第5章表面粗糙度与检测.ppt

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机械精度设计,尺寸精度,几何精度（形状、方向、位置和跳动公差）,表面粗糙度,第5章表面粗糙度与检测,第一节概述,一、表面粗糙度轮廓的界定,表面轮廓,表面轮廓：

平面与实际表面相交所得的轮廓线。

表面粗糙度轮廓,波纹度轮廓,实际表面轮廓,零件表面几何形状误差及其组成成份,形状误差,一般按S分：

S1mm为表面粗糙度；,1S10mm为波纹度；,S10mm为形状误差.。

表面粗糙度的产生：

（3）以及机床等工装系统的振动等。

（2）切削过程中切屑分离时的塑性变形；,

（1）切削后遗留的刀痕；,表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和间距（S）状况。

间距S,高低Z,表面实际轮廓,S1mm短波通滤波器滤波后：

一般按间距S分：

1S10mm带通滤波器滤波后：

S10mm长波通滤波器滤波后：

（1）影响零件的耐磨性；,

（2）影响配合性质的稳定性；,（3）影响抗疲劳强度；,（4）影响抗腐蚀性；,表面不是越光越好。

二.表面粗糙度对机械零件使用性能的影响,第二节表面粗糙度轮廓的评定,1取样长度lr取样长度：

是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。

取样长度和评定长度,一、取样长度和评定长度,2评定长度ln取标准评定长度ln5lr。

若被测表面比较均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选ln5lr。

在lr内，使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小。

1.轮廓最小二乘中线,最小二乘中线,二、表面粗糙度轮廓的中线,2.轮廓算术平均中线,在lr内，,算术平均中线,算术平均中线,12,三、评定参数,1.幅度参数,

（1）轮廓的算术平均偏差Ra,在取样长度lr内，纵坐标值Z（x）的绝对值的算术平均值。

算术平均偏差Ra,

（2）轮廓的最大高度Rz,在取样长度lr内,Rz,最大高度Rz,2.间距参数,轮廓单元的平均宽度RSm:

在取样长度lr内，轮廓单元宽度Xsi的平均值。

轮廓单元:

一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。

轮廓单元宽度Xsi:

中线与一个轮廓单元相交线段的长度。

3混合参数,轮廓的均方根斜率Rq：

在取样长度内，纵坐标斜率dz/dx的均方根值。

4.形状参数,轮廓的支承长度率Rmr（c）：

在给定的水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml（c）与评定长度ln的比率。

轮廓的支承长度率,支撑长度率曲线,Rmr（c）的大小反映了轮廓表面峰谷的形状，同样水平位置下Rmr（c）值愈大，表面实体材料愈长，接触刚度和耐磨性愈好。

表面粗糙度评定参数,基本参数2个,附加参数（辅助参数）2个,Ra轮廓算术平均偏差,Rz轮廓最大高度,RSm轮廓单元平均宽度,Rmr（c）轮廓支承长度率,四、评定参数的数值规定,表面粗糙度的参数值已由国家标准GB/T10312009规定，设计时从参数值系列中选取。

Ra、Rz和RSm的规范数值分主系列和补充系列，其主系列分别列于表5-1、表5-2和表5-3。

轮廓支撑长度率值列于表5-4。

表5-1Ra的数值,表5-2Rz的数值,表5-3RSm的数值（um）,表5-4Rmr（c）（%）的数值,表5-5lr和ln的数值（摘自GB/T10312009）,表5-6表面粗糙度符号（GB/T1312006）,第三节表面粗糙度的标注,粗糙度代号注法,a第一个表面粗糙度（单一）要求（m）；,b第二个表面粗糙度要求（m）；,c加工方法（车，铣）；,d表面纹理和纹理方向；,e加工余量（mm）。

表面粗糙度代号及其注法,表面粗糙度代号及其注法,

（1）位置a处注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。

上限或下限的标注：

表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“L”。

如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和“L”的标注。

传输带和取样长度的标注：

传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波长范围。

长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr。

表面粗糙度代号及其注法,参数代号的标注：

它们之间用“/”隔开。

表面粗糙度代号及其注法,评定长度的标注：

如果默认的评定长度时，可省略标注。

如果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。

表面粗糙度代号及其注法,极限值判断规则：

极限值判断规则的标注如图中所示上限为“16规则”，下限为“最大规则”。

极限值标注：

在参数极限值之前插入一个空格。

表面粗糙度代号及其注法,极限值判断规则,1）“16%规则”在同一评定长度下的表面粗糙度参数的全部实测值中，超过极限值的个数小于总数的16。

2）“最大规则”要求表面粗糙度参数的所有实测值不得超过规定的极限值。

“16%规则”是表面粗糙度标注的默认规则。

而如果“最大规则”应用于表面粗糙度要求，则参数符号后面增加一个“max”,表面粗糙度幅度参数的代号及意义,表面粗糙度幅度参数的代号及意义,纹理方向,表面粗糙度在图样上的标注方法,在同一图样上，表面粗糙度要求尽量与其他技术要求（如尺寸精度和形状方向位置精度）标注在同一视图上。

一个表面一般只标注一次。

表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。

标注方向与尺寸相同,指引线上标注,一般注在可见轮廓线或其延长线、尺寸线、尺寸界线，也可以引出标注。

表面粗糙度要求在图样上的标注方法,标注在几何公差框格上方,标注在延长线上,表面粗糙度要求在图样上的标注方法,其余要求标注在标题栏附近（给出基本符号）,简化注法,多数表面有相同粗糙度要求时的简化标注,其余所有表面粗糙度Ra值均为3.2m,简化注法,图纸空间有限时的简化注法,41,表面粗糙度要求在图样上的标注方法,全部要求标注在标题栏附近,作业,1将下列表面粗糙度的要求标注在图上。

（1）用去除材料方法获得表面a和b，要求Ra上限值为1.6m。

（2）用任何方法加工表面d1和d2圆柱面，要求Rz上限值为6.3m，下限值为3.2m。

（3）用去除材料方法加工其余表面，要求Ra上限值为12.5m。

评定参数选用,幅度参数Ra、Rz,有特殊要求选用附加参数RSm，Rmr（c）,Ra值在0.0256.3m时：

优先选Ra,Ra值在6.3100m或0.0080.020m时：

选Rz,5.4表面粗糙度参数的选用,RSm（轮廓单元平均宽度）用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时；,Rmr（c）（轮廓的支承长度率）用于对耐磨性和接触刚度等有要求时，但同时要给出c值。

用电动轮廓仪测量Ra值，测量范围：

0.0256.3m,用双管显微镜或干涉显微镜测量Rz值,满足功能要求的前提下值尽量大,参数值的选用,考虑（类比法）参考表5.95.10,同一零件工作面比非工作面值小；,摩擦面比非摩擦面值小；,配合稳定、尺寸（几何）公差值小、密封性好等值小；,注意与尺寸公差和几何公差的协调,小间隙配合和重载过盈配合值小,相同公差等级：

轴比孔小，小尺寸比大尺寸小,特殊应按标准规定确定粗糙度值,表5-10,表5-11,课本5-7：

一般情况下，40H7和80H7相比，40H6/f5和40H6/s5相比，哪个应选较小的表面粗糙度值？

课本5-7：

一般情况下，40H7和80H7相比，40H6/f5和40H6/s5相比，哪个应选较小的表面粗糙度值？

答：

40H7和80H7相比，40H7的表面粗糙度值应小些，因为为保证表面粗糙度与尺寸相协调，尺寸小时，表面粗糙度值也要小些。

40H6/f5和40H6/s5相比，40H6/s5的表面粗糙度值应小些，因为此配合为过盈配合，而40H6/f5为大间隙配合，为保证配合的稳定性，过盈配合的表面粗糙度值应小些。

粗糙度标注举例,非配合,与轴承相配,与带轮配合,5.4表面粗糙度的检测,表面粗糙度的主要检测方法有：

比较法光切法针触法干涉法,1.比较法：

将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，精度较差。

多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。

2.光切法：

利用光切原理，用双管显微镜测量。

适宜测量车、铣、刨或其他类似方法加工的金属零件。

主要用来测定高度参数Rz值，测量范围为Rz=0.580m,峰谷之间的高度为：

V观察镜管的物镜放大倍数,接触法测量表面粗糙度的仪器很多，其中用得最多的是电动轮廓仪。

主要用来测定Ra值，测量范围为Ra=0.0110m,3.触针法：

用金刚石针尖感触微观不平度的截面轮廓的方法。

测定Ra=0.025-5m的表面。

易于实现自动测量和微机数据处理，但表面易被划伤。

6JA型干涉显微镜,4.干涉法：

利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。

被测表面直接参与光路，同一标准反射镜比较以光波波长来度量干涉条纹弯曲程度。

适用于测量极光滑的表面，可测量Rz值。

测量范围为Rz=0.050.8m。

特殊表面粗糙度的测量,一些复杂轮廓内表面如：

内孔、沟槽、曲面轴孔等无法用常规方法测量，需采用特殊的测量手段。

5.印模法：

利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。

适用于笨重零件及内表面。

TR100袖珍表面粗糙度测量仪,TR100袖珍表面粗糙度测量仪，新型智能化测量仪器，7800元。

可测外圆、平面、锥面、及长宽大于8030mm的沟槽。

本章结束,