互换性--第4章 表面粗糙度-精品文档资料系列.ppt
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1、第第4 4章章 表面粗糙度与检测表面粗糙度与检测4.1 4.1 表面粗糙度的概念及其影响表面粗糙度的概念及其影响4.2 4.2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 4.3 4.3 表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注 4.4 4.4 表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用 表面轮廓:平面与实际表面相表面轮廓:平面与实际表面相交的轮廓。交的轮廓。该平面与实际表面该平面与实际表面垂直、与刀痕方向也垂直。垂直、与刀痕方向也垂直。4.1 4.1 表面粗糙度的概念及其对零件使用性能的影响表面粗糙度的概念及其对零件使用性能的影响图图4-2 零件表面轮廓误差零件表面轮廓误差(d)(d)表面粗糙度表面粗糙度 波距
2、波距小于小于 1mm表面波纹度表面波纹度 波距在波距在 110 mm 形状误差形状误差 波距波距大于大于10 mm某工件表面实际轮廓某工件表面实际轮廓 表面轮廓曲线按照相邻两波峰或两波谷之间的距离(波距)的大小划分为三类误差:表面粗糙度、表面波纹度、表面宏观形状误差。4.1.1 4.1.1 表面粗糙度对零件使用性能的影响表面粗糙度对零件使用性能的影响 1)1)对零件耐磨损性的影响对零件耐磨损性的影响 表面越粗糙,摩擦阻力越大,零件的磨损也越快。表面越粗糙,摩擦阻力越大,零件的磨损也越快。图图4-3 零件实际表面接触情况零件实际表面接触情况 2)2)对配合性能的影响对配合性能的影响 对于间隙配合
3、,相对运动的表面因其粗糙不平而迅速对于间隙配合,相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损,致使间隙增大;对于过盈配合,表面轮廓峰顶在装磨损,致使间隙增大;对于过盈配合,表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平,使实际有效过盈量减小,致使联接强度配时容易被挤平,使实际有效过盈量减小,致使联接强度降低。降低。 3)3)对抗腐蚀性的影响对抗腐蚀性的影响 粗糙的表面,易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷粗糙的表面,易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处,并渗入到金属内部,致使腐蚀加剧。处,并渗入到金属内部,致使腐蚀加剧。 图图4-4 表面粗糙度对抗腐蚀性的影响表面粗糙度对抗腐蚀性的影响腐蚀性物质腐蚀性物质4)4)对疲劳
4、强度的影响对疲劳强度的影响 当零件承受交变荷载、重载荷时,表面越粗糙,对当零件承受交变荷载、重载荷时,表面越粗糙,对应力集中很敏感,易在表面凹谷处产生应力集中,使疲应力集中很敏感,易在表面凹谷处产生应力集中,使疲劳强度降低,导致零件表面产生裂纹而损坏。劳强度降低,导致零件表面产生裂纹而损坏。5)5)对结合面密封性的影响对结合面密封性的影响 粗糙的表面结合时,两表面只在局部点上接触,中粗糙的表面结合时,两表面只在局部点上接触,中间有缝隙,影响密封性。因此,降低表面粗糙度,可提间有缝隙,影响密封性。因此,降低表面粗糙度,可提高其密封性。高其密封性。6)6)对零件其他性能的影响对零件其他性能的影响
5、表面粗糙度对零件其他性能,如对测量精度、流体表面粗糙度对零件其他性能,如对测量精度、流体流动的阻力及零件外形的美观等都有很大的影响。流动的阻力及零件外形的美观等都有很大的影响。4.2.1 4.2.1 基本术语及定义基本术语及定义1. 取样长度取样长度lr 指测量或评定表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向指测量或评定表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度。它至少包含一致的长度。它至少包含5个以上个以上的轮廓峰和谷。的轮廓峰和谷。4.2 4.2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 2. 评定长度评定长度ln 一般情况,取一般情况,取 ln=5lr ,并以,并以5个取样长度内的粗糙度数
6、个取样长度内的粗糙度数值的平均值作为评定长度内的粗糙度的最可靠值。值的平均值作为评定长度内的粗糙度的最可靠值。1 1)轮廓的最小二乘中线)轮廓的最小二乘中线 在取样长度在取样长度lr内,使轮廓线上各点内,使轮廓线上各点轮廓偏距轮廓偏距z zi i的平方和的平方和最小,即最小,即 。此基准线就是轮廓的最小二乘中。此基准线就是轮廓的最小二乘中线。线。轮廓偏距轮廓偏距z z是轮廓线上的点与基是轮廓线上的点与基准线之间的距离准线之间的距离 3. 轮廓中线轮廓中线 2m iniz2 2)轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线 指在取样长度内划分实际轮廓为上、下两部分,且使两部分面积指在取样长度内划分实际轮廓为
7、上、下两部分,且使两部分面积之和相等的基准线。即之和相等的基准线。即 3. 轮廓中线轮廓中线 1.幅度参数幅度参数 1) 1)轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差Ra:在取样长度内,轮廓偏距:在取样长度内,轮廓偏距z的绝对值的算术平均值,称为轮廓算术平均偏差,即的绝对值的算术平均值,称为轮廓算术平均偏差,即4.2.2 4.2.2 评定参数评定参数0111( )nlriiRaz x dxzlrnRa能全面反映表面微观几何形状特征,是普遍采用的参数。能全面反映表面微观几何形状特征,是普遍采用的参数。2) 2) 轮廓最大高度轮廓最大高度Rz 在取样长度内,最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和在取样长度内,
8、最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度。即的高度。即 Rz=Zpmax+ZvmaxRz不能反映表面的全面几何特征,但对某些不允许出现较深加工痕不能反映表面的全面几何特征,但对某些不允许出现较深加工痕迹,常在交变应力作用下的工作表面,常采用迹,常在交变应力作用下的工作表面,常采用Rz。Rsm=2.轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度Rsm(间距特征参数间距特征参数) 在取样长度内,轮廓单元宽度在取样长度内,轮廓单元宽度Xs的平均值的平均值 主要表示表面的密封性能,其值越小,表示表面越细密,密封性越好。主要表示表面的密封性能,其值越小,表示表面越细密,密封性越好。 3.轮廓的支承长度率轮廓的支承长度
9、率Rmr(c)(形状特性参数形状特性参数) 在给定水平位置在给定水平位置c上上, ,轮廓的实体材料长度轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度与评定长度ln的比率。的比率。 评定长度内,一平行于评定长度内,一平行于X X轴的直线从峰顶线向下移一水平轴的直线从峰顶线向下移一水平截距截距c c时,与轮廓相截所得各段截线长度时,与轮廓相截所得各段截线长度MlMli i之和。之和。 1( )( )niiMlMl cRmr clnln主要用于要求轮廓实际接触面积大或者耐磨性好的表面的主要用于要求轮廓实际接触面积大或者耐磨性好的表面的表征。表征。 Rmr(c)越大,支承能力和耐磨性越好。越大,支承能力和耐磨
10、性越好。给出给出Rmr(c)参数时,必须同时给出轮廓水平截距参数时,必须同时给出轮廓水平截距c值。值。 4.3 4.3 表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注 GB/T 1312006产品几何技术规范产品几何技术规范 技术产品技术产品文件中表面结构表示法文件中表面结构表示法规定了零件表面粗糙规定了零件表面粗糙度在零件图上的标注方法。度在零件图上的标注方法。表表4-1 表面粗糙度的符号及意义(摘自表面粗糙度的符号及意义(摘自GB/T131-2006)4.3.1 4.3.1 表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号a注写取样长度以及表面粗糙度的单一要求(参数代号注写取样长度以及表面粗糙度的单一要求(参数代号Ra
11、不能省略不能省略),(一般取默认取样长度,可省略;一般只给出参数的上限值)。,(一般取默认取样长度,可省略;一般只给出参数的上限值)。b注写第二个表面粗糙度要求;依次纵向排列可注写第三个或更多注写第二个表面粗糙度要求;依次纵向排列可注写第三个或更多个表面粗糙度要求。个表面粗糙度要求。c注写加工方法、镀覆、涂覆、表面处理或其他加工工艺要求等;注写加工方法、镀覆、涂覆、表面处理或其他加工工艺要求等;d注写表面纹理及方向符号注写表面纹理及方向符号“=、M、R”等等;e注写加工余量注写加工余量(单位:单位:mm);表表4-5 表面纹理的标注(摘自表面纹理的标注(摘自GB/T 1312006)纹理方向平
12、行于注有符号的视图投影面纹理方向平行于注有符号的视图投影面纹理方向垂直于注有符号的视图投影面纹理方向垂直于注有符号的视图投影面纹理对注有符号的视图投影面是两个相交的方向纹理对注有符号的视图投影面是两个相交的方向纹理呈多方向纹理呈多方向纹理对于注有符号表面的中心来说是近似同心圆纹理对于注有符号表面的中心来说是近似同心圆纹理对于注有符号表面的中心来说是近似放射形纹理对于注有符号表面的中心来说是近似放射形纹理无方向或呈凸起的细粒状纹理无方向或呈凸起的细粒状 当参数代号后无当参数代号后无“max”时,说明时,说明16%规则应用于表面粗规则应用于表面粗糙度要求糙度要求( 16%规则是所有表面粗糙度要求的
13、默认规则规则是所有表面粗糙度要求的默认规则)。)。 当参数代号后加上当参数代号后加上“max”时,说明时,说明最大规则应用于表面最大规则应用于表面粗糙度要求粗糙度要求。 表面粗糙度要求中给定极限值的规则有两种:表面粗糙度要求中给定极限值的规则有两种: 16%规则和最大规则规则和最大规则。u16%规则:规则:允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过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规定值的个数少于总数的16%。u最大规则:最大规则:要求在表面粗糙度参数的所有实测值中都不要求在表面粗糙度参数的所有实测值中都不得超过规定值。得超过规定值。应用应用16规则规则(默认取样长度)时
14、参数的标注(默认取样长度)时参数的标注 应用应用最大规则最大规则(默认取样长度)时参数的注法(默认取样长度)时参数的注法 4.3.24.3.2表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度在图样上的标注 表面粗糙度的图样标注要求:表面粗糙度的图样标注要求: 1)每一表面只标注一次,其注写和读取方向与尺寸的)每一表面只标注一次,其注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。注写和读取方向一致。Rz 1.6 2) 符号、代号一般注在图样的可见轮廓线、尺寸界符号、代号一般注在图样的可见轮廓线、尺寸界限、引出线或它们的延长线上,限、引出线或它们的延长线上,符号的尖端必须从材料外符号的尖端必须从材料外指向并接触被测表
15、面。指向并接触被测表面。3)标注在特征尺寸的尺寸线上标注在特征尺寸的尺寸线上 在不致引起误解时,表面粗糙度符号、代号可标注在在不致引起误解时,表面粗糙度符号、代号可标注在给定的尺寸线上给定的尺寸线上。4)标注在形位公差框格上标注在形位公差框格上 表面粗糙度符号、代号可标注在形位公差框格的上方表面粗糙度符号、代号可标注在形位公差框格的上方。5)圆柱和棱柱表面上的表面粗糙度符号、代号只标注一次。圆柱和棱柱表面上的表面粗糙度符号、代号只标注一次。如果每个棱柱表面有不同的表面粗糙度要求,则应分别单如果每个棱柱表面有不同的表面粗糙度要求,则应分别单独标注独标注。6)有相同表面粗糙度要求的简化标注方法有相
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