互换性课件——第五章--表面粗糙度.ppt

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1、几何量公差与测量技术几何量公差与测量技术本章基本内容本章基本内容w5.1 基本概念基本概念w5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定w5.3 表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用w5.4 表面粗糙度符号、代号及其注法表面粗糙度符号、代号及其注法w5.5 表面粗糙度测量方法简述表面粗糙度测量方法简述w重点重点：掌握：掌握表面粗糙度的术语、定义和高度参表面粗糙度的术语、定义和高度参数的选用及其在图样上的标注。数的选用及其在图样上的标注。5.1 基本概念基本概念w一、表面粗糙度的涵义一、表面粗糙度的涵义 w二、表面粗糙度对零件性能的影响二、表面粗糙度对零件性能的影响一、表面粗糙度的涵义一、表面粗糙度的涵

2、义截面轮廓误差放大曲线表面粗糙度成份表面波纹度成份形状误差成份波距小于 1 mm波距在1 10mm之间波距大于 10 mm一、表面粗糙度的涵义一、表面粗糙度的涵义表面粗糙度：表面粗糙度：是指零件被加工表面所产生的微小峰谷是指零件被加工表面所产生的微小峰谷的高低程度和间距状况，是一种微观形状误差，也称的高低程度和间距状况，是一种微观形状误差，也称为微观不平度。为微观不平度。表面粗糙度的成因：表面粗糙度的成因：是零件在机械制造过程中，由于刀是零件在机械制造过程中，由于刀具或砂轮切削后遗留的刀痕、切削过程中金属的撕裂、具或砂轮切削后遗留的刀痕、切削过程中金属的撕裂、切屑分离时的塑性变形，以及机床的震

3、动等原因，使被切屑分离时的塑性变形，以及机床的震动等原因，使被加工表面产生的。加工表面产生的。二、表面粗糙度对零件性能影响二、表面粗糙度对零件性能影响w表面粗糙度影响零件的：表面粗糙度影响零件的：耐磨性耐磨性 配合性质稳定性配合性质稳定性 耐蚀性耐蚀性 疲劳强度疲劳强度 其它性能（如密封性、接触刚其它性能（如密封性、接触刚 度、外观等等）度、外观等等）5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定w一、评定方法一、评定方法 w二、轮廓中线二、轮廓中线（基准线基准线）w三、取样长度与评定长度三、取样长度与评定长度w四、评定参数及其数值四、评定参数及其数值一、表面粗糙度的评定方法一、表面粗糙度的评定方法

4、二、轮廓中线二、轮廓中线轮廓中线轮廓中线（基准线基准线）：用于评定表面粗）：用于评定表面粗糙度参数值大小所给定的一条参考线糙度参数值大小所给定的一条参考线（直线或曲线）。（直线或曲线）。轮廓的轮廓的最小二乘中线最小二乘中线（m）轮廓的轮廓的算术平均中线算术平均中线最小二乘中线算术平均中线三、取样长度与评定长度三、取样长度与评定长度1.1.取样长度取样长度（lr）：是指测量或评定表面粗糙：是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它度时所规定的一段基准线长度，它至少包含至少包含5 5个个以上轮廓峰和谷以上轮廓峰和谷，应，应在轮廓总的走向上量取在轮廓总的走向上量取。注意注意：规定取样长度的

5、目的是限制和削弱表：规定取样长度的目的是限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。注意注意：表面粗糙度参数值是在一个取样长度上评定出来的。：表面粗糙度参数值是在一个取样长度上评定出来的。2.评定长度评定长度（ln）：是指在测量或评定表面粗）：是指在测量或评定表面粗糙度时所规定的一段最小长度。糙度时所规定的一段最小长度。评定长度可包括一个或几个取样长度，一评定长度可包括一个或几个取样长度，一般取般取ln5 5lr。若被测表面均匀，可选。若被测表面均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选若均匀性差，可选ln5lr。注意注意：由于零件表面粗糙度不均匀，为了充分

6、：由于零件表面粗糙度不均匀，为了充分合理地反映表面粗糙度特征规定了评定长度。合理地反映表面粗糙度特征规定了评定长度。三、取样长度与评定长度三、取样长度与评定长度一般取一般取ln5lr若被测若被测表面均匀表面均匀，可选，可选ln 5 lr若若均匀性差均匀性差，可选，可选ln 5lr注意注意：一般表面粗糙度测量结果是评定长度上的一个平均值。：一般表面粗糙度测量结果是评定长度上的一个平均值。四、评定参数及其数值四、评定参数及其数值w评定参数有：反映评定参数有：反映高度高度特征（幅度特特征（幅度特征）、征）、间距间距特征和特征和形状形状特征的参数。特征的参数。w基本参数基本参数高度（幅度）特征参数。高

7、度（幅度）特征参数。1 1、高度参数、高度参数：轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差Ra：是在取样长度：是在取样长度内，轮廓偏距内，轮廓偏距Z(x)绝对值的算术平均值。绝对值的算术平均值。四、评定参数四、评定参数iRa数值越大，表面越粗糙数值越大，表面越粗糙表表5-1 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差 Ra 的数值的数值 m1 1、高度参数：、高度参数：轮廓最大高度轮廓最大高度(Rz)：在一个取样长度内，轮：在一个取样长度内，轮廓的峰顶线和轮廓的谷底线之间的距离。廓的峰顶线和轮廓的谷底线之间的距离。四、评定参数四、评定参数Rz=Zpmax+Zvmax峰顶线谷底线表表52 轮廓最大高度轮廓最大高

8、度 Rz 的数值的数值 mm2.间距特征参数间距特征参数 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSm。是在取样长度。是在取样长度内轮廓单元宽度内轮廓单元宽度Xsi的平均值。的平均值。四、评定参数四、评定参数Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中线轮廓单元宽度与轮廓单元平均宽度3.形状特征参数形状特征参数 轮廓支承长度率轮廓支承长度率tp。指在取样长度内轮廓支承长度指在取样长度内轮廓支承长度p与取样长度与取样长度lr之比，即：之比，即：四、评定参数四、评定参数注意：注意：间距与形状特征参数称为附加参数，只有零间距与形状特征参数称为附加参数，只有零 件表面有特殊要求时才选用。件表面有特殊要求时

9、才选用。表表53 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度 RSm 的数值的数值 mm1015202530405060708090表表54 轮廓支承长度率轮廓支承长度率 tp （%）的数值）的数值 mm注：选用支承长度率 tp 时，必须同时给出轮廓水平截距 C 的数值。C 可用微米或Rz的百分数表示，百分数系列如下：Rz 的百分之5，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80，90。5.3 表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用w一、评定参数的选择一、评定参数的选择w二、评定参数值的选择二、评定参数值的选择w三、取样长度与评定长度的选择三、取样长度与评定长度的选择一、评定参数的选择一、评

10、定参数的选择 （在表面粗糙度评定参数中，一般在表面粗糙度评定参数中，一般主要选择主要选择高度参数高度参数Ra 和和Rz ，可任选其一，可任选其一）标准推荐：标准推荐：w 1 1、在常用数值范围、在常用数值范围（Ra为0.025m 6.3m）范围内，优先选择轮廓算术平均偏差范围内，优先选择轮廓算术平均偏差Ra。注意注意：Ra 能较充分合理地反映零件表面的粗糙度能较充分合理地反映零件表面的粗糙度 特征；通常用电动轮廓仪测量，其测量范围特征；通常用电动轮廓仪测量，其测量范围 为为0.02m 8m。一、评定参数的选择一、评定参数的选择w 2 2、当表面相当光滑、当表面相当光滑(Ra0.025m)或较粗

11、或较粗糙糙(Ra6.3m)6.3m)时，可选择轮廓最大高度时，可选择轮廓最大高度Rz。注意注意：Rz 尤其适用于测量部位小、峰谷少或尤其适用于测量部位小、峰谷少或 有疲劳强度要求的零件表面。有疲劳强度要求的零件表面。一、评定参数的选择一、评定参数的选择 间距与形状特征参数间距与形状特征参数称为附加参数，只称为附加参数，只有零件表面有特殊要求时才有零件表面有特殊要求时才附加选用附加选用。w3 3、轮廓单元平均宽度、轮廓单元平均宽度RSm：主要在对有涂：主要在对有涂 漆性能，冲压成形时抗裂纹、抗震，或抗漆性能，冲压成形时抗裂纹、抗震，或抗腐蚀，减小流体流动摩擦阻力等要求时附腐蚀，减小流体流动摩擦阻

12、力等要求时附加选用加选用。w4、轮廓支承长度率轮廓支承长度率tp：主要在耐磨性，接：主要在耐磨性，接触刚度要求较高等场合附加选用触刚度要求较高等场合附加选用。二、评定参数值的选择二、评定参数值的选择w参数值的选择基本原则参数值的选择基本原则：是在满足功能要求：是在满足功能要求的前提下，参数允许值应尽量大，以减小加的前提下，参数允许值应尽量大，以减小加工难度，降低加工成本。工难度，降低加工成本。w参数值通常采用类比法选择参数值通常采用类比法选择（注意）：注意）：同一零件上工作表面比非工作表面粗糙同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值应小；度值应小；摩擦表面比非摩擦表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦

13、表面粗糙度值小；二、评定参数值的选择二、评定参数值的选择w采用类比法选择时还应采用类比法选择时还应注意注意：运动速度高、单位面积压力大的表面，以及运动速度高、单位面积压力大的表面，以及承受交变载荷作用的重要零件表面及易引起应力承受交变载荷作用的重要零件表面及易引起应力集中的结构表面（如圆角、沟槽等），粗糙度值集中的结构表面（如圆角、沟槽等），粗糙度值应取小些；应取小些；要求配合稳定可靠时（如小间隙配合表面、要求配合稳定可靠时（如小间隙配合表面、承受重载作用的过盈配合表面），粗糙度值应承受重载作用的过盈配合表面），粗糙度值应小些；小些；w采用类比法采用类比法选择时还应选择时还应注意注意：有防腐性

14、或外观美观要求的表面，粗糙度有防腐性或外观美观要求的表面，粗糙度值应小些；值应小些；标准件的表面粗糙度值应按标准规定选择标准件的表面粗糙度值应按标准规定选择（如与滚动轴承配合的轴径和壳体孔表面）；（如与滚动轴承配合的轴径和壳体孔表面）；表面粗糙度值应与尺寸精度及形状精度协表面粗糙度值应与尺寸精度及形状精度协调一致。设表面形状公差调一致。设表面形状公差 t,尺寸公差尺寸公差T，通常，通常按表按表5-4关系设计。关系设计。二、评定参数值的选择二、评定参数值的选择w在实际经验不足的情况下，可以参考经在实际经验不足的情况下，可以参考经验表格验表格5-6，5-7设计。设计。二、评定参数值的选择二、评定参

15、数值的选择三、取样长度与评定长度的选择三、取样长度与评定长度的选择 lr 和和 ln 应与评定参数相适应。参考应与评定参数相适应。参考P130页，表页，表55。5.4 表面粗糙度符号、代号及注法表面粗糙度符号、代号及注法w一、表面粗糙度的符号一、表面粗糙度的符号w二、表面粗糙度的代号二、表面粗糙度的代号w三、表面粗糙度的标注示例三、表面粗糙度的标注示例w四、在零件图中的标注注意事项四、在零件图中的标注注意事项 一、表面粗糙度的符号一、表面粗糙度的符号w表面粗糙度的基本符号表面粗糙度的基本符号 二、表面粗糙度的代号二、表面粗糙度的代号注注：示例所举均为以去除材料方法加工，最常用的幅度参数标注。示

16、例所举均为以去除材料方法加工，最常用的幅度参数标注。3.23.21.63.2max3.2max 1.6min 三、表面粗糙度的标注示例三、表面粗糙度的标注示例Ra最大值最大值为为3.2mRa最大值为最大值为3.2m,最小最小值为值为1.6 mRa 最大值最大值为为3.2m，Rz最大值为最大值为12.5m Ra上限值上限值为为3.2mRa上限值为上限值为3.2m,下限下限值为值为1.6mRa上限值为上限值为3.2m，Rz上上限值限值12.5m 3.2Rz12.5 3.2maxRz12.5maxedbc/fa0.1精磨精磨0.25/RSm0.050.8四、在零件图中的标注注意事项四、在零件图中的标

17、注注意事项 表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或他们的延长线上。符号的尖端必须从材界线、引出线或他们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面，如图料外指向表面，如图a所示；带有横线的表面粗糙度符所示；带有横线的表面粗糙度符号应该如图号应该如图b进行标注。进行标注。一般在同一图样上，一般在同一图样上，每一表面只标注一次符号、每一表面只标注一次符号、代号；当地位狭小或不便代号；当地位狭小或不便标注时，符号、代号可以标注时，符号、代号可以引出标注，如图。引出标注，如图。当零件所有表当零件所有表面具有相同的表面具有相同的表面粗糙度要求

18、时，面粗糙度要求时，可统一标注在图可统一标注在图样的右上角。样的右上角。5.4 5.4 表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测w表面粗糙度的测量方法主要有：表面粗糙度的测量方法主要有：1 1、与表面粗糙度样板比较测量、与表面粗糙度样板比较测量 2 2、光切法、光切法 3 3、干涉法、干涉法 4 4、针描法、针描法 5 5、印模法、印模法1 1、与表面粗糙度样板比较测量、与表面粗糙度样板比较测量将被测表面与粗糙度样块比较，判断其合格性。将被测表面与粗糙度样块比较，判断其合格性。2 2、光切法、光切法3 3、干涉法、干涉法4 4、针描法、针描法（接触法接触法）触针划过工件表面，记录轮廓放大图形，用计算机求出结果。思考练习思考练习w思考思考：P137页页 思考题思考题 5156w作业：作业：P137页页 习题习题 53，54