表面结构简课件.ppt

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1、表面结构简2023/4/11第1页，此课件共56页哦本章学习内容本章学习内容4.3表面粗糙度参数表面粗糙度参数4.4表面粗糙度的表示法表面粗糙度的表示法4.2术语和定义术语和定义4.1概述概述4.5表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用4.6表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量2023/4/12第2页，此课件共56页哦本章所参照的主要国家标准本章所参照的主要国家标准GB/T3505-2009产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)表面结构表面结构轮廓法轮廓法术语、定义术语、定义及表面结构参数及表面结构参数GB/T1031-2009产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)表面结构表面结构轮廓法轮廓法表

2、面粗糙表面粗糙度参数及其数值度参数及其数值GB/T131-2006产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的技术产品文件中表面结构的表示法表示法新新标标准准GB/T1031-1995表面粗糙度表面粗糙度参数及其数值参数及其数值GB/T131-1993机械制图机械制图表面粗糙度符号、代号及注法表面粗糙度符号、代号及注法GB/T3505-2000产品几何技术规范产品几何技术规范表面结构表面结构轮廓法轮廓法表面结构的术语、表面结构的术语、定义及参数定义及参数GB/T7220-2004产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)表面结构表面结构轮廓法轮廓法表面粗糙表面粗糙度度术语

3、术语参数参数测量测量旧旧标标准准2023/4/13第3页，此课件共56页哦4.1.1表面结构表面结构4.1概述概述GeneralDescription表表面面结结构构是是由由实实际际表表面面的的重重复复或或偶偶然然的的偏偏差差所所形形成成的的表表面面三三维维形形貌貌，包包括括表表面面粗粗糙糙度度、表表面面波波纹纹度度、形形状状误误差差、纹纹理理方向和表面缺陷。方向和表面缺陷。表面轮廓表面轮廓(形状误差、波纹度、表面粗糙度形状误差、波纹度、表面粗糙度)表面缺陷表面缺陷表面结构表面结构2023/4/14第4页，此课件共56页哦在加工、使用或储存期间，非故意或偶然生成的实际表面的单元在加工、使用或储

4、存期间，非故意或偶然生成的实际表面的单元体、成组的单元体或不规则体。体、成组的单元体或不规则体。4.1.2表面缺陷表面缺陷(surfaceimperfection)破裂破裂毛孔毛孔裂缝裂缝擦痕擦痕窝陷窝陷砂眼砂眼凹缺陷凹缺陷2023/4/15第5页，此课件共56页哦凸缺陷凸缺陷树瘤树瘤疱疤疱疤飞边飞边缝脊缝脊夹杂物夹杂物氧化皮氧化皮2023/4/16第6页，此课件共56页哦环形坑环形坑划痕划痕切削残余切削残余混合表面缺陷混合表面缺陷腐蚀腐蚀裂纹裂纹斑点斑点区域和外观缺陷区域和外观缺陷2023/4/17第7页，此课件共56页哦4.1.3表面轮廓表面轮廓(surfaceprofile)一个指定平面

5、与实际表面相交所得到的轮廓。实际上，已加工完零件的截面一个指定平面与实际表面相交所得到的轮廓。实际上，已加工完零件的截面轮廓误差是非常复杂的，一般包括表面粗糙度、表面波纹度和形状误差。通常三轮廓误差是非常复杂的，一般包括表面粗糙度、表面波纹度和形状误差。通常三者按波距划分。者按波距划分。10mm=11010mm形状误差形状误差(宏观几何形状误差宏观几何形状误差)=110mm表面波纹度表面波纹度10mm)的影响。的影响。评评定定表表面面粗粗糙糙度度时时的的取取样样长长度度应应适适中中，过过长长则则测测量量结结果果中中可可能能包包含含表表面面波波纹纹度度的的成成分分，过过短短则则不不能能客客观观反

6、反映映表表面面粗粗糙糙度度的的实实际际情情况况。lr应应从从国国家家标标准准规规定的系列值选取。定的系列值选取。取样长度取样长度(samplinglength)lr在在X轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度。是测量或评定表面粗糙度所规定的一段轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度。是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，基准线长度，至少包含至少包含5个微峰和个微峰和5个微谷个微谷。说明：说明：2023/4/112第12页，此课件共56页哦评定长度评定长度(evaluationlength)ln用于评定被评定轮廓的用于评定被评定轮廓的X轴方向上的轴方向上的(总总)长度。长度。评评定定长长度度

7、是是连连续续的的几几个个取取样样长长度度。规规定定评评定定长长度度的的目目的的是是为为了了限限制制或或削削弱弱评评定表面粗糙度时粗糙度轮廓特性不均匀性影响。定表面粗糙度时粗糙度轮廓特性不均匀性影响。评评定定长长度度的的数数值值应应从从国国家家标标准准规规定定的的系系列列值值选选取取。测测量量Ra或或Rz时时，一一般般情情况况下下取取ln=5lr；当被测表面均匀性较好时可取；当被测表面均匀性较好时可取ln 5lr。说明：说明：2023/4/113第13页，此课件共56页哦取样长度取样长度lr和评定长度和评定长度ln2023/4/114第14页，此课件共56页哦4.2.2中线中线(meanline

8、)最小二乘中线最小二乘中线中线穿过粗糙度轮廓，是用来确定粗糙度参数的基准线。它是用中线穿过粗糙度轮廓，是用来确定粗糙度参数的基准线。它是用c轮廓滤轮廓滤波器抑制长波成分后形成的轮廓的中线波器抑制长波成分后形成的轮廓的中线最小二乘中线最小二乘中线。具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。注：注：用用c轮廓滤波器滤波后，可认为最小二乘中线的方向就是轮廓滤波器滤波后，可认为最小二乘中线的方向就是X方向。方向。最小二乘中线满足最小二乘中线满足，是唯一的。，是唯一的。在取样长度内，使轮廓线上各点在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距轮廓偏距Zi的平方和最小的线。的平方和最小

9、的线。轮轮廓廓偏偏距距Z是是指指在在测测量量方方向向上上，轮轮廓廓线线上上的的点点与与基基准准线线之之间间的的距离。距离。2023/4/115第15页，此课件共56页哦4.2.2中线中线(meanline)算术平均中线算术平均中线在取样长度内划分实际轮廓为上下两部分，且使两部分在取样长度内划分实际轮廓为上下两部分，且使两部分面积相等面积相等的基准线称为轮廓的算术平均中线。的基准线称为轮廓的算术平均中线。2023/4/116第16页，此课件共56页哦4.3表面粗糙度参数表面粗糙度参数SurfaceRoughnessParameters新国家标准中规定的关于表面粗糙度的常用参数有新国家标准中规定的

10、关于表面粗糙度的常用参数有4个。个。幅度参数幅度参数间距参数间距参数曲线和相关参数曲线和相关参数轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差Ra轮廓的最大高度轮廓的最大高度Rz轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度Rsm轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(c)2023/4/117第17页，此课件共56页哦4.3.1轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差Ra(arithmeticalmeandeviationoftheprofile)在一个取样长度内纵坐标值在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值。绝对值的算术平均值。2023/4/118第18页，此课件共56页哦Ra实际上是对粗糙度轮廓信号进

11、行整流、滤波后得到的结实际上是对粗糙度轮廓信号进行整流、滤波后得到的结果，反映的是轮廓峰高、谷深的平均值。果，反映的是轮廓峰高、谷深的平均值。2023/4/119第19页，此课件共56页哦4.3.2轮廓的最大高度轮廓的最大高度Rz(maximumheightofprofile)在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。2023/4/120第20页，此课件共56页哦注：注：旧原标准中的旧原标准中的“轮廓最大高度轮廓最大高度”用用Ry 表示，表示，Rz 表示的是表示的是“微观不平度十点高度微观不平度十点高度”(新标准无此参数新标准无此参数)

12、。一一般般情情况况下下，表表面面粗粗糙糙度度参参数数可可从从轮轮廓廓的的算算术术平平均均偏偏差差Ra、轮廓的最大高度轮廓的最大高度Rz 之间选取其一。之间选取其一。在在幅幅度度参参数数(峰峰和和谷谷)常常用用的的参参数数值值范范围围内内(Ra 为为0.0256.3m,Rz 为为0.125m)，推荐优先选用推荐优先选用Ra。根根据据表表面面功功能能的的需需要要，除除表表面面粗粗糙糙度度高高度度参参数数(Ra、Rz)外外可可选用下面两个附加参数。选用下面两个附加参数。当零件表面有抗疲劳破坏要求时，可对其当零件表面有抗疲劳破坏要求时，可对其Rz 提出适当要求。提出适当要求。2023/4/121第21

13、页，此课件共56页哦4.3.3轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度Rsm(meanwidthoftheprofileelements)在一个取样长度内轮廓单元宽度在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs 的平均值。的平均值。2023/4/122第22页，此课件共56页哦4.3.4轮廓支承长度率轮廓支承长度率Rmr(c)(materialratiooftheprofile)在给定轮廓水平截距在给定轮廓水平截距c 上轮廓的实体材料长度上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长与评定长度的比率。度的比率。2023/4/123第23页，此课件共56页哦轮廓支承长度率轮廓支承长度率Rmr(c)反映表面的耐磨性。在相

14、同的轮廓水平截反映表面的耐磨性。在相同的轮廓水平截距距c 上，上，Rmr(c)越大，耐磨性越好。试比较：越大，耐磨性越好。试比较：注意：选用轮廓支承长度率注意：选用轮廓支承长度率Rmr(c)必须给出轮廓水平截距必须给出轮廓水平截距c 值，值，c值可用微米或值可用微米或Rz的百分数来表示。的百分数来表示。Rz的百分数系列如下：的百分数系列如下：5%、10%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%。2023/4/124第24页，此课件共56页哦Ra0.0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.52550100轮廓的算术平均偏差轮廓的算术

15、平均偏差Ra的数值的数值(m)Rz0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600轮廓的最大高度轮廓的最大高度Rz的数值的数值(m)2023/4/125第25页，此课件共56页哦Rsm0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.5轮廓的单元平均宽度轮廓的单元平均宽度Rsm的数值的数值(mm)Rmr(c)1015202530405060708090轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(c)的数值的数值(%)2023/4/126第26页，此课件共56页哦4.4表面粗糙度的表示法表面粗糙度的表示

16、法IndicationofSurfaceRoughness2023/4/127第27页，此课件共56页哦6060H H2 2HH1 1H11.4hh字高字高数字与字母高度数字与字母高度符号的线宽符号的线宽高度高度H1高度高度H22.50.253.57.53.53.50.350.355 510.510.55 50.50.57 7151570.710211011430（最小值）（最小值）基本图形符号基本图形符号扩展图形符号扩展图形符号去除材料去除材料不去除材料不去除材料4.4.1标注表面粗糙度的图形符号标注表面粗糙度的图形符号2023/4/128第28页，此课件共56页哦完整图形符号完整图形符号去

17、除材料去除材料不去除材料不去除材料允许任何工艺允许任何工艺工件轮廓各表面的图形符号工件轮廓各表面的图形符号2023/4/129第29页，此课件共56页哦4.4.2表面粗糙度完整图形符号的组成表面粗糙度完整图形符号的组成位置位置a注写单一表面粗糙度要求。注写单一表面粗糙度要求。在完整符号中，对表面粗糙度的单一要求和在完整符号中，对表面粗糙度的单一要求和补充要求应注写在图示的指定位置。补充要求应注写在图示的指定位置。位置位置b注写第注写第2个或其他多个表面粗糙度要求。个或其他多个表面粗糙度要求。位置位置c注写加工方法注写加工方法(车、磨等车、磨等)、表面处理、涂层或其他工艺要求。、表面处理、涂层或

18、其他工艺要求。位置位置d注写表面纹理和方向，如注写表面纹理和方向，如“”、“”、“M”等。等。位置位置e注写所要求的加工余量，以注写所要求的加工余量，以mm为单位给出数值。为单位给出数值。2023/4/130第30页，此课件共56页哦表面粗糙度标注示例表面粗糙度标注示例用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表面,Ra的的上限上限值为值为3.2 m，加工方法为，加工方法为铣削铣削。铣铣Ra 3.2Rz0.4Rzmax0.4Ra25Ra 6.3采用不去除材料的方法获得的表面采用不去除材料的方法获得的表面,Rz的的上限上限值为值为0.4 m用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表

19、面,Rz的的最大最大值为值为0.4 m。用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表面,Ra的的上限上限值为值为25 m，Ra的的下限下限值为值为6.3 m。2023/4/131第31页，此课件共56页哦2023/4/132第32页，此课件共56页哦表面粗糙度参数的标注表面粗糙度参数的标注参数代号的标注参数代号的标注评定长度的标注评定长度的标注极限值判断规则的标注极限值判断规则的标注传输带和取样长度的标注传输带和取样长度的标注单向极限或双向极限的标注单向极限或双向极限的标注加工方法或相关信息的标注加工方法或相关信息的标注表面纹理的注法表面纹理的注法加工余量的注法加工余量的注法GB/T13

20、1-2006产品几何技术规范产品几何技术规范(GPS)技技术产品文件中表面结构的表示法术产品文件中表面结构的表示法详细见详细见2023/4/133第33页，此课件共56页哦4.4.3表面粗糙度要求在图样上的标注表面粗糙度要求在图样上的标注注写注写方向方向符号、代号的标注位置与方向符号、代号的标注位置与方向表表面面粗粗糙糙度度的的注注写写和和读读取取方方向向与与尺寸的注写和读取方向一致。尺寸的注写和读取方向一致。表表面面粗粗糙糙度度可可标标注注以以下下位位置置：轮轮廓廓线线或或指指引引线线上上；特特征征尺尺寸寸的的尺尺寸寸线线上上；几几何何公公差的框格上；延长线；圆柱或棱柱表面上。差的框格上；延

21、长线；圆柱或棱柱表面上。2023/4/134第34页，此课件共56页哦标注在轮廓线标注在轮廓线(或延长线或延长线)上上2023/4/135第35页，此课件共56页哦用指引线引出标注用指引线引出标注2023/4/136第36页，此课件共56页哦标注在尺寸线上标注在尺寸线上2023/4/137第37页，此课件共56页哦标注在几何公差框格上标注在几何公差框格上2023/4/138第38页，此课件共56页哦标注在延长线上标注在延长线上2023/4/139第39页，此课件共56页哦标注在圆柱或棱柱表面上标注在圆柱或棱柱表面上2023/4/140第40页，此课件共56页哦大多数表面有相同要求的简化注法大多

22、数表面有相同要求的简化注法简化注法简化注法2023/4/141第41页，此课件共56页哦在图纸空间有限时用带字母的完整符号的简化注法在图纸空间有限时用带字母的完整符号的简化注法用基本符号以等式的形用基本符号以等式的形式给出多个表面粗糙度式给出多个表面粗糙度要求的简化注法要求的简化注法2023/4/142第42页，此课件共56页哦两种或多种工艺获得的同一表面的注法两种或多种工艺获得的同一表面的注法同时给出镀覆前后的表面粗糙度要求的注法同时给出镀覆前后的表面粗糙度要求的注法2023/4/143第43页，此课件共56页哦 热处理、表面处理及其标注热处理、表面处理及其标注：常常用用的的热热处处理理方方

23、法法有有退退火火、正正火火、淬淬火火、回回火火、调调质质及及时时效效处处理理等等，而而表表面面处处理理方方法法则则有有表表面面淬淬火火、渗渗碳碳淬淬火火、氮氮化化、氰氰化化、发发蓝蓝、发黑等发黑等。2023/4/144第44页，此课件共56页哦4.5表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用ApplicationaboutSurfaceRoughness2023/4/145第45页，此课件共56页哦4.5.1表面粗糙度参数的选用表面粗糙度参数的选用如如无特殊要求无特殊要求，只规定幅度参数之一即可。，只规定幅度参数之一即可。1、推推荐荐优优先先选选用用轮轮廓廓的的算算术术平平均均偏偏差差Ra值值，因因为为

24、Ra能能充充分分反反映映零零件件表表面面轮轮廓廓的的特特征征；表表面面过过于于粗粗糙糙、太太光光滑滑或或有有抗抗疲疲劳劳破破坏坏要要求求时时，多多采采用用轮轮廓廓的的最最大高度大高度Rz。2、当当表表面面不不允允许许出出现现较较深深加加工工痕痕迹迹，防防止止应应力力过过于于集集中中，要要求求保保证证零零件件的的抗抗疲劳强度和密封性疲劳强度和密封性时，应选择时，应选择Ra与与Rz联用。联用。3、当当测测量量面面积积很很小小时时，如如顶顶尖尖、刀刀具具的的刃刃部部、仪仪表表的的小小元元件件的的表表面面，可可选选用用Rz值。值。2023/4/146第46页，此课件共56页哦4.5.1表面粗糙度参数的

25、选用表面粗糙度参数的选用附加参数附加参数一般不单独使用。一般不单独使用。1）对对有有特特殊殊要要求求的的少少数数零零件件的的重重要要表表面面(如如要要求求喷喷涂涂均均匀匀、涂涂层层有有较较好好的的附着性和光泽表面附着性和光泽表面)需要控制轮廓单元的平均宽度需要控制轮廓单元的平均宽度Rsm数值。数值。2）对对于于有有较较高高支支撑撑刚刚度度和和耐耐磨磨性性的的表表面面，应应规规定定轮轮廓廓的的支支承承长长度度率率Rmr(c)参数。参数。2023/4/147第47页，此课件共56页哦4.5.2表面粗糙度参数数值的选用表面粗糙度参数数值的选用选用原则选用原则:首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺

26、性。在满足功首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下能要求的前提下,幅度参数幅度参数Ra、Rz的允许值应尽可能大些，的允许值应尽可能大些，Rsm、Rmr(c)的允许值应尽可能小些。的允许值应尽可能小些。2023/4/148第48页，此课件共56页哦要要求求配配合合性性质质稳稳定定可可靠靠时时，要要求求应应严严。如如小小间间隙隙配配合合表表面面、过过渡渡配配合合表表面面、受受重重载作用的过盈配合表面，都应选择较小的表面粗糙度幅度参数值。载作用的过盈配合表面，都应选择较小的表面粗糙度幅度参数值。表面的粗糙度参数值应与其尺寸公差值、形状公差值相协调。表面的粗糙度参数值应与其

27、尺寸公差值、形状公差值相协调。表面粗糙度参数值的选用通常采用类比法。具体选用时，应注意以下表面粗糙度参数值的选用通常采用类比法。具体选用时，应注意以下几点：几点：粗糙度参数允许值已标准化，应选用标准参数值。粗糙度参数允许值已标准化，应选用标准参数值。同一零件上，工作表面的粗糙度要求应比非工作表面严。同一零件上，工作表面的粗糙度要求应比非工作表面严。对于摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度幅度参数值应对于摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度幅度参数值应越小，尤其是对滚动摩擦表面应更小。越小，尤其是对滚动摩擦表面应更小。受交变载荷时，在零件圆角、沟槽等处的受交变载荷时，

28、在零件圆角、沟槽等处的Rz要求应严。要求应严。2023/4/149第49页，此课件共56页哦表面粗糙度参数值与尺寸公差、形状公差的关系表面粗糙度参数值与尺寸公差、形状公差的关系结束形状公差形状公差t占尺寸公差占尺寸公差T百分比百分比 t/T表面粗糙度参数值占尺寸公差的百分比表面粗糙度参数值占尺寸公差的百分比Ra/TRz/T60520402.510251.252023/4/150第50页，此课件共56页哦将将被被测测表表面面与与粗粗糙糙度度标标准准样样板板相相比比较较，通通过过视视觉觉、触触感感或或其其它它方方法法进进行行比比较较后后，对对被被测测表表面面的的粗粗糙糙度度作作出出评评定定的的方方

29、法法。比比较较法法多多用用于于车车间间，评定表面粗糙度值较大的工件。评定表面粗糙度值较大的工件。4.6表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量MeasurementaboutSurfaceRoughness一、比较法一、比较法2023/4/151第51页，此课件共56页哦 二、光切法二、光切法利利用用“光光切切原原理理”测测量量表表面面粗粗糙糙度度的的方方法法。光光切切显显微微镜镜又又称称双双管显微镜。常用于测量管显微镜。常用于测量Rz为为0.560m。2023/4/152第52页，此课件共56页哦 三、干涉法三、干涉法利利用用光光波波干干涉涉原原理理来来测测量量表表面面粗粗糙糙度度的的方方法法。主主

30、要要用用于于测测量量表表面面粗粗糙糙度度的的Rz值值，可可以以测测到到较较小小的的参参数数值，通常测量范围值，通常测量范围0.050.8m常用的测量仪器常用的测量仪器干涉显微镜干涉显微镜2023/4/153第53页，此课件共56页哦针描法又称针描法又称感触法感触法，是一种接触式测量表面粗糙度的方法。常，是一种接触式测量表面粗糙度的方法。常用于测量用于测量Ra为为0.0256.3m。四、针描法四、针描法电动轮廓仪电动轮廓仪 2023/4/154第54页，此课件共56页哦利利用用石石蜡蜡、低低熔熔点点合合金金或或其其它它印印模模材材料料，压压印印在在被被测测零零件件表表面面，放放在在显显微微镜镜下下间间接接地地测测量量被被测测表表面面的的粗粗糙糙度度。适适用用于于笨笨重重零零件件及及内内表表面面。五、印模法五、印模法2023/4/155第55页，此课件共56页哦2023/4/156第56页，此课件共56页哦