方面：表面越粗糙，與腐蝕物的接觸面積就越大，耐腐蝕性能越差。接觸剛度方面：表面越粗糙，結(jié)合面面積越小，零件的接觸剛度越低。第五頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定一、表面粗糙度評(píng)定的主要術(shù)語(yǔ)1，實(shí)際輪廓：實(shí)際輪廓是平面與實(shí)際表面垂直相交所得的輪廓線，可分為橫向?qū)嶋H輪廓和縱向?qū)嶋H輪廓。通常指橫向?qū)嶋H輪廓。第六頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定2，取樣長(zhǎng)度l：是指測(cè)量或評(píng)定表面粗糙度時(shí)所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度，它至少包含五個(gè)以上輪廓峰和谷。取樣長(zhǎng)度L的方向與輪廓走向一致。目的：在于限制和減弱其他幾何形狀誤差，特別是表面波紋度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。表面越粗糙，取樣長(zhǎng)度越大，因?yàn)楸砻嬖酱植?，波距也越大，較大的取樣長(zhǎng)度才能反映一定數(shù)量的微量高低不平的痕跡。第七頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定3，評(píng)定長(zhǎng)度Ln：評(píng)定表面輪廓所必需的一段長(zhǎng)度。評(píng)定長(zhǎng)度包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度，由于零件表面各部分的表面粗糙不一定很均勻，在一個(gè)取樣長(zhǎng)度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取幾個(gè)取樣長(zhǎng)度來(lái)評(píng)定表面粗糙度。4，輪廓中線m：輪廓中線m是評(píng)定表面粗糙度數(shù)值大小的基準(zhǔn)線。輪廓最小二乘中線：是在取樣長(zhǎng)度范圍內(nèi)，實(shí)際被測(cè)輪廓線上的各點(diǎn)至該線的距離平方和為最小。輪廓算術(shù)平均中線：是在取樣長(zhǎng)度范圍內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐譃樯舷聝刹糠郑沂股舷旅娣e相等的直線，即：F1＋F2＋…+Fn=S1+S2+…+Sm。第八頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定基準(zhǔn)線輪廓最小二乘中線輪廓算術(shù)平均中線

F1＋F2＋…+Fn=G1+G2+…+Gm第九頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定二、表面粗糙度主要評(píng)定參數(shù) 評(píng)定參數(shù)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了6個(gè)評(píng)定參數(shù)，其中高度參數(shù)3個(gè)，間距參數(shù)2個(gè)，形狀參數(shù)1個(gè)。確定表面粗糙度時(shí)，可在三項(xiàng)高度參數(shù)中選取，只有當(dāng)用高度參數(shù)不能滿足表面功能要求時(shí)，才選取附加參數(shù)。輪廓算術(shù)平均偏差——Ra微觀不平度十點(diǎn)高度——Rz輪廓最大高度——Ry優(yōu)先選用輪廓算術(shù)平均偏差Ra第十頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定1，輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在零件表面一段取樣長(zhǎng)度L（用于判斷表面粗糙度特征的段中線長(zhǎng)度）內(nèi)，輪廓的偏距y是輪廓線上的點(diǎn)到中線的距離，中線以上，y為正值；反之y為負(fù)值。Ra是輪廓偏差絕對(duì)值，用公式表示為：顯然，Ra的值越大，則表面越粗糙。Ra能客觀地反映表面微觀幾何形狀誤差，但因受到計(jì)量器具功能的限制，不宜用做過(guò)于粗糙或太光滑表面的評(píng)定參數(shù)。第十一頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定2，微觀不平度十點(diǎn)高度Rz：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)5個(gè)最大的輪廓峰高ypi的平均值與5個(gè)最大的輪廓谷深yyi的平均值之和。 顯然，Rz的值越大，則表面越粗糙。 Rz只能反映輪廓的峰高和谷深，不能反映峰頂和谷底的尖銳或平鈍的幾何特性。同時(shí)若取點(diǎn)不同，則所得Rz值不同，因此受測(cè)量者的主觀影響較大。第十二頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第二節(jié)表面粗糙度輪廓的評(píng)定3，輪廓最大高度Ry:

在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離。Ry值是微觀不平度十點(diǎn)中最高點(diǎn)和最低點(diǎn)至中線的垂直距離之和，因此它不如Rz值反映的幾何特性準(zhǔn)確，它對(duì)某些表面上不允許出現(xiàn)較深的加工痕跡和小零件的表面質(zhì)量有實(shí)用意義。第十三頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三節(jié)表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求一、評(píng)定參數(shù)的選擇表面粗糙度參數(shù)的選用原則：在滿足工作性能要求的情況下，盡量把數(shù)值取大。以減少加工難度，降低加工成本。評(píng)定參數(shù)的選擇：如無(wú)特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因?yàn)镽a能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：當(dāng)表面過(guò)于粗糙（Ra＞6.3μm）或過(guò)于光滑（Ra＜0.025μm）時(shí)，可選用Rz，因?yàn)榇朔秶阌谶x擇用于測(cè)量Rz的儀器進(jìn)行測(cè)量；因?yàn)镽a一般采用觸針測(cè)量，當(dāng)零件材料較軟時(shí)一般不用；當(dāng)測(cè)量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Ry值。當(dāng)零件的疲勞強(qiáng)度和密封性要求較高時(shí)，不允許零件表面出現(xiàn)較深的加工痕跡，可用Ry。一般Ry要和Ra、Rz聯(lián)合使用。第十四頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三節(jié)表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求二、參數(shù)值的選擇國(guó)標(biāo)規(guī)定采用中線制來(lái)評(píng)定表面粗糙度，粗糙度的評(píng)定參數(shù)由GB/T1031-1995規(guī)定的參數(shù)值中選取，如附表5-1、5-2所示。在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（0.025～6.3μm）推薦優(yōu)先選用。一般原則如下：同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面；摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大，以及受交變應(yīng)力作用的鋼質(zhì)零件圓角、溝槽處、應(yīng)有較小的粗糙度；配合性質(zhì)要求高的配合表面，如小間隙的配合表面，受重載荷作用的過(guò)盈配合表面，都應(yīng)有較小的表面粗糙度；尺寸精度要求高時(shí)，參數(shù)值應(yīng)相應(yīng)地取得小。要求耐腐蝕的零件表面，粗糙度數(shù)值應(yīng)小一些。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)表面粗糙度要求作出規(guī)定的，應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定表面粗糙度數(shù)值。（附表6-2）具體實(shí)例見(jiàn)表5-2第十五頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注首選標(biāo)準(zhǔn)系列若不滿足要求可以從補(bǔ)充系列選取輪廓算術(shù)平均偏差Ra標(biāo)準(zhǔn)系列0.0120.0250.050

0.1000.200.400.801.603.26.312.52550100

補(bǔ)充系列0.0080.0100.0160.0200.0320.0400.0630.0800.1250.1600.250.320.500.631.001.252.02.54.05.08.010.016.02032406380第十六頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第三節(jié)表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求三、參數(shù)值選用方法：類比法。可用類比法來(lái)確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時(shí)，表面粗糙度參數(shù)值也小，但不存在確定的函數(shù)關(guān)系。一般的，設(shè)形狀公差為T，尺寸公差為IT，則它們之間的關(guān)系可參照以下對(duì)應(yīng)關(guān)系：若T≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，則Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，則Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，則Ra≤0.15T；Rz≤0.6T

考慮重要性和加工方法第十七頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注一、表面粗糙度的符號(hào)第十八頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注二、表面粗糙度的代號(hào)（符）號(hào)及其標(biāo)注a——粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及其數(shù)值(μm)；b——附加評(píng)定參數(shù)符號(hào)及數(shù)值(RSm單位mm)；c——加工要求、鍍覆、表面處理或其它說(shuō)明等(μm)；d——加工紋理方向符號(hào)（圖5-16）；e——加工余量（mm）第十九頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注表面粗糙度的代號(hào)（符）號(hào)及其標(biāo)注工廠中當(dāng)前使用的符號(hào)第二十頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注三、表面粗糙度參數(shù)的說(shuō)明:表面粗糙度參數(shù)的單位是m。標(biāo)注時(shí)將其標(biāo)注在可見(jiàn)輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長(zhǎng)線上，符號(hào)的尖端必須從材料外指向被注表面。參數(shù)值只注一個(gè)時(shí)，表示為上限值；注兩個(gè)值時(shí)，表示為上限值和下限值。表示當(dāng)允許實(shí)測(cè)值中，超過(guò)規(guī)定值的個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16%時(shí)為合格。當(dāng)所有實(shí)測(cè)值不允許超過(guò)規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值(max)或最小值(min)。如按國(guó)標(biāo)選用取樣長(zhǎng)度，取樣長(zhǎng)度可省略標(biāo)注。表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，一般不標(biāo)注，必要時(shí)才規(guī)定（P127圖5-16）。第二十一頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注四、表面粗糙度參數(shù)值的選用及標(biāo)注舉例第二十二頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注1，在同一圖樣上每一表面只標(biāo)注一次粗糙度代號(hào)，且應(yīng)注在可見(jiàn)輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長(zhǎng)線上，并盡可能靠近有關(guān)尺寸線，同時(shí)符號(hào)的尖端必須從材料外指向加工表面。第二十三頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注2，在不同方向的表面上標(biāo)注時(shí)，代號(hào)中的數(shù)字及符號(hào)的方向應(yīng)與尺寸數(shù)字的方向一致。第二十四頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注3，當(dāng)零件所有表面都有相同表面粗糙度要求時(shí)，可在圖紙標(biāo)題欄附近統(tǒng)一標(biāo)注代號(hào)（P130）4，對(duì)不連續(xù)的同一表面，可用細(xì)實(shí)線相連，其表面粗糙度代號(hào)可注一次。5，零件上連續(xù)要素及重復(fù)要素（孔、槽、齒等）的表面，其表面粗糙度代號(hào)只注一次。第二十五頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注9，齒輪、漸開(kāi)線花鍵的工作表面，在圖中沒(méi)有表示出齒形時(shí)，其粗糙度代號(hào)可注在分度線上。螺紋表面需要標(biāo)注表面粗糙度時(shí)，標(biāo)注在螺紋尺寸線上。10，同一表面上有不同表面粗糙度要求時(shí)，應(yīng)用細(xì)實(shí)線分界，并注出尺寸與表面粗糙度代號(hào)。第二十六頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注五、表面對(duì)應(yīng)加工方法及應(yīng)用實(shí)例表面微觀特征Ra(μm)Rz(μm)加工方法應(yīng)用舉例粗糙表面可見(jiàn)刀痕≤20≤80粗車、粗銑、粗刨、鉆、鋸斷等粗加工過(guò)的表面，非配合的加工表面，如軸端面、倒角鉆孔等一般接合面可見(jiàn)加工痕跡≤10≤40車、刨、銑、鏜、擴(kuò)孔、粗鉸、拉、粗磨、銑齒軸上不安裝軸承、齒輪的非配合表面、箱體側(cè)面、螺栓孔、鉚釘孔、墊圈接觸面等微見(jiàn)加工痕跡≤5≤20半精加工表面、箱體、套筒等與其他零件接合而無(wú)配合要求的表面看不清加工痕跡≤2.5≤10接近于精加工表面、箱體上安裝軸承的鏜孔表面、普通級(jí)齒輪的齒面第二十七頁(yè)，共三十頁(yè)，編輯于2023年，星期六第四節(jié)表面粗糙度輪廓的標(biāo)注表面微觀特征Ra(μm)Rz(μm)加工方法應(yīng)用舉例重要接合面可辨加工痕跡方向≤1.25≤6.3精車、精鉸、精拉、精磨IT8~IT6公差的零件的配合面、軸頸表面、絲杠工作面、較精密齒輪的齒面微辨加工痕跡方向≤0.63≤3.2無(wú)法辨加工痕跡方向≤0.32≤1.6特別精密接合面量塊接合面暗光澤面≤0.16≤0.8精磨、研磨、普通拋光精密機(jī)床主軸頸表面、一般量規(guī)工作表面、汽缸套內(nèi)表面亮光澤面≤0.08≤0.4超精磨、精拋光、鏡面磨削精密機(jī)床主軸頸表面、精密滾動(dòng)軸承的滾道、滾珠表面、高壓油泵中柱塞和套的配合表面鏡狀光澤面≤0.04≤0.2霧狀鏡面≤0.02≤