表面粗糙度及其检测精选文档.ppt

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1、表面粗糙度及其检测表面粗糙度及其检测本讲稿第一页，共三十八页5.15.1概述概述5.25.2表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定5.3 5.3 表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注5.4 5.4 表面粗糙度参数的选择表面粗糙度参数的选择5.55.5表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量第第5 5章表面粗糙度及其检测章表面粗糙度及其检测本讲稿第二页，共三十八页1.1.了解表面粗糙度的基本概念及其对零件工作性能的影响了解表面粗糙度的基本概念及其对零件工作性能的影响2.2.理解表面粗糙度的评定参数理解表面粗糙度的评定参数3.3.掌握表面粗糙度的技术要求以及在图样上的标注方法掌握表面粗糙度的技术要求以及在图样上的标

2、注方法4.4.掌握表面粗糙度的检测掌握表面粗糙度的检测本章学习要求本章学习要求:本讲稿第三页，共三十八页 指零件加工表面实际存在的、具有指零件加工表面实际存在的、具有较小的波峰和波谷所构成的微观的几何较小的波峰和波谷所构成的微观的几何形状特征。形状特征。10mm10mm：宏观几何形状误差宏观几何形状误差=1=110mm10mm：表面波纹度表面波纹度 1mm1mm：表面粗糙度表面粗糙度 5.1 5.1 概述概述一、表面粗糙度的定义一、表面粗糙度的定义本讲稿第四页，共三十八页完工零件实际表面轮廓二、表面粗糙度产生的原因二、表面粗糙度产生的原因本讲稿第五页，共三十八页三、表面粗糙度对零件使用性能的影

3、响三、表面粗糙度对零件使用性能的影响1.1.对耐磨性的影响对耐磨性的影响 一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。2.2.对配合性质的影响对配合性质的影响 表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。3.3.对抗疲劳强度的影响对抗疲劳强度的影响 当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。4.4.对抗腐蚀性的影响对抗腐蚀性的影响 表面

4、越粗糙，越容易腐蚀生锈。表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量等。因此为此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量等。因此为保证零件的使用性和互换性，在设计零件几何精度时必须提出合理的表面粗糙度要求。保证零件的使用性和互换性，在设计零件几何精度时必须提出合理的表面粗糙度要求。本讲稿第六页，共三十八页6h7H20f尖峰处先磨损且配合性质的稳定性受到尖峰处先磨损且配合性质的稳定性受到影响影响疲劳疲劳裂纹裂纹金属腐蚀金属腐蚀本讲稿第七页，共三十八页 指测量或评定表面粗糙度时，所规定的指测量或评定表面粗糙度时，所规定的一段基准线的

5、长度，规定和选取取样长度一段基准线的长度，规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。面粗糙度测量结果的影响。lr至少含有五个波峰和波至少含有五个波峰和波谷谷5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定一、基本术语一、基本术语1.1.取样长度取样长度lrlr（Sampling Length)Sampling Length)本讲稿第八页，共三十八页2.2.评定长度（评定长度（lnln）(Evaluation Length)(Evaluation Length)评定表面粗糙度所必须的一个或几个取样长度。由于零件的表面粗糙度不

6、一定很均匀，评定表面粗糙度所必须的一个或几个取样长度。由于零件的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理反映某一表面粗糙度特征，需在表面上取几个取样长度，在一个取样长度上往往不能合理反映某一表面粗糙度特征，需在表面上取几个取样长度，一般取一般取ln=5lrln=5lr。若被测表面比较均匀，可选若被测表面比较均匀，可选lnln5lr5lr；若均匀性差，可选；若均匀性差，可选lnln5lr5lr中线中线lnlrlrlrlrlr本讲稿第九页，共三十八页lr基准线基准线(轮廓的轮廓的最小二乘中线最小二乘中线)y4yiy13 3、轮廓中线、轮廓中线(m)(m)表面粗糙度轮廓中线是为了定量地评

7、定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。表面粗糙度轮廓中线是为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。（1 1）轮廓最小二乘中线）轮廓最小二乘中线在取样长度内使轮廓上各点的轮廓偏距在取样长度内使轮廓上各点的轮廓偏距yiyi的平方和为最小。的平方和为最小。本讲稿第十页，共三十八页算术平均中线算术平均中线 lrF1F2FiF1F2Fi（2 2）轮廓算术平均中线）轮廓算术平均中线 本讲稿第十一页，共三十八页1 1、幅度参数、幅度参数(1)(1)Ra(Ra(轮廓算术平均偏差）轮廓算术平均偏差）Raxynyiy1y2二、评定参数二、评定参数 幅度（高度）、间距、形状幅度（高度）、间距、形状在取样长度内

8、，轮廓偏距绝对值的算术平均值在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值 RaRa参数能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，因此是参数能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，因此是GBGB推荐的推荐的首选评定参数首选评定参数。图样上标注的参数多为。图样上标注的参数多为RaRa。本讲稿第十二页，共三十八页 在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高RpRp与最大轮廓谷深与最大轮廓谷深RvRv之和称之为轮廓最大之和称之为轮廓最大高度，用符号高度，用符号RzRz表示，即表示，即Rz=RpRz=Rp +Rv+Rv Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Z

9、p1Rz中线Zv1Zv2（2)2)轮廓的最大高度轮廓的最大高度Rz本讲稿第十三页，共三十八页 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个取样长度一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个取样长度lrlr范围内，中线范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元的宽度，用符号与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元的宽度，用符号XsXsi i表示。表示。轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSmRSm ：是指在一个取样长度：是指在一个取样长度lrlr范围内所有轮廓单元的宽度范围内所有轮廓单元的宽度XsXsi i的平均值，用符号表示，即的平均值，用符号表示，即 Xs6Xs5X

10、s4Xs3Xs2Xs1lr中线2.2.间距特征参数间距特征参数本讲稿第十四页，共三十八页 3.3.形状特征参数形状特征参数 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率RmrRmr（c)c)：在取样长度内在取样长度内,一平行于中线的线从峰顶线一平行于中线的线从峰顶线向下移动一段截距向下移动一段截距C C到某一水平位置时，与轮廓相截所得的各段截线长度到某一水平位置时，与轮廓相截所得的各段截线长度bi bi 之和与评定长度的比值。之和与评定长度的比值。从峰顶线向下所取的水平截距从峰顶线向下所取的水平截距C C不同不同 ，其支承长度率也不同，因此，其支承长度率也不同，因此RmrRmr值应是对应值应是对应于水平截

11、距于水平截距C C值而给出的。在标准中，值而给出的。在标准中，RmrRmr值是以百分率来表示的，当值是以百分率来表示的，当C C值一定时，值一定时，RmrRmr值越大，表示轮廓凸起的实体部分越多，故起支承作用的长度长值越大，表示轮廓凸起的实体部分越多，故起支承作用的长度长 ，表面，表面接触刚度高，耐磨性好。接触刚度高，耐磨性好。承载能力强承载能力强 承载能力差承载能力差本讲稿第十五页，共三十八页5.3 5.3 表面粗糙度的符号及其标注表面粗糙度的符号及其标注 表面粗糙度的基本符号表面粗糙度的基本符号 H1.4h h H1.4h h 字高字高本讲稿第十六页，共三十八页一、一、表面粗糙度的符号表面

12、粗糙度的符号 本讲稿第十七页，共三十八页本讲稿第十八页，共三十八页二、表面粗糙度的代号及其标注二、表面粗糙度的代号及其标注本讲稿第十九页，共三十八页本讲稿第二十页，共三十八页本讲稿第二十一页，共三十八页本讲稿第二十二页，共三十八页本讲稿第二十三页，共三十八页本讲稿第二十四页，共三十八页本讲稿第二十五页，共三十八页三、表面粗糙度在零件图中的标准注意事项三、表面粗糙度在零件图中的标准注意事项 1 1）标注位置：）标注位置：可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线；可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线；符号的尖端必须从材料外指向材料内。符号的尖端必须从材料外指向材料内。每一表面只标注一次。每

13、一表面只标注一次。2 2）数字书写的方向必须按机械制图中尺寸标准的规定，注意尺寸标准的）数字书写的方向必须按机械制图中尺寸标准的规定，注意尺寸标准的“30”30”禁区内应使用引线引出后标注。禁区内应使用引线引出后标注。3 3）复合要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），代号只标注一次。）复合要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），代号只标注一次。4 4）“其余其余”代号标注在图样的右上角。代号标注在图样的右上角。本讲稿第二十六页，共三十八页12.512.53.23.23.2f其余2512.50.4M1.63.23.2ff 表面粗糙度代号标注示例本讲稿第二十七页，共三十八页本讲稿第二十八页，共三十八

14、页本讲稿第二十九页，共三十八页5.4 表面粗糙度的选择表面粗糙度的选择一、表面粗糙度参数选择一、表面粗糙度参数选择 最常采用的是最常采用的是幅度参数幅度参数RaRa或或RzRz及其允许值及其允许值。根据功能需要，可附加选用间。根据功能需要，可附加选用间距特征参数和形状特征参数。距特征参数和形状特征参数。本讲稿第三十页，共三十八页二、表面粗糙度参数值的选择二、表面粗糙度参数值的选择 满足功能要求；考虑经济性及工艺的可能性；在满足功能要求的情况下，尽量选用较满足功能要求；考虑经济性及工艺的可能性；在满足功能要求的情况下，尽量选用较大的参数值大的参数值 。选用原则：选用原则：1)1)同一零件上，同一

15、零件上，工作表面应比非工作表面小工作表面应比非工作表面小。2)2)运动速度高，单位面积压力大的表面，运动速度高，单位面积压力大的表面，数值要小数值要小。3)3)承载交变应力的零件，易产生应力集中处（圆角、沟槽），数值小。承载交变应力的零件，易产生应力集中处（圆角、沟槽），数值小。4)4)配合性质要求越稳定，小间隙配合和受重载的过盈配合，配合表面的数值小。配合性质要求越稳定，小间隙配合和受重载的过盈配合，配合表面的数值小。5)5)防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。6)6)已有专门标准对表面粗糙度作出要求的，按标准确定（齿轮齿面

16、）。已有专门标准对表面粗糙度作出要求的，按标准确定（齿轮齿面）。7)7)表面粗糙度数值与形位公差的协调关系。表面粗糙度数值与形位公差的协调关系。本讲稿第三十一页，共三十八页本讲稿第三十二页，共三十八页本讲稿第三十三页，共三十八页本讲稿第三十四页，共三十八页本讲稿第三十五页，共三十八页5.5 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量一、比较法一、比较法 将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。方法。特点：特点：该方法测量简便，使用于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表该方法测量简便，使用于车间现场测量，常

17、用于中等或较粗糙表面的测量。面的测量。本讲稿第三十六页，共三十八页二、光切法二、光切法 利用光切原理测量表面粗糙度的方法。利用光切原理测量表面粗糙度的方法。采用仪器：光切显微镜（双管显微镜）采用仪器：光切显微镜（双管显微镜）适宜测量车、铣、刨或其他类似方法加工的金属零件的平面或适宜测量车、铣、刨或其他类似方法加工的金属零件的平面或外圆表面。外圆表面。适宜测量适宜测量RzRz0.50.580m80m的表面，同时得到的表面，同时得到RyRy值。值。双管显微镜的外形如图所示。它由底座双管显微镜的外形如图所示。它由底座1 1、工作台、工作台2 2、观察光管观察光管3 3、投射光管、投射光管1111、支

18、臂、支臂7 7和立柱和立柱8 8等几部分组成。等几部分组成。双管显微镜的光学系统图：光源双管显微镜的光学系统图：光源1 1发出的光，经聚光镜发出的光，经聚光镜2 2、狭缝、狭缝3 3、物镜物镜4 4以以4545度方向投射到被测工件表面上。度方向投射到被测工件表面上。利用光切原理来测量表面粗糙度利用光切原理来测量表面粗糙度 双管显微镜的光学系统图双管显微镜的光学系统图 本讲稿第三十七页，共三十八页三、干涉法三、干涉法 利用光波干涉原理。利用光波干涉原理。采用的仪器：干涉显微镜采用的仪器：干涉显微镜。适宜测量极光滑的表面，适宜测量极光滑的表面，Rz=0.0250.8m.Rz=0.0250.8m.四、触针法四、触针法 通过针尖感触微观不平度的截面轮廓的方法，为接触式测量。通过针尖感触微观不平度的截面轮廓的方法，为接触式测量。测量仪器：测量仪器：电动轮廓测量仪电动轮廓测量仪 测量范围：测量范围：Ra=0.0255mRa=0.0255m表面。表面。特点：特点：快速可靠，操作简便，易于实现自动测量和微机数据处理；被测表面快速可靠，操作简便，易于实现自动测量和微机数据处理；被测表面易被划伤。易被划伤。本讲稿第三十八页，共三十八页