第5讲 粗糙度 (周哲波教授).ppt

1、21:03:22,第五讲 表面粗糙度轮廓及检测,主讲: 周哲波 教授,21:03:22,一、本讲的内容1.粗糙度的概念2.粗糙度的评定方法3.粗糙度的标注方法二、学习目的1.正确绘制和选用粗糙度2.粗糙度的概念和检测方法3.粗糙度的对产品性能的影响,21:03:22,第一节 表面粗糙度轮廓的基本概念,一、表面粗糙度产生的原因1.切削加工：刀具与工件之间的摩擦、金属撕裂、工艺系统的振动和冲击。1）非切削加工：表面的张力、工件与模具之间的摩擦、收缩、变形等。二、相关标准1.GB/T3505-2000 产品几何技术规范表面结构轮廓法 、表面结构技术术语 、定义及参数；2. GB/T131-1993

2、表面粗糙度参数；3. GB10610-1998 产品几何技术规范、轮廓法 评定表面结构的规则和方法； 4. GB/T7220-2004 表面粗糙度技术术语 、参数测量；5. GB/T1031-1998机械制图、表面粗糙度符号 、代号及标注。,21:03:22,三、表面粗糙度轮廓的界定1.表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线,表面构成：1）微观几何形状的误差；2）宏观几何形状的误差；3）波纹度轮廓。,完工零件实际表面轮廓,图5-1 表面轮廓,表面粗糙度轮廓,纹波度轮廓,宏观形状轮廓,实际表面轮廓,图5-2 零件表面几何形状误差及其组成成份,21:03:22,2.表面形状的界定1）当波距1mm，属

3、于粗糙度；2）当波距1 10mm，波纹轮廓；3）当波距 10mm，宏观形状误差。三、表面粗糙度对工作性能的影响 1.耐磨性： 1）粗糙度值大，比压大，接触面积小摩擦严重，磨损加剧； 2）太光滑，不利于贮油，磨损严重。 2.配合性质稳定性：粗糙度值大，稳定性差，高峰被挤平，间隙变大，过盈量减小。 3.耐疲劳性：粗糙度值大，微裂纹多，应力集中。 4.抗腐蚀性：粗糙度值大，抗腐性差，被腐蚀的面积大。,21:03:22,第二节 表面粗糙度轮廓的评定一、取样长度和评定长度1取样长度lr 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个完整波段（ 5个微峰和5个微谷）。,中线,ln,lr,lr,l

4、r,lr,lr,图5-3 取样长度和评定长度,21:03:22,2评定长度ln 一般可取ln5lr。 若被测表面比较均匀，可选ln5lr； 若均匀性差，可选ln5lr。,21:03:22,二、 表面粗糙度轮廓的中线,1. 表面粗糙度轮廓中线：为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。 2选择中线的方法1）轮廓最小二乘法 在一个取样长度lr范围内，具有理想直线形状并作为划分被测轮廓的基准线，使轮廓上各点到该基准线的距离(轮廓偏距) yi的平方和为最小。2）轮廓算术平均中线 具有理想直线形状并在取样长度内与作为轮廓走向一致的基准线，该基准线将轮廓划分为上下两部分，且使上部分的面积之和等于下部

5、分的面积之和，即,lr,yi,最小二乘中线,算术平均中线,lr,F1,F2,Fi,F1,F2,Fi,图5-4 表面粗造度轮廓的最小二乘中线,图5-5表面粗造度轮的算术平均中线,21:03:22,三、 表面粗糙度轮廓的评定参数,1幅度参数1)轮廓的算术平均偏差（ Ra） 轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度lr内， 被评定轮廓上各点至中线的纵坐标值y (x)的绝对值的算术平均值用公式表示为： 可近似表示为：,图5-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定,Ra,x,yn,yi,y1,y2,21:03:22,2)轮廓的最大高度（ Rz） 在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和称之为轮廓最

6、大高度。即：Rz = Rp + Rv,Zp2,lr,Zv6,Zv5,Zp6,Zp5,Zp4,Zp3,Zv4,Zv3,Zp1,Rz,中线,Zv1,Zv2,图5-7 表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定,21:03:22,2 间距特征参数1）轮廓单元：一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组成的一个完整波段。2）轮廓单元宽度：在一个取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段用，符号Xsi表示。 3）轮廓单元的平均宽度：在一个取样长度lr范围内，所有轮廓单元的宽度Xsi的平均值，用符号RSm表示，即,图5-8 轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度,21:03:22,第三节 表面粗糙度轮廓的技术要求一、 表面粗糙

7、度轮廓技术要求的内容1.表面粗糙度的幅值参数及允许值；2.测量取样长度（标准取样可不给出）；3.加工纹理方向；4.加工方法与余量。二、表面粗糙度的选择1.在Ra0.0256.3m，Rz0.125m时,一般用Ra;注:对于同一表面,只标Ra与Rz的一个,切不可将两者同时标出。2.当测量仪器是触针式，用Rz 。3.当测量面积小、峰谷少时，且工件有疲劳要求，用Rz 。,21:03:22,三、 表面粗糙度参数允许值的选择1.选择原则：在满足功能要求的前提下，考虑经济性及工艺性，尽可能取大值。2.选择方法：经验统计法、类比法。1)同一零件上，工作表面的零件表面粗糙度参数值小于非工作表面的。2）摩擦表面比

8、非摩擦表面的粗糙度零件表面粗糙度参数值要小。3）滚动表面比滑动表面零件表面粗糙度参数值要小。4）高速运动、单位压力大的摩擦表面粗糙度参数值较小。5）受循环载荷的表面积及易引起应力集中的部分，零件表面粗糙度参数值较小。,21:03:22,6）配合性质要求高的结合表面、间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载荷的过盈配合表面等都应取较小的粗糙度参数值。7）配合性质相同，零件尺寸越小，则零件表面粗糙度参数值越小；8）同一精度等级，小尺寸比大尺寸，轴比孔零件表面粗糙度参数值要小。9）表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，对应关系： T 0.6IT Ra 0.05IT Rz 0.2IT； T 0.4IT

9、Ra 0.025IT Rz 0.1IT； T 0.25IT Ra 0.012IT Rz 0.05IT； T 0.25IT Ra 0.015T Rz 0.6T。,21:03:22,21:03:22,轴和孔的表面粗糙度参数推荐值,21:03:22,第四节 表面粗糙度轮廓技术要求在图样 上标注的方法一、表面粗糙度轮廓的符号和代号,1.表面粗糙度的符号,21:03:22,2表面粗糙度的代号1）a1，a2 ：粗糙度幅度参数代号及其数值（m）；2）b ：加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等；3）c ：取样长度（mm）或波纹度（m）；4）d ：加工纹理方向符号； 5）e ：加工余量（mm）； 6）f：

10、粗糙度间距参数值（mm）,(e),b,c/f,a1a2,d,图5-9 表面粗糙度轮廓代号,21:03:22,二、 表面粗糙度轮廓代号的标注方法,1表面粗糙度轮廓幅度参数的标注,21:03:22,21:03:22,加工纹理方向的符号,21:03:22,2.表面粗糙度其它的标注1）标准取样长度可省去，否则应标注，见图5-10a（P127）；2）有加工方法要求时，可用文字标注，见图5-10b （P127）；3）有加工余量要求时，应加以数字说明，见图5-10c （P127）；4）有控制加工纹理要求时，应加以文理方向符号，见图5-10d 。（P127）,21:03:22,a),b),c),d),0.8,

11、6.3,3.2,3. 2,(5),3. 2,12.5,12.5,3.2,3.2,3.2,f,其余,12.5,0.4,M,1.6,3.2,3.2,f,f,图5-10表面粗糙度其它项目的标注,图5-11表面粗糙度代号标注示例注：所标注的平面为30的斜面，不能直接标注，应采用引标。,铣,21:03:22,21:03:22,3.测量方法：1）比较法：一般只用于粗糙度参数值较大的近似评定。2）光切法：光切原理，对大零件的内表面可以采用。3）干涉法：通常用于测定0.80.025m的Rz值。4）针描法：利用触针直接在被测表面上轻轻划过，从而测出表面粗糙度。,21:03:22,电动轮廓仪,21:03:22,结束 谢谢大家! 2010.11.08,