1、第3章 表面粗糙度及测量,目的要求：通过本章的学习掌握表面粗糙度的标注及计算方法，理解与尺寸和形位精度的相互关系。 重点：1、表面粗糙度的幅度特征参数的意义及计算方法；2、表面粗糙度评定参数的选择； 3、表面粗糙度的符号及标注方法； 难点：表面粗糙度的检测,3.1 概述,一、表面粗糙度的概念1、表面粗糙度轮廓：指加工表面上具有的较小间距和峰、谷所组成的微观几何形状误差.,粗糙度：10mm,波距（波形起伏间距）,2、表面粗糙度轮廓形成的原因：1）加工过程中的刀痕2）切屑分离时的塑性变形3）刀具与已加工表面间的摩擦4）工艺系统的高频振动,3、表面粗糙度对零件工作性能的影响 对摩擦和磨损的影响：,表
2、面越粗糙，摩擦阻力越大，磨损越快，耐磨性越差，但过分光滑，反而增加摩擦磨损。零件应规定合理的表面粗糙度。,左图：有相对运动时，两表面的凸峰相互搓切，形成阻力。另一方面，由于凸峰接触，接触面减小， 单位面积压力增加，磨损增加。 右图：初期磨损阶段，凸峰磨损较快，正常磨损阶段(t2)，接触面积较大，经过t2后，表面磨光，产生 分子亲和力，磨损加剧。,对配合性能的影响 表面越粗糙，配合性越不稳定。对于有相对运动的间隙配合，工作时易于磨损，间隙增大；对于过盈配合，装配压合时，粗糙表面波峰被挤平，实际有效过盈减小。,对疲劳强度的影响 表面越粗糙波谷越深且底部圆弧半径越小，越容易产生应力集中，对承受交变载
3、荷的零件波谷的位置易出现疲劳裂纹。对耐腐蚀性的影响 表面越粗糙，越易在波谷处凝聚腐蚀物质，凹谷深度越大，底部角度越小，腐蚀作用越厉害。 对外观的影响 对气密性的影响,3.2 表面粗糙度国家标准（GB/T 3505-2000）,一、取样长度和评定长度 1、取样长度lr：用来判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。 （标准取样长度的数值见附表5-1）。 目的：限制、减弱几何形状误差及表面粗糙度对测量结果的影响。一般包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。2、评定长度ln：评定表面粗糙度时所必须的一段长度。 一 般ln =5 lr,二、表面粗糙度轮廓的中线 中线(Mean Line):具有几何轮廓形状并划分轮
4、廓的基准线。 1、轮廓的最小二乘中线在一个取样长度lr范围内，最小二乘中线使轮廓上各点到该线的距离的平方和为最小。,2、轮廓的算术平均中线轮廓算术平均中线使划分的轮廓的上半部分面积等于下半部分面积。,三、表面粗糙轮廓的评定参数1、幅度特性参数-主参数 （1） 轮廓算术平均偏差Ra:在一个取样长度内，被测实际轮廓上各点至基准线的距离 的绝对值的算术平均值。 特点：能客观地反映表面微观几何形状的特征。Ra越大，表面越粗糙。,（2）轮廓最大高度Rz：在一个取样长度内，被评定轮廓 最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度。Rz = Rp + Rv 特点：所反映表面微观几何形状特征不全面，但测量十分
5、简便，弥补了a不能测量特别光滑或者粗糙的表面的不足。,2、间距参数-附加参数轮廓单元：轮廓峰与相邻轮廓谷的组合轮廓单元宽度Xsi：中线与各个轮廓单元相交线段的长度轮廓单元平均宽度RSm：一个取样长度lr内所有轮廓单元宽度的平均值,即,XSi,在零件图上，对零件某一表面的表面粗糙度 轮廓要求，按需要选择Ra或Rz标注。RSm 属于附加评定参数，只能与Ra或Rz同 时选用，不能独立采用。,3.3 表面粗糙度的选用及标注,3.3.1评定参数的选用 没有特殊要求，通常只选用幅度特征参数 。1）优先选用Ra；（不宜用于太粗或太光的表面）特别光滑：小的波谷，探针无法进入谷底；特别粗糙：探针容易打断。2）极
6、光滑和粗糙的表面用Rz；Ra也可与Rz联用，控制表面微观裂纹。 当幅度特征参数不能满足零件的使用时，附加给出间距特征参数或形状特征参数。,3.3.2 表面粗糙度主参数值的选用 原则：在满足功能要求的前提下，尽量选用大的参数值。 方法：采用类比法选择 类比法选择表面粗糙度参数值时,可先根据经验统计资料初步选定表面 粗糙度参数值,然后再对比工作条件作适当调整。 调整时应考虑的因素： 1) 同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。 2) 摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦面小。 3) 运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。 4) 配合性质要求越稳定，数值应小。同一公差等级，小尺寸比大尺寸，轴比
7、孔的表面粗糙度数值小。 5) 表面粗糙度数值与尺寸、形位公差协调。 6) 防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。,3.3.3 表面粗糙度的表示法,一、 表面粗糙度的符号、代号1、 符号：,2、 代号：a、主参数极限值（单位m ）；b、间距参数符号及数值（单位mm）；c、加工方法；d、加工纹理方向； e、加工余量(mm)；,a. 表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的标注 （1）标注极限值中的一个数值且默认为上限值（图5-10）图5-10（2）同时标注上、下限值（图5-11）图5-11,b. 极限值判断规则的标注（1）16%规则（图5-10、图5-11）16%规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。 若采用，则图样上不需注出。（2）最大规则（图5-12、图5-13）在幅度参数符号Ra或Rz的后面标注一个“max”的标记。图5-12 图5-13,图5-16,C:加工纹理,二、 表面粗糙度l轮廓符号、代号在图样上的标注位置：标在可见轮廓线、或其延长线、尺寸界线上， 可用带箭头的指引线或带黑点的指引线引出标注 方向：粗糙度代号的尖端必须从材料外指向并接触零件表面。,图5-20,图5-21,图5-22,用去除材料方法获得表面，a的上限值为.m用去除材料方法获得表面，z的上限值为. m用去除材料方法获得表面，a的上限值为. m y的最大允许值为. m,
