互换性与技术测量第4章-表面粗糙度及检测(新).ppt
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1、互换性与技术测量互换性与技术测量-第第4 4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测本章主要内容:本章主要内容: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;2 2、表面粗糙度评定基准、评定参数与、表面粗糙度评定基准、评定参数与 数值系列;数值系列;3 3、表面粗糙度参数的选择,表面粗糙、表面粗糙度参数的选择,表面粗糙 度的标注方法;度的标注方法;4 4、表面粗糙度的测量。、表面粗糙度的测量。第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量学学 习习 指指 导导 本本章章学学习习目目的的是是掌掌握握表表面面粗粗糙糙度度的的评评定定参参数数和
2、和标标注注,为为合合理理选选用用表表面面粗粗糙糙度度打打下下基基础础。学学习习要要求求是是从从微微观观几几何何误误差差的的角角度度理理解解表表面面粗粗糙糙度度的的概概念念;了了解解表表面面粗粗糙糙度度对对机机械械零零件件使使用用性性能能的的影影响响。理理解解规规定定取取样样长长度度及及评评定定长长度度的的目目的的及及中中线线的的作作用用;掌掌握握表表面面粗粗糙糙度度的的高高度度参参数数及及其其检检测测手手段段;了了解解表表面面粗粗糙糙度度的的间间距距特特性性参参数数;掌掌握握表表面面粗粗糙糙度度参参数数和和参参数数值值的的选选用用原原则则和和方方法法。熟熟练练掌掌握握表表面面粗糙度技术要求在零
3、件图上标注的方法。粗糙度技术要求在零件图上标注的方法。第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.0 概述概述v零件表面的形貌可分为三种情况:零件表面的形貌可分为三种情况:1.1.表表表表面面面面粗粗粗粗糙糙糙糙度度度度:零零件件表表面面所所具具有有的的微微小小峰峰谷谷的的不不平平程程度度,其其波波长长和和波波高高之之比比一一般般小小于于5050。属属于于微微观观几何形状误差。几何形状误差。2.2.表表表表面面面面波波波波纹纹纹纹度度度度:零零件件表表面面中中峰峰谷谷的的波波长长和和波波高高之之比比等等于于505010001000的的不不平平程程度度称称为为
4、波波纹纹度度。会会引引起起零零件件运运转转时时的的振振动动、噪噪声声,特特别别是是对对旋旋转转零零件件(如如轴轴承承)的的影影响响是是相相当当大大的的。目目前前表表面面波波纹纹度度还还没没有有制制定定国国家家标标准准。国国际际标标准准化化组组织织第第5757技技术术委委员员会正在制定表面波纹度有关国际标准。会正在制定表面波纹度有关国际标准。3.3.形形形形状状状状误误误误差差差差:零零件件表表面面中中峰峰谷谷的的波波长长和和波波高高之之比比大大于于10001000的不平程度属于形状误差。的不平程度属于形状误差。第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量区区别别
5、:并并没没有有严严格格的的界界限限,通通常常以以波波距距或或波波距距与与波波高高之之比比的值来区别。的值来区别。波距(波距(L L)波距与波高之比(波距与波高之比(L/HL/H)表面形状误差表面形状误差 10mm 10mm 10001000表面波度表面波度 1 110mm 5010mm 5010001000表面粗糙度表面粗糙度 1mm 1mm 5050动画显示第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.0 概述概述v表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的一种和微小峰谷的一种微观几何形状误差微观几何形状误差。它
6、是。它是在机械加工过程中,由于刀具或砂轮切削后在机械加工过程中,由于刀具或砂轮切削后留下的刀痕、切屑分离时的塑性变形、工艺留下的刀痕、切屑分离时的塑性变形、工艺系统的高频振动及刀具和被加工表面摩擦等系统的高频振动及刀具和被加工表面摩擦等原因原因所产生的。所产生的。第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量完工零件实际完工零件实际表面轮廓表面轮廓4.0 概述概述v零件表面粗糙度国家标准:零件表面粗糙度国家标准:最早使用的国家标准(表面光洁度国家标准)最早使用的国家标准(表面光洁度国家标准):GB 1031-68GB 1031-68;GB 131-74GB 131
7、-74过去的标准过去的标准(表面粗糙度国家标准表面粗糙度国家标准-旧标准旧标准):GB/T 3505-1983 GB/T 3505-1983 表面粗糙度表面粗糙度术语、表面及其参数术语、表面及其参数GB/T 1031-1995 GB/T 1031-1995 表面粗糙度表面粗糙度 参数及其数值参数及其数值GB/T 131-1993 GB/T 131-1993 机械制图机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法表面粗糙度符号、代号及其注法现在实施的标准现在实施的标准(表面粗糙度国家标准表面粗糙度国家标准-新标准新标准):GB/T 3505-2000 GB/T 3505-2000 产品几何技术规范产品几
8、何技术规范 表面结构表面结构 轮廓法轮廓法 表面表面 结构的、定义及参数结构的、定义及参数GB/T 1031-1995 GB/T 1031-1995 表面粗糙度表面粗糙度 参数及其数值参数及其数值GB/T 131-1993 GB/T 131-1993 机械制图机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法表面粗糙度符号、代号及其注法第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.0 概述概述v表面粗糙度对零件性能的影响:表面粗糙度对零件性能的影响:1.1.轮廓峰顶磨擦越粗糙,阻力大,轮廓峰顶磨擦越粗糙,阻力大,磨损磨损快;快;2.2.接接触触面面积积减减少少,越越粗粗糙
9、糙,受受力力后后局局部部变变形形大大,接接触触刚度刚度低,低,抗震性抗震性差差3.3.微微观观不不平平度度凹凹痕痕愈愈深深,底底部部曲曲率率半半径径小小,应应力力集集中严重,零件愈易中严重,零件愈易疲劳疲劳损坏(动载荷时)损坏(动载荷时)4.4.微观不平,积聚空气、腐蚀性气体微观不平,积聚空气、腐蚀性气体-腐蚀腐蚀零件零件5.5.对对配配合合性性质质稳稳定定性性影影响响大大(精精密密轴轴率率回回转转精精度度对对粗糙度要求极高)粗糙度要求极高)6.6.对对零零件件的的外外观观、测测量量精精度度、表表面面光光学学性性能能、导导电电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。导热性能和胶合强度等也有着
10、不同程度的影响。第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值1.1.1.1.术语及定义术语及定义术语及定义术语及定义(1)(1)c c c c滤波器滤波器滤波器滤波器:是确定粗糙度与波纹度成分是确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。而之间相交界限的滤波器。而滤波器是除去某些波长成分滤波器是除去某些波长成分而保留所需表面成分的处理而保留所需表面成分的处理方法。当测量信号通过方法。当
11、测量信号通过 c c滤滤波器波器后将抑制波纹度的影响。后将抑制波纹度的影响。(2)(2)粗糙度轮廓粗糙度轮廓粗糙度轮廓粗糙度轮廓:是对零件表面的原始轮廓采是对零件表面的原始轮廓采用用 c c滤波器滤波器抑制长波成分以抑制长波成分以后形成的轮廓。后形成的轮廓。粗糙度轮廓粗糙度轮廓波纹度轮廓波纹度轮廓宏观形状轮廓宏观形状轮廓实际表面轮廓实际表面轮廓4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值1.1.1.1.术语及定义术语及定义术语及定义术语及定义(3)(3)取样长
12、度取样长度取样长度取样长度l l l l(新标准中用新标准中用新标准中用新标准中用lrlrlrlr):用于判别被评定轮廓的不规则特征的用于判别被评定轮廓的不规则特征的x x轴向上轴向上的长度,的长度,它在数值上与轮廓滤波器它在数值上与轮廓滤波器 c c的标志波长相等。的标志波长相等。评定表面粗评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响,粗糙测量结果的影响,一般在一个取样长度内应包含个一般在一个取样长度内应包含个
13、以上的波峰和波谷以上的波峰和波谷。表面越粗糙,取样长度就越大表面越粗糙,取样长度就越大。(4)(4)评定长度评定长度评定长度评定长度l l l ln n n n(新标准中用新标准中用新标准中用新标准中用lnlnlnln):用于判别被评定轮廓的用于判别被评定轮廓的x x轴方向上的长度。为了全面、轴方向上的长度。为了全面、充分地反映被测表面的特性,在评定或测量表面轮廓时所充分地反映被测表面的特性,在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面,宜选用较长的评定长度。表面不均匀的表面,宜选用较长的评定长度。
14、通常评定长通常评定长度一般按度一般按5 5个取样长度来确定。个取样长度来确定。图例图表图例图表第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量中线中线lnl取样长度取样长度l和评定长度和评定长度ln llll 0.0080.020.020.10.12.02.010.010.080.0Ra/mRz/mlr/mmln/mm 0.0250.100.100.500.5010.010.050.050.0320.00.080.250.802.508.00.41.254.012.540.0常用取样长度及评定长度常用取样长度及评定长度常用取样长度及评定长度常用取样长度及评定长度4.
15、1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值1.1.1.1.主要术语及定义主要术语及定义主要术语及定义主要术语及定义(5)(5)轮廓中线轮廓中线轮廓中线轮廓中线m m m m:评定表面粗糙度数值的基准线。评定表面粗糙度数值的基准线。它是具有与被测表面几何它是具有与被测表面几何形状一致的几何轮廓形状,并将被测轮廓加以划分的线。形状一致的几何轮廓形状,并将被测轮廓加以划分的线。有两种中线:有两种中线:轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线m m:在取样长度内,使轮廓上各
16、点至该在取样长度内,使轮廓上各点至该线的线的距离平方和距离平方和为最小。即:为最小。即:轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线m m:在取样长度内,将实际轮廓划分上下在取样长度内,将实际轮廓划分上下两部分,且使两部分,且使上下面积相等上下面积相等的直线的直线 。即:。即:F F1 1+F+F2 2+F+Fn n=G=G1 1+G+G2 2+G+Gm m图例图表图例图表第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量y1y2yn-1ynlm4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙
17、度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值2.2.2.2.评定参数评定参数评定参数评定参数国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数所组成。参数和综合参数所组成。参数和综合参数所组成。参数和综合参数所组成。高度参数有三个指标参数:高度参数有三个指标参数:高度参数有三个指标参数:高度参数有三个指标参数:轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a(新标准中用新标准中用RaRa)微观不平度微观不平度1010点高度点高度R Rz z (新标准没有新标准
18、没有)轮廓最大高度轮廓最大高度R Ry y(新标准中用新标准中用RzRz)高度参数是表面粗糙度的基本参数。在实际表面粗高度参数是表面粗糙度的基本参数。在实际表面粗糙度评定中,如无特殊要求,一般使用高度参数中糙度评定中,如无特殊要求,一般使用高度参数中的的轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRaRaRa。4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值2.2.2.2.评定参数评定参数评定参数评定参数高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度
19、的特征。高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。间距参数有两个间距参数有两个间距参数有两个间距参数有两个指标参数:指标参数:轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距S S(新标准没有新标准没有)轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距S Sm m(新标准中用新标准中用RSmRSm)ll4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检
20、测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值2.2.2.2.评定参数评定参数评定参数评定参数高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。高度参数不能完全反映出零件表面粗糙度的特征。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。国家标准另外规定了间距参数和综合参数。综合参数有一个指标参数:综合参数有一个指标参数:综合参数有一个指标参数:综合参数有一个指标参数:轮廓支承长度率轮廓
21、支承长度率t tp p(新标准中用新标准中用Rmr(cRmr(c))综合参数与表面粗糙度的形状有关,它影响表面的综合参数与表面粗糙度的形状有关,它影响表面的耐磨程度。耐磨程度。4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a:在取样长度内,被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对在取样长度内,被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的算术平均值,即值的算术平均值,即y1y2yn-1ynlm4.1
22、 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值微观不平度微观不平度微观不平度微观不平度1010点高度值点高度值点高度值点高度值R Rz z在取样长度内个最大的轮廓峰高在取样长度内个最大的轮廓峰高y ypipi平均值与平均值与5 5个最大轮廓个最大轮廓谷深谷深y yvivi平均值之和。平均值之和。4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其
23、数值轮廓最大高度轮廓最大高度轮廓最大高度轮廓最大高度R Ry y在取样长度内,轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶在取样长度内,轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。Ry=ypmax+yvmaxRy4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距S取样长度内取样长度内,轮廓上相邻单峰沿中线轮廓上相邻单峰沿
24、中线m m方向间距方向间距S Si i的平均值。的平均值。4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距S Sm m含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度SmSmi i称为轮廓称为轮廓微观不平度间距。在取样长度内轮廓微观不平度间距微观不平度间距。在取样长度内轮廓微观不平度间距SmSmi i的的平均值,就是轮廓微观不平度平均间距
25、平均值,就是轮廓微观不平度平均间距S Sm m。4.1 表面粗糙度表面粗糙度第第4章章 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测互换性与技术测量互换性与技术测量4.1.1 4.1.1 表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值轮廓支承长度率轮廓支承长度率轮廓支承长度率轮廓支承长度率t tp p:平行于中线且与轮廓峰顶线相距为平行于中线且与轮廓峰顶线相距为C C的直线与轮廓相截所得的直线与轮廓相截所得各截线各截线bibi之和,称为轮廓之和,称为轮廓支承长度支承长度支承长度支承长度n n n np p p p。n n n np p p p与取样长度与取样长度L L之比之比的百分数值就是的百分数值
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