第3章 表面粗糙度和测量演示文稿1

第五章表面粗糙度轮廓及其测量5.1表面粗糙度轮廓的基本概念5.2表面粗糙度轮廓的评定5.3表面粗糙度的技术要求5.4表面粗糙度的技术要求在零件图上的标注5.5表面粗糙度检验5.1表面粗糙度轮廓的基本概念5.1.1表面缺陷零件表面的形成方法有两种，用去除材料的方法或不去除材料的方法获的。表面缺陷：是零件在加工、运输、储存和使用过程中生成的没有一定规则的单元体。对有表面缺陷的产品，应以文字叙述的方式在图样或技术文件中说明。了解表面缺陷的性质和分类对表面缺陷，可以用经验法目测判断。5.1.2表面粗糙度的概念机械加工或者其他方法获得的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹，表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。产生：刀痕、摩擦、塑性变形、工艺系统的高频振荡图5-1表面粗糙度示意图图5－2实际轮廓1-横向实际轮廓2-实际表面3-加工纹理方向4-平面表面粗糙度表面波纹度形状误差5.1.3表面粗糙度对零件使用性能的影响1.摩擦和磨损方面2.配合性质方面3.疲劳强度方面4.耐腐蚀性方面5.接触刚度方面此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品的外观和表面涂层的质量等。综上所述，为保证零件的使用性能和寿命，应对零件的表面粗糙度加以合理限制。5.2表面粗糙度轮廓的评定5.2.1基本术语1.实际轮廓（表面轮廓）实际轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓线。图3-2实际轮廓2.取样长度lr取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。规定取样长度是为了限制和减弱宏观几何形状误差，太长太短都不好。标准规定取样长度按表面粗糙程度合理取值，通常应包含至少5个轮廓峰和轮廓谷。推荐值见表5-3图3-3取样长度和评定长度3.评定长度ln评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。一般情况下，标准推荐ln=5lr，具体数值见表5-34.基准线（中线m）基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条参考线，据此来作为评定表面粗糙度参数大小的基准。（1）轮廓的最小二乘中线图3-4轮廓最小二乘中线（2）轮廓算术平均中线图3-5轮廓算术平均中线F1＋F2＋···＋Fn=F1`＋F2`＋···＋Fn`5.轮廓单元即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。图3-6轮廓单元5.2.2表面粗糙度的评定参数1.与高度特性有关的参数（幅度参数）（1）轮廓算术平均偏差Ra即在一个取样长度lr内，轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值。如图5-8所示。图5-8轮廓算术平均偏差dxxzlRla0)(1niiaznR11（2）轮廓的最大高度Ry即在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高zp和最大轮廓谷深zv之和的高度。用公式表示为Ry=zp+zv图3-9轮廓的最大高度（3）微观不平度十点高度Rz即在一个取样长度lr内，五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值。55151iviipizyyR2.与间距特性有关的参数（间距参数）轮廓单元的平均宽度RSm即在一个取样长度lr内，轮廓单元宽度xs的平均值。图3-11轮廓单元的宽度表面粗糙度（评定参数）的选择评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Ry值。5.3表面粗糙度的技术要求规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须给出表面粗糙度轮廓幅度参数及允许值和测量时的取样长度值这两项基本要求，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。表面粗糙度轮廓技术要求的内容选择依据：根据零件的功能要求和经济性来选择。5.3.1表面粗糙度评定参数的选用在常用值范围内(Ra为0.025～6.3mm，Rz为0.1～25mm)，普遍采用Ra作为评定参数。采用Rz作为评定参数的原因是：一方面，由于触针式轮廓仪功能的限制，不适应于极光滑表面和粗糙表面；另一方面，对测量部位小、峰谷少或有疲劳强度要求的零件表面，选用Rz作为评定参数，方便、可靠。5.3.2表面粗糙度主参数值的选用表面粗糙度参数值的选用原则：首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。方法：经验法，参见课本表5-2.同时注意一下几点：（1）同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。（2）摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦表面小；滚动摩擦表面的粗糙度值应比滑动摩擦表面小。（3）运动速度高、单位面积压力大的表面，受交变应力作用的重要零件的圆角、沟槽表面的粗糙度值都应该小（4）配合性质要求越稳定，其配合表面的粗糙度值应越小;配合性质相同时，小尺寸结合面的粗糙度值应比大尺寸结合面小;同一公差等级时，轴的粗糙度值应比孔的小。（5）表面粗糙度参数值应与尺寸公差及形状公差相协调。（6）防腐性、密封性要求高，外表美观等表面的粗糙度值应较小。（7）凡有关标准已对表面粗糙度要求做出规定，则应按标准规定的表面粗糙度参数值选用。5.3.3表面粗糙度的标注1.符号表面粗糙度的评定参数及其数值确定后，应按GB/T131—1993《表面粗糙度符号、代号及其注法》的规定，把表面粗糙度要求正确地标注在零件图上。2.代号表面粗糙度符号代表完工后的零件表面所要达到的表面质量，体现零件在机器设备中的功能要求。图3-13表面粗糙度代号和各种要求的注写位置a1，a2——粗糙度幅度参数代号及其数值（mm）；b——加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等；c——取样长度（mm）或波纹度（mm）；d——加工纹理方向符号；e——加工余量（mm）；f——粗糙度间距参数值（mm）b)c)d)a)0.86.3铣3.23.2(5)3.2图5-10表面粗糙度其它项目的标注3.表面粗糙度在图样上的标注方法（1）表面粗糙度代（符）号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，也可以注在指引线上。符号的尖端必须从材料外指向被注表面，代号中数字及符号的方向必须与尺寸线上的数字方向一致。图3-15表面粗糙度代号标注示例（2）当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在图样的右上角，并加注“其余”两字。（3）当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时的标注。图3-16零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度（4）当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。图3-17齿轮、花键表面粗糙度标注示例（5）螺纹工作表面没有画出牙形时的标注。图3-18螺纹表面粗糙度标注示例（6）中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆角、倒角的表面粗糙度代号标注。图3-20表面粗糙度标注示例（8）同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，需用细实线画出其分界线并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。以及用细实线连接的不连续的同一表面，其粗糙度代号只注一次。图3-21表面粗糙度标注示例5.4表面粗糙度检测1比较法比较法是用已知其高度参数值的粗糙度样板与被测表面相比较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显微镜来判断被测表面粗糙度的一种检测方法。2光切法光切法是利用“光切原理”来测量零件表面粗糙度的方法。光切显微镜（又称双管显微镜）就是应用这一原理设计而成的。图3-23光切法测量原理光切显微镜的外形结构。图3-24光切显微镜外形结构光切显微镜实物3干涉法干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。图3-26干涉法测量原理干涉显微镜4针描法针描法又称触针法，是一种接触测量表面粗糙度的方法。电动轮廓仪（又称表面粗糙度检查仪）就是利用针描法来测量表面粗糙度。图3-27电动轮廓仪电动轮廓仪实物TR200型表面粗糙度仪小结（1）表面粗糙度轮廓的概念（2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度lr、评定长度ln和中线。（3）表面粗糙度轮廓的评定参数有幅度参数（包括轮廓的算术平均偏差Ra、微观不平度十点高度、轮廓的最大高度Rz）和间距特征参数（轮廓单元的平均宽度RSm）（4）通常只给出幅度参数Ra或Rz及允许值，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。（5）国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法（6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验法、针描法、光切法和干涉法。练习题1．同一表面只注一次，注在可见轮廓线或尺寸线的延长线上；2．符号的尖端应从材料外指向表面，并与表面轮廓接触上；3．无论符号的方向如何变化其形状不变且字头保持向上或向左；4．当有多个表面的粗糙度相同时应统一注在图纸的右上角,并加注“其余”字样,若全部表面的粗糙度相同则不加“其余”字样。5．同一表面有不同粗糙度要求时用细实线画其分界线，再标注.0.80.81.66.36.3其余Rz3.212.5若全部表面的粗糙度相同，则可直接在图的右上角注明。请点击鼠标左键显示后面内容国外图例(milled)251.6Ra铣12.56.3数字应头向左同一表面重复标注，且字头向下了粗糙度符号的尖端应与表面接触上粗糙度符号的长边画错粗糙度符号的尖端应从材料外指向表面分界线应为细实线缺少其余“字样”，位置应放到图的右上方Ra应省略铣字应注在横线上(milled)0.83.2251.66.3铣其余12.5请点击鼠标左键显示后面内容练习1：找出下图中粗糙度代号标注方法上的错误并改正之。六.练习题Exercises