互换性与技术测量-第5章-表面粗糙度

第5章表面粗糙度目录5.1概述5.2表面粗糙度的评定5.3表面粗糙度的评定参数及参数值的选用5.4表面粗糙度的符号、代号及其标注5.5表面粗糙度检测基本要求1、正确理解表面粗糙度的含义。2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。3、理解并掌握有关术语的定义。4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。6、掌握表面粗糙度的选用。5.1概述一、基本概念表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷组成的高低不平——微观不平度，即微观几何形状误差。波距1mm——表面粗糙度；1~10mm——表面波度；10mm——形状误差。表面轮廓分类宏观形状轮廓波纹度轮廓表面粗糙度轮廓实际轮廓波距λ1mm波距λ1~10mm波距λ10mm二、表面粗糙度对零件使用性能的影响(1)影响摩擦和磨损——Ra↑，f↑，磨损↑；(2)影响配合性能——间隙配合磨损后X↑，过盈配合挤压后影响有效过盈Y↓；(3)影响疲劳强度——凹痕应力集中；(4)影响抗腐蚀性——谷底渗入腐蚀；(5)影响接触刚度——表面局部接触；(6)影响接合面的密封性——缝隙油气渗漏等。5.2表面粗糙度的评定一、基本术语1、轮廓滤波器（1）λs滤波器确定表面粗糙度与比它更短的波之间相交界限的滤波器。（2）λc滤波器确定表面粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。（3）λf滤波器确定波纹度与比它更长波成分之间相交界限的滤波器。2、轮廓传输带指当两个不同截止波长的相位修正滤波器，幅值传输超过50%以上的正弦轮廓波长的范围。即传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围，例如可表示为：0.00025~0.8mm。短波轮廓滤波器的截止波长λs，长波轮廓滤波器的截止波长λc=lr。λs和λc的标准化值见表5.1。3、原始轮廓通过短波长滤波器λs之后的总的轮廓，它是评定原始轮廓参数的基础。4、粗糙度轮廓指对原始轮廓采用λc滤波器抑制长波成分后形成的轮廓，它由λs和λc轮廓滤波器来限定的。它是评定粗糙度轮廓参数的基础。5、取样长度lr测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线的长度，一般包括5个以上的轮廓峰和谷。X轴与轮廓走向一致，数值见表5.1。6、评定长度ln加工表面的不均匀，在测量和评定时所规定一段最小长度，一般ln=5lr，见表5.1。Ra/μmRz/μmλs/mmlr=λc/mmln=5lr/mm≥0.008~0.02≥0.025~0.100.00250.080.40.02~0.100.10~0.500.00250.251.250.10~2.00.50~10.00.00250.84.02.0~10.010.0~50.00.0082.512.510.0~80.050.0~3200.0258.040.07、轮廓中线轮廓中线——是指评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线，具有几何轮廓形状，并划分轮廓。取样长度lr内，划分轮廓，并使轮廓上各点的轮廓偏距z的平方和为最小。⑴轮廓最小二乘中线min12niizmin02dxzlri⑵轮廓算术平均中线取样长度lr内，划分实际轮廓，并使上下两部分面积相等。niniiFF11二、表面粗糙度的评定参数GB/T3505-2009规定表面粗糙度的评定参数基本参数轮廓的幅度参数：轮廓算术平均偏差Ra；轮廓最大高度Rz；附加参数间距参数：轮廓单元的平均宽度RSm；曲线和相关参数：轮廓的支承长度率Rmr(c)。取样长度lr范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值，见图5.6。1、轮廓算术平均偏差Ra(轮廓的幅度参数)lrdxxZlrRa0|)(|1lrxZoRa||11niiZnRaz1z2z3zn-1zn2、轮廓最大高度Rz(轮廓的幅度参数)取样长度lr范围内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，见图5.7。ZvZpRz3、轮廓单元的平均宽度RSm(轮廓的间距参数)轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值miXsimRSm11RSm值对轮廓表面的影响RSm的大小反映了轮廓表面峰谷的疏密程度，RSm越大，峰谷越稀，密封性越差。4、轮廓支承长度率Rmr(c)(曲线及相关参数)一根平行于中线且与轮廓顶线相距为c的线与轮廓峰相截所得到的轮廓实体材料长度之和称为轮廓支承长度Ml(c)。轮廓支承长度Ml(c)与评定长度ln之比称为轮廓支承长度率Rmr(c)。轮廓支承长度率Rmr(c)niiMlcMl1lnMl1MliMlncRzmlncMlcRmr不同轮廓支承长度率bcbcbclnMl1MliMlncRzma)b)c)5.3表面粗糙度的评定参数及选择表面粗糙度的评定参数及其数值的选用一、评定参数的选择1、幅度参数的选用⑴无特殊要求，一般选用幅度参数。当Ra为0.025~6.3μm，优先选用Ra。⑵特殊：光滑Ra0.025μm或粗糙Ra6.3μm选Rz。Ra和Rz可联合使用。2、附加评定参数的选用表面特殊功能要求，可选多参数要求外观质量和可漆性、或良好的密封性，控制RSm的数值；要求有较高支承刚度和耐磨性的表面，选Rmr(c)。二、评定参数值的选择1、表面粗糙度的参数值表5.2Ra的参数值（摘自GB/T1031-2009）μmRa0.0120.23.2500.0250.46.31000.050.812.50.101.625.0表面粗糙度的参数值.1表5.3Rz的参数值（摘自GB/T1031-2009）μmRz0.0250.46.310016000.050.812.52000.11.6254000.23.250800表面粗糙度的参数值.2表5.4RSm的参数值（摘自GB/T1031-2009）mmRSm0.0060.11.60.01250.23.20.0250.46.30.050.812.5表面粗糙度的参数值.3表5.5Rmr(c)的参数值（摘自GB/T1031-2009）Rmr(c)%10152025304050607080902、原则各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。⑴满足使用要求的前提下，尽量选用较大的粗糙度数值。⑵同一零件，工作表面比非工作表面粗糙度值小。⑶摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦比滑动摩擦表面粗糙度值小。参数值的选择.1⑷运动速度高、单位压力大的摩擦表面，比速度低、压力小的表面，Ra数值小。受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（圆角、沟槽等），Ra数值小。⑸配合零件的表面粗糙度应与尺寸公差及形状公差相协调，一般尺寸公差和形状公差要求越严，Ra数值越小。参数值的选择.2⑹配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面，Ra数值小。⑺配合性质相同，尺寸越小则Ra数值小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面，Ra数值小。⑻密封性、防腐性要求高的表面和外形要求美观的表面，Ra的数值小。常用表面粗糙度的参数值.1经常拆卸的配合表面公差等级表面基本尺寸/mm~5050~500Ra/μm不大于IT5轴0.20.4孔0.40.8IT6轴0.40.8孔0.4~0.80.8~1.6IT7轴0.4~0.80.8~1.6孔0.81.6IT8轴0.81.6孔0.8~1.61.6~3.2常用表面粗糙度的参数值.2过盈配合的配合表面公差等级表面基本尺寸/mm~5050~120120~500Ra/μm不大于装配按机械压入法IT5轴0.1~0.20.40.4孔0.2~0.40.80.8IT6至IT7轴0.40.81.6孔0.81.61.6IT8轴0.80.8~1.61.6~3.2孔1.61.6~3.21.6~3.2热装法轴1.6孔1.6~3.2常用表面粗糙度的参数值.3定心精度高的配合表面滑动轴承表面径向跳动轴孔公差等级表面Ra/μm不大于Ra/μm不大于2.50.050.1IT6至IT9轴0.4~0.840.10.2孔0.8~1.660.10.2IT10至IT12轴0.8~3.2100.20.4孔1.6~3.2160.40.8流体润滑轴0.1~0.4250.81.6孔0.2~0.85.4表面粗糙度符号、代号及其标注一、表面粗糙度符号、代号1、表面粗糙度基本符号任何方法获得表面用去除材料方法获得表面用不去除材料的方法获得的表面无补充说明不能单独使用基本符号.1符号上边加一横线，标注有关参数及说明表示视图上构成封闭轮廓的各表面具有相同的表面粗糙度要求2、表面粗糙度的代号c加工方法a幅度参数代号及数值e加工余量b附加参数符号及数值d加工纹理方向符号3、极限判断规则及标注(1)16%规则允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16％。默认规则，图样不标极限判断规则及标注(2)最大规则指在表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记4、传输带和lr、ln的标注①传输带的标注短滤波器—长滤波器/Ra(a)标长—短滤波器(b)标短滤波器“—”(c)标“—”长滤波器传输带和lr、ln的标注②lr、ln的标注默认评定长度不标，需要指定评定长度，要在幅度参数代号的后面注写取样长度的个数。(a)取样长度个数“3”(b)取样长度个数“6”5、单向和双向极限的标注（1）单向极限的标注单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带；单向下极限：参数代号前应加L，例LRa0.32。（2）双向极限的标注上限值在上方用U表示，下极限在下方用L表示。上下极限值均为16%规则或最大规则的极限值。6、表面粗糙度幅度参数的标注序号代号意义a用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μmb用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μmc用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μmRa3.2Ra3.2Ra3.2表5.8表面粗糙度幅度参数的标注.1序号代号意义d用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm，Ra的下限值为1.6μme用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2μmf用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm，Rz的下限值为1.6μmRz3.2URa3.2LRa1.6URa3.2LRz1.6表5.8表面粗糙度幅度参数的标注.2序号代号意义g用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2μm，Rz的下限值为1.6μm（如果引不起误会，也可省略U、L）h用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm，Rz的最大值为6.3μmURz3.2LRz1.6Ramax3.2Rzmax6.3Rz3.2Rz1.6表5.8表面粗糙度幅度参数的标注.3序号代号意义i用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μmj用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μmk用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μmRamax3.2Ramax3.2Ramax3.2表5.8表面粗糙度幅度参数的标注.4序号代号意义l用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2μm，Ra的最小值为1.6μmm用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2μmn用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2μm，Rz的最小值为1.6μmRzmax3.2Ramax3.2Ramin1.6Rzmax3.2Rzmin1.6表5.8表面粗糙度幅度参数的标注.5序号代号意义o用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm，传输带0.008—0.8mmp用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm，取样长度0.8mm，评定包含3个取样长度—0.8/Ra33.20.008—0.8/Ra3.27、加工方法、余量和表面纹理的标注加工方法、加工余量的标注见图5.15，加工纹理符号见表5.9。图5.15加工方法、加工余量和表面纹理的标注示例8、表面粗糙度附加参数的标注附加参数RSm、Rmr(c)不能单独标注(a)RSm上限值标注(b)RSm最大值标注(c)Rmr(c)标注