第3章表面粗糙度优秀课件.ppt

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1、第3章表面粗糙度1第1页，本讲稿共35页表表面面粗粗糙糙度度第第三三章章q 3.1 3.1 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定q 3.2 3.2 表面粗糙度表面粗糙度 的符号、代号及标注的符号、代号及标注 2第2页，本讲稿共35页3.1 3.1 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定基本术语基本术语评定参数评定参数表面粗糙度的参数值表面粗糙度的参数值第第三三章章表表面面粗粗糙糙度度3第3页，本讲稿共35页 零件加工表面的实际形状，是由一系列不同高零件加工表面的实际形状，是由一系列不同高度和间距的峰谷组成，它包括宏观的形状误差、表度和间距的峰谷组成，它包括宏观的形状误差、表面波度和表面粗糙度（面波度和表

2、面粗糙度（如图）。它们之间一般可如图）。它们之间一般可按相邻两波峰或波谷之间的距离按相邻两波峰或波谷之间的距离(即波距即波距)加以区分，加以区分，波距大于波距大于1010mmmm的属于宏观几何形状误差；波距小于的属于宏观几何形状误差；波距小于 1 1mmmm的为表面粗糙度；波距在的为表面粗糙度；波距在1 11010mm mm 的属于表面波度。的属于表面波度。4第4页，本讲稿共35页 表面粗糙度主要是由切削过程中的刀痕、表面粗糙度主要是由切削过程中的刀痕、切切削分离时金属的塑性变形以及工艺系统中产生的高削分离时金属的塑性变形以及工艺系统中产生的高频振动等原因造成。频振动等原因造成。5第5页，本讲

3、稿共35页 表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：很大的影响，主要表现在以下几个方面：1)1)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耐磨性耐磨性。表面越粗。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积减小，压强增大，磨糙，配合表面间的有效接触面积减小，压强增大，磨损就越快。损就越快。2)2)表面粗糙度影响配合性质的表面粗糙度影响配合性质的稳定性稳定性稳定性稳定性。对间。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合过程中间隙逐渐增大；对过盈

4、配合6第6页，本讲稿共35页 来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。效过盈，降低了联结强度。3)3)表面粗糙度影响零件的表面粗糙度影响零件的疲劳强度疲劳强度疲劳强度疲劳强度。粗糙的零。粗糙的零件表面，存在较大的波谷，它们像尖角缺口和件表面，存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。的疲劳强度。4)4)表面粗糙度影响零件的表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性抗腐蚀性抗腐蚀性抗腐蚀性。粗糙的。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷表面，易使

5、腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层渗入到金属内层 ，造成表面锈蚀。造成表面锈蚀。7第7页，本讲稿共35页 5)5)表面粗糙度影响零件的表面粗糙度影响零件的密封性密封性密封性密封性。粗糙的表。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。间的缝隙渗漏。此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有一定的影响。因此，表面粗糙度是评定机械零件有一定的影响。因此，表面粗糙度是评定机械零件及产品质量的重要指标之一。及产品质量的重要指标之一。8第8页，本讲稿共35页 一一、基本术语、基本术语 1

6、1取样长度取样长度l l 取样长度取样长度取样长度取样长度是指评定表面粗糙度时所规定的一是指评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。规定取样长度段基准线长度。规定取样长度 1 1的目的在于限制的目的在于限制和削弱表面波纹度和削弱表面波纹度(波距在波距在1 11010mmmm之间之间)对表面对表面粗糙度测量结果的影响。粗糙度测量结果的影响。l l 过长，表面粗糙度的测量值中可能包含有过长，表面粗糙度的测量值中可能包含有表面波纹度的成分；过短则不能客观地反应表面粗表面波纹度的成分；过短则不能客观地反应表面粗糙度的实际情况，使测得结果有很大随机性。糙度的实际情况，使测得结果有很大随机性。9第9页，本

7、讲稿共35页 取样长度一般应包含五个以上的轮廓峰和轮取样长度一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。廓谷。取样长度应从以下的系列中选取：取样长度应从以下的系列中选取：0.08,0.25,0.8,2.5,8,25.0.08,0.25,0.8,2.5,8,25.表面越粗糙表面越粗糙,取样长度就应越大。取样长度就应越大。10第10页，本讲稿共35页 2 2 2 2评定长度评定长度评定长度评定长度l l l ln n n n 评定轮廓所必需的一段表面长度，它包括几评定轮廓所必需的一段表面长度，它包括几个取样长度。一般推荐取个取样长度。一般推荐取 l ln n5l5l（如图）。如图）。由于零件表面各部分的表

8、面粗糙度不一定由于零件表面各部分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地反很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取几个映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度。取样长度来评定表面粗糙度。3 3评定表面粗糙度的基准线评定表面粗糙度的基准线 评定表面粗糙度参数值大小的一条参考评定表面粗糙度参数值大小的一条参考11第11页，本讲稿共35页 线称为基准线。基准线有两种：线称为基准线。基准线有两种：轮廓最小二乘轮廓最小二乘轮廓最小二乘轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线中线和轮廓算术平均中线中线和轮廓算术平均中线中线和轮廓算术平均

9、中线。(1)(1)轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线 在取样长度内，使轮在取样长度内，使轮 廓上各点至一条假想线廓上各点至一条假想线 的距离的平方和为最小，的距离的平方和为最小，这条假想线就是最小二这条假想线就是最小二 乘中线乘中线(如图如图)。即。即 12第12页，本讲稿共35页 (2)(2)轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线 在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上下两个部分，且使上部分面积之和等于下部成上下两个部分，且使上部分面积之和等于下部分面积之和，这条假想的线即为轮廓算术平均中分面积

10、之和，这条假想的线即为轮廓算术平均中线线(如图如图)。即即 F F1 1F F3 3F2n-1F2n-1 F F2 2F F4 4F F2n2n 13第13页，本讲稿共35页 在轮廓图形上确定最小二乘在轮廓图形上确定最小二乘中线的位置比较困难，因此通常中线的位置比较困难，因此通常用目测估计来确定轮廓算术平均用目测估计来确定轮廓算术平均中线，并以此作为评定表面粗糙中线，并以此作为评定表面粗糙度数值的基准线。度数值的基准线。14第14页，本讲稿共35页 二、评定参数二、评定参数 国家标准国家标准GB/T1031-1995GB/T1031-1995规定规定,评定表面粗糙评定表面粗糙度有三个主要参数，

11、即：度有三个主要参数，即：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(Ra)Ra)Ra)Ra)、微观不平度十点高度微观不平度十点高度微观不平度十点高度微观不平度十点高度(Rz)Rz)Rz)Rz)和轮廓最大高度和轮廓最大高度和轮廓最大高度和轮廓最大高度(Ry)Ry)Ry)Ry)。除此之外，根据表面功能需要还有三个附加参数，除此之外，根据表面功能需要还有三个附加参数，即：轮廓不平度的平均间距即：轮廓不平度的平均间距(Sm)Sm)、轮廓单峰平均间轮廓单峰平均间距距(S)S)和轮廓支承长度率和轮廓支承长度率(tp)tp)。15第15页，本讲稿共35页 1 1轮廓算术平均偏差轮廓算

12、术平均偏差RaRa 在取样长度在取样长度 l l范围内，被测轮廓线上各点范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值，称为算术平均至基准线的距离的算术平均值，称为算术平均偏差偏差RaRa（如图）。如图）。16第16页，本讲稿共35页用公式表示为用公式表示为或近似为或近似为式中式中 n n 在取样长度内所测点的数目。在取样长度内所测点的数目。测得的测得的RaRa值越大，则表面越粗糙。值越大，则表面越粗糙。RaRaRaRa能客观地能客观地能客观地能客观地反映表面微观几何形状的特性反映表面微观几何形状的特性反映表面微观几何形状的特性反映表面微观几何形状的特性。但因受到计量器。但因受到计量器具功

13、能的限制，不用作过于粗糙或太光滑的表面的具功能的限制，不用作过于粗糙或太光滑的表面的评定参数。评定参数。17第17页，本讲稿共35页 2 2微观不平度十点平均高度微观不平度十点平均高度RzRz 在取样长度在取样长度l l范围内，被测表面上范围内，被测表面上 5 5个最大的个最大的轮廓峰高平均值与轮廓峰高平均值与5 5个最大的谷底深的平均值之个最大的谷底深的平均值之和称为十点平均高度和称为十点平均高度RzRz（如图）。如图）。18第18页，本讲稿共35页 用公式表示为用公式表示为 式中式中 y ypipi 第第i i个最大轮廓峰高；个最大轮廓峰高；y yvivi 第第i i个最大谷底深度个最大谷

14、底深度。测得的测得的RzRz值越大，则表面越粗糙。值越大，则表面越粗糙。RzRz只能反只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝的几映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝的几何特性。同时，若取点不同，则所得的何特性。同时，若取点不同，则所得的RzRz值也不值也不同，因此受测量者的主观影响较大。同，因此受测量者的主观影响较大。19第19页，本讲稿共35页 3 3轮廓最大高度轮廓最大高度RyRy 在取样长度在取样长度l l范围内，轮廓峰顶线和轮廓谷底范围内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离称为轮廓最大高度线之间的距离称为轮廓最大高度 RyRy（如图）。如图）。20第20页，本讲稿共35页 RyR

15、y值是微观不平度十点中最高点和最低点至值是微观不平度十点中最高点和最低点至中线的垂直距离之和，因此它不如中线的垂直距离之和，因此它不如RzRz值反映的几何值反映的几何特性准确。特性准确。这个参数与这个参数与RaRa或或RzRz联用，控制微观不平度谷联用，控制微观不平度谷深，从而控制表面微观裂纹的深度。常标注于深，从而控制表面微观裂纹的深度。常标注于承受交变应力作用的工作表面，如齿廓表面常承受交变应力作用的工作表面，如齿廓表面常标注标注RyRy参数。此外，当被测表面很小，不宜采用参数。此外，当被测表面很小，不宜采用RaRa或或RzRz评定时，也常采用评定时，也常采用RyRy参数。参数。21第21

16、页，本讲稿共35页评评定定参参数数 在表面粗糙度的三个基本参数在表面粗糙度的三个基本参数RaRa、RzRz、RyRy中，中，标准推荐优先选用标准推荐优先选用RaRa。22第22页，本讲稿共35页 三、表面粗糙度的参数值三、表面粗糙度的参数值 三个评定参数的数值已标准化，设计时应按国三个评定参数的数值已标准化，设计时应按国家标准家标准 GB/T1031-1995GB/T1031-1995表面粗糙度参数及其数表面粗糙度参数及其数值规定的参数值系列进行选取值规定的参数值系列进行选取(如如表表表表5-25-25-25-2表表表表5-5-5-5-5,5,5,5,p110-p111p110-p111p11

17、0-p111p110-p111)。根据表面功能和生产的经济合理性，当选用表根据表面功能和生产的经济合理性，当选用表 5-25-2表表5-55-5系列值不能满足要求时，可选取系列值不能满足要求时，可选取GB/T1031-1995GB/T1031-1995附录附录A A补充系列值。补充系列值。23第23页，本讲稿共35页3.2 3.2 表面粗糙度表面粗糙度 的符号、代号及标注的符号、代号及标注表面粗糙度的符号及代号表面粗糙度的符号及代号表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度在图样上的标注第第三三章章表表面面粗粗糙糙度度24第24页，本讲稿共35页一、表面粗糙度的一、表面粗糙度的 符号及代号符号及代号

18、1 1表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号 按按GB/T131-93GB/T131-93，在图样上表在图样上表示表面粗糙度的符号有五种（如示表面粗糙度的符号有五种（如表）。表）。25第25页，本讲稿共35页26第26页，本讲稿共35页 2 2表面粗糙度的代号表面粗糙度的代号 在表面粗糙度符号中，要求注写上若干必要在表面粗糙度符号中，要求注写上若干必要的表面特征规定，其位置如图。由粗糙度符号和各的表面特征规定，其位置如图。由粗糙度符号和各种必要的特征规定共同组成表面粗糙度的代号。种必要的特征规定共同组成表面粗糙度的代号。27第27页，本讲稿共35页 图中图中 a1a1，a2 a2 粗糙度高度参数代号

19、及其数值粗糙度高度参数代号及其数值(m);m);b b 加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它 说明等；说明等；c c 取样长度取样长度(mm)mm)或波或波 纹度纹度(m)m)；d d 加工纹理方向符号；加工纹理方向符号；e e 加工余量加工余量(mm)mm)；f f 粗糙度间距参数值粗糙度间距参数值(mm)mm)或轮廓支承长度率。或轮廓支承长度率。28第28页，本讲稿共35页 通常图样只标注高度参数通常图样只标注高度参数(RaRa、RzRz、Ry)Ry)，其余其余各项规定在需要时才标注。各项规定在需要时才标注。标注高度参数时应遵循标注高度参数时应遵循:当选

20、用当选用RaRa时，只需在代号中标出其参数时，只需在代号中标出其参数值值 ，“Ra Ra”本身可以省略（如图本身可以省略（如图a a、b b、c)c)。当选用当选用RzRz或或RyRy时，参数和参数值均应时，参数和参数值均应标出（如图标出（如图d d、e e、f)f)。29第29页，本讲稿共35页 当允许在表面当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中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超过规定值的个数少于总数的超过规定值的个数少于总数的超过规定值的个数少于总数的16161616时时时时，应在，应在图样上标注图样上标注表面表面粗糙度参数的上限值或下限值粗糙度参数的上限值或下限值（如

21、图（如图a a、b b、d d、e)e)。当要求在表面当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时不得超过规定值时不得超过规定值时不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值或最小值（数的最大值或最小值（如图如图c c、f)f)。30第30页，本讲稿共35页 31第31页，本讲稿共35页二、表面粗糙度在图样上的标注二、表面粗糙度在图样上的标注 1 1）标注表面粗糙度符号、代号时，一般应将其）标注表面粗糙度符号、代号时，一般应将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。长线上。符号的尖端必须从材料外指向被注表符号的尖端必须从材料外指向被注表符号的尖端必须从材料外指向被注表符号的尖端必须从材料外指向被注表面面面面（如图）。（如图）。32第32页，本讲稿共35页 2 2）表面粗糙度代号中数字及符号的方）表面粗糙度代号中数字及符号的方向，必须按下图的规定标注。向，必须按下图的规定标注。33第33页，本讲稿共35页 3）表面粗糙度标注示例（如图）表面粗糙度标注示例（如图）34第34页，本讲稿共35页返回主目录返回主目录返回本章第一页返回本章第一页35第35页，本讲稿共35页