1、第五章 表面粗糙度与检测,Chapter 5 Surface Roughness and its Verification,Content,5.1 概述 Introduction 5.2 表面粗糙度的评定 Evaluation for surface roughness 5.3 表面粗糙度的参数值及其选用 Parameter value & selection for surface roughness 5.4 表面粗糙度符号、代号及其注法 Symbol & notation for surface roughness 5.5 表面粗糙度的检测 Verification for surface
2、 roughness,学习指导 本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和标注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。 本章学习要求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概念；了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。理解规定取样长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度轮廓的幅度参数及其检测手段；了解表面粗糙度轮廓的间距特性参数；掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值的选用原则和方法。熟练掌握表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上标注的方法。,表面粗糙度 surface roughness表面波度 surface waveness形状误差 form errors,5.1 概述(Introduct
3、ion) 一.什么是表面粗糙度 表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线。 表面粗糙度：机械加工造成零件表面微观的高低不平，它是一种微观的几何形状误差，也称为微观不平度。 表面粗糙度与表面波度及表面形状误差的区别：,5.1 概述,二.表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 影响零件的耐磨性 零件越粗糙，摩擦系数就越大，零件磨损越快。影响配合性质的可靠性和稳定性 间隙配合:相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，间隙增大。 过盈配合:轮廓峰顶在装配时易被挤平，实际有效过盈减小，连接强度降低。,5.1 概述,二.表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 影响零件的抗疲劳强度 表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径也越
4、小，对应力集中越敏感。特别当零件承载交变载荷时，由于应力集中的影响，使疲劳强度降低，致使零件表面产生裂纹。 影响零件的抗腐蚀性能 粗糙的表面，易使腐蚀物存积在表面的微观的凹谷中，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。影响零件的结合密封性、接触刚度、流体流动的阻力以及机器仪器的外观质量和测量精度等。,5.1 概述,5.2 表面粗糙度的评定(Evaluation for surface roughness) 一.基本术语(basic terms)取样长度(lr)(sampling length) 概念：测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。 目的：为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度的影响。 方法
5、：取样长度至少包含5个微峰和5个微谷，表面越粗糙，取样长度越长。,5.2 表面粗糙度的评定,评定长度(ln)(evaluation length) 概念：评定表面轮廓所必需的一段长度，包括几个取样长度。 标准长度:,取样长度和评定长度,5.2 表面粗糙度的评定,中线(mean line) 概念：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。 分类： 轮廓的最小二乘中线(m)：在取样长度范围内，使实际被测轮廓线上的各点至该线的偏距Zi的平方和为最小的线。即 为最小。 轮廓的算术平均中线：在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的线。,5.2 表面粗糙度的评定,轮廓的最大高度Rz 在
6、一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度：,基本参数 幅度参数 （高度参数）,轮廓算术平均偏差Ra 在一个取样长度内，纵坐标Z(x)绝对值的算术平均值：,二.评定参数(evaluation parameter) 评定表面粗糙度有基本参数和附加参数之分，包括幅度、间距及形状三方面的特征。,5.2 表面粗糙度的评定,5.2 表面粗糙度的评定,附加参数,间距参数 轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度内,轮廓单元宽度Xs的平均值：,5.2 表面粗糙度的评定,混合参数（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)与评定长度的比率：,
7、5.2 表面粗糙度的评定,支撑比率曲线,轮廓单元的宽度,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用(Parameter value & selection for surface roughness) 一.表面粗糙度的参数数值(parameter value of surface roughness) 表面粗糙度的参数值已标准化，设计时按国家标准（GB/T1031-95）规定的参数值系列选取。 幅度、间距及混合参数值列于表5.1至5.4。 测量Ra和Rz时取样长度与评定长度数值分别列于表5.5。,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用
8、,二.表面粗糙度的选用 (selection of surface roughness) 确定零件表面粗糙度时，既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济性评定参数的选用。 评定参数的选择(selection for evaluation parameters) 参数值的选择(selection for parameter values),5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,评定参数的选择 一般情况下，可以从幅度参数Ra和Rz中任选一个； 在常用值范围内（Ra为0.025-6.3m), 优先选用Ra； 粗糙度要求特别高或特别低（Ra0.025m或Ra6.3m）时，选用Rz； Rz用于测量部位小、
9、峰谷小或有疲劳要求的零件表面的评定。,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,评定参数的选择 只有当幅度参数不能满足表面功能要求时，才选取附加参数作为附加项目。RSm(轮廓单元的平均宽度)主要在对涂漆性能、冲压成形时抗裂纹、抗振、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要求时选用。 Rmr(c)(轮廓的支承长度率)主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合附加选用。,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,参数值的选用 选用原则 满足功能要求； 考虑经济性及工艺的可能性； 在满足功能要求的情况下，尽量选用较大的参数值。 确定方法 一般采用经验统计资料，用类比法选择。根据类比法初步确定后，再对比工作条件作适当调整。,
10、5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,参数值的选用 用类比法选择参数值时应注意： 同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面； 摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面； 运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢制零件圆角、沟槽处，应有较小的粗糙度； 配合性质要求高的配合表面，如小间隙配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，应有较小表面粗糙度； 尺寸精度要求高时，参数值应相应的取小； 要求防腐蚀、密封性能好或外表美观的表面粗糙度要求比较高； 凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定，则按该标准确定表面粗糙度参数值。 表5.6、5.7、5.8列出了表面粗糙度的表面特征、经济加工方法和应用举例、轴和孔的表
11、面粗糙度参数推荐值及各种加工方法可能达到的表面粗糙度，供类比法选用参考。,5.3 表面粗糙度的参数值及其选用,5.4 表面粗糙度的符号及标注(Symbol & notation for surface roughness) 一.按GB/T 131-93，图样上采用的表面粗糙度符号有三种 用任何加工方法获得 用去除材料方法获得 用不去除材料方法获得 数值的表示 当采用Ra作为评定参数时，只要在上述符号的上方写上数值即可； 如果采用Rz或RSm、Rmr(c)作为评定参数，则需在评定参数数值前注出所用的参数。,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.4 表面粗糙度的符号及标注,5.5 表面粗糙度的测量,小 结 本节课主要内容包括： 表面粗糙度的概念； 国家标准在评定表面粗糙度的参数时，规定 了取样长度lr、评定长度ln和中线； 表面粗糙度的评定参数(高度、间距、混合）； 表面粗糙度轮廓的参数值及其选用； 国家标准规定的表面粗糙度标注方法； 表面粗糙度的检测及数据处理（光切法）。,
