表面粗糙度課件

表面粗糙度及檢測表面粗糙度基本內(nèi)容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的評定、選用、標(biāo)注及測量。重點(diǎn)內(nèi)容：表面粗糙度的評定、選用及標(biāo)注。難點(diǎn)內(nèi)容：表面粗糙度的評定、選用。操作技能：表面粗糙度的測量。4.1表面粗糙度的國家標(biāo)準(zhǔn)參照國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO），對原有表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1031—83、GB131—83）作了修訂和增訂，新國標(biāo)為GB/T1031—1995、GB/T131—93。1、基本概念零件表面的形貌可分為三種情況：(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰穀的不平程度，其波長和波高之比一般小於50。屬於微觀幾何形狀誤差。(2)表面波紋度：零件表面中峰穀的波長和波高之比等於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)、雜訊，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的目前表面波紋度還沒有制定國家標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織第57技術(shù)委員會(huì)正在制定表面波紋度有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。(3)形狀誤差：零件表面中峰穀的波長和波高之比大於1000的不平程度屬於形狀誤差。

2、表面粗糙度對零件性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響零件的疲勞強(qiáng)度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對零件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強(qiáng)度等也有著不同程度的影響。4.1.1表面粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值

1、主要術(shù)語與定義（1）、取樣長度l：評定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度。應(yīng)與表面粗糙度的大小相適應(yīng)。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響，一般在一個(gè)取樣長度內(nèi)應(yīng)包含５個(gè)以上的波峰和波谷。（見表4—

1。）（2）、評定長度ln：為了全面、充分地反映被測表面的特性，在評定或測量表面輪廓時(shí)所必需的一段長度。評定長度可包括一個(gè)或多個(gè)取樣長度。表面不均勻的表面，宜選用較長的評定長度。評定長度一般按5個(gè)取樣長度來確定。（見表4—1。）表4-1（3）、輪廓中線m評定表面粗糙度的基準(zhǔn)線：評定表面粗糙度的一段參考線。有以下兩種：輪廓的最小二乘中線m：在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至一條該線的距離平方和為最小。即：輪廓算術(shù)平均中線m

：在取樣長度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐稚舷聝刹糠?，且使上下面積相等的直線。即：F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gn最小二乘中線輪廓算術(shù)平均中線F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gn2、表面粗糙度的評定參數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83和GB/T1031-95中規(guī)定了6個(gè)評定參數(shù)，其中有關(guān)高度特性的參數(shù)3個(gè)，間距特性的參數(shù)有2個(gè)，形狀特性參數(shù)有1個(gè)，其中高度參數(shù)是主要的。（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ｒa在取樣長度內(nèi)，被測實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對值的平均值，即

（2）微觀不平度十點(diǎn)高度Ｒz在取樣長度內(nèi)５個(gè)最大的輪廓峰高ypi平均值與5個(gè)最大輪廓穀深yvi平均值之和。Rz

只能反映輪廓的峰高，不能反映峰頂?shù)募怃J或平鈍的幾何特性。

（3）輪廓最大高度Ｒy在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和穀底線之間的距離。峰頂線和穀底線平行於中線且分別通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。

Ry=︱ypmax︱+︱yvmax︱

Ry=︱ypmax︱+︱yvmax︱（4）輪廓單峰平均間距

S兩相鄰輪廓單峰的最高點(diǎn)在中線上的投影長度Si(圖4—4)稱為輪廓單峰間距。在取樣長度內(nèi)，輪廓單峰間距的平均值，稱之為輪廓單峰平均間距S。（5）輪廓不平度的平均間距Smi含有一個(gè)輪廓峰（與中線有交點(diǎn)的峰）和相鄰輪廓穀（與中線有交點(diǎn)的穀）的一段中線長度Smi,在取樣長度內(nèi)，輪廓微觀不平度間距的平均值，稱之為輪廓微觀不平度間距的平均間距。（6）輪廓支承長度率tp一根平行於中線且與輪廓峰頂線相距為C的線與輪廓峰相截所得到的各段截線圖bi(如圖4—4)之和，稱之為輪廓支承長度np

。輪廓支承長度np

與取樣長度l之比,稱之為輪廓支承長度率tp。

4.1.2表面粗糙度的代（符）號(hào)及標(biāo)注1、表面粗糙度的基本符（代）號(hào)

表面粗糙度的基本符（代）號(hào)有三種，其基本符（代）號(hào)是由兩條不等長度的直線交於600，且與工件表面成600。見表4—7中的第一、二、四個(gè)代（符）號(hào)。在圖樣上表示表面粗糙度的符號(hào)有三種：a為基本符號(hào)，表示表面可以用任何方法獲得；b表示表面是用去除材料的方法獲得的；c表示表面是用不去除材料的方法獲得的。

abc表4-72、在表面粗糙度基本符（代）號(hào)的周圍標(biāo)注的參數(shù)和數(shù)值或代號(hào)a1、a2處為粗糙度高度參數(shù)的允許值（μm）；b處標(biāo)注加工方法、鍍塗或其他表面處理；c處標(biāo)出取樣長度（mm）；d標(biāo)出加工紋理方向符號(hào)；e處標(biāo)出加工餘量（mm）；f處標(biāo)出間距參數(shù)值（mm）或輪廓支承長度率。3、表面粗糙度的標(biāo)注高度參數(shù)：當(dāng)選用Ra時(shí)，只需在代號(hào)中標(biāo)出其參數(shù)值，“Ra”本身可以省略；當(dāng)選用Rz或Ry時(shí)，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標(biāo)出；當(dāng)允許實(shí)測值中，超過規(guī)定值的個(gè)數(shù)少於總數(shù)的16%時(shí)，應(yīng)在圖中標(biāo)注上限值和下限值，當(dāng)所有實(shí)測值不允許超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值或最小值。標(biāo)注時(shí)將其標(biāo)注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，符號(hào)的尖端必須從材料外指向被注表面。取樣長度：如按國標(biāo)選用，則可省略標(biāo)注；表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所採用的加工方法或其他因素形成，必要時(shí)才規(guī)定。常見加工紋理方向符號(hào)見P100有關(guān)規(guī)定。4、標(biāo)注舉例4.2表面粗糙度（評定參數(shù)）的選擇評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，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徵。以下情況下例外：當(dāng)表面過於粗糙（Ra＞6.3μm）或過於光滑（Ra＜

0.025μm）時(shí)，可選用Rz，因?yàn)榇斯?fàn)圍便於選擇用於測量Rz的儀器測量。當(dāng)零件材料較軟時(shí)，因?yàn)镽a一般採用觸針測量。當(dāng)測量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀錶的小元件的表面，可選用Ry值。表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇表面粗糙度參數(shù)值的總的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提下，儘量選取較大的參數(shù)值。一般原則是：同一零件上，工作表面比非工作表面的表面粗糙度參數(shù)值要小些。摩擦表面比非摩擦表面的表面粗糙度參數(shù)值要小些；滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的表面粗糙度參數(shù)值要小些；運(yùn)動(dòng)速度高、單位壓力大的摩擦表面，應(yīng)比運(yùn)動(dòng)速度低、單位壓力小的摩擦表面的表面粗糙度參數(shù)值要小些。受迴圈載荷的表面以及易引起應(yīng)力集中的部分（如圓角、溝槽），表面粗糙度參數(shù)值要小。配合性質(zhì)要求高的結(jié)合表面，配合間隙小的配合表面以及要求連接可靠，受重載的過盈配合表面等，都應(yīng)該取較小的表面粗糙度參數(shù)值。配合性質(zhì)相同，零件尺寸愈小則表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)愈??；同一精度等級(jí)，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度參數(shù)值要小些。參數(shù)值的選用方法可用類比法來確定。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，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)係。如機(jī)床的手輪或手柄。一般情況下，它們之間有一定的對應(yīng)關(guān)係，設(shè)形狀公差為T，尺寸公差為IT，它們之間的關(guān)係可參照以下對應(yīng)關(guān)係：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≤0.64.3表面粗糙度的測量比較法：將被測表面和