互换性与测量技术基础 第3版 教学课件 ppt 作者 周兆元 05第五章

1、第一节 概述 第二节 表面粗糙度的评定 第三节 表面粗糙度的标注 第四节 表面粗糙度的选用 第五节 表面粗糙度的检测,第五章 表面粗糙度与检测,第一节 概 述,一、表面轮廓与表面粗糙度,表面轮廓 是指理想平面与实际表面相截所得到的交线。,测得的表面轮廓有三种：,原始轮廓 波纹度轮廓 表面粗糙度轮廓,原始轮廓（P轮廓） 是对表面轮廓采用s轮廓滤波器抑制短波成分以后形成的总轮廓。 粗糙度轮廓（R轮廓） 是对原始轮廓采用c轮廓滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。 波纹度轮廓（W轮廓） 是对原始轮廓连续应用f和c两个轮廓滤波器以后形成的轮廓。采用f轮廓滤波器是为了抑制长波成份，而采用c轮廓滤波器抑制短波成份。,一、表面轮廓与表面粗糙度,表面粗糙度对零件功能影响较大，是控制表面质量要考虑的主要因素。,二、表面粗糙度对零件使用性能的影响,影响零件的耐磨性 影响配合性质的稳定性 影响疲劳强度 影响抗腐蚀性 影响接触刚度、密封性 影响产品外观及表面反射能力等,第二节 表面粗糙度的评定,一、取样长度lr、评定长度ln、中线,二、评定参数,幅度参数 间距参数 混合参数 曲线及相关参数,四类,1幅度参数,(1

2、) 轮廓的算术平均偏差Ra：在一个取样长度内，纵坐标Z(x)绝对值的算术平均值。,1幅度参数,(2) 轮廓的最大高度Rz：在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度。,2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。,2间距参数,高度参数相近，Rsm不同，密封性不同,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曲线和相关参数,轮廓的支承长度率Rmr(c)：在给定水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。,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。,三、评定参数的数值规定,表面粗糙度的参数值应按国家标准GB/T 10312009规定，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5-1 Ra的数值,表5-2 Rz的数值,表5-3 RSm的数值（um）,表5-4 Rmr(c) (%)的数值,选用Rmr(c

3、)时，必须同时给出轮廓水平截距C的数值。C值多用Rz的百分数表示，其系列如下：5，10，15，20，25，30，40，50，60，70， 80，90。,表5-5 lr和ln的数值 (摘自GB/T 10312009),在一般情况下测量Ra和Rz时，推荐按表5-5选用对应的取样长度及评定长度值，此时在图样上可省略标注取样长度和评定长度。当有特殊要求不能选用表5-5中数值时，应在图样上标注出取样长度值以及评定长度所含取样长度个数。,第三节 表面粗糙度的标注,表面粗糙度的标注应符合国家标准GB/T 1312006的规定。,一、 表面粗糙度的符号,二、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，最多允许有16超过允许值。 2） “最大规则” 当要求表面粗糙度参数的所有实测值不得超过规定值。,“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”,三、表面粗糙度的代号及其注法,a：有关评定参数及数值的信息（第一个要求），包括：传输带或取样长度 (单位为m m)粗糙度参数代号，评定长度，极限判断规则

4、，评定参数数值（um）。例如，“U0.08-0.8/Rz8max 3.2”中：U上限，0.08-0.8传输带，Rz评定参数代号，8评定长度包含的取样长度个数，max“最大规则”，3.2评定参数极限值，3.2与前面的代号之间有一空格。 b：有关评定参数及数值的信息(第二个要求)； c：加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等； d：加工纹理方向符号； e：加工余量(单位为mm)。,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,四、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。,图样上的标注举例,一般注在可见轮廓线或其延长线、尺寸线、尺寸界线，可以引出标注。,图样上的标注举例,可标注在公差框格上方,五、 简化注法,多数表面有相同粗糙度要求时的简化标注,五、 简化注法,图纸空间有限时的简化注法,第四节 表面粗糙度的选用,一、评定参数的选用,对于幅度参数： 在常用值范围内（Ra 0.0256.3m），优先选用Ra。

5、因为通常采用电动轮廓仪测量Ra值，而轮廓仪的测量范围为0.028m。 粗糙度要求特别高或特别低(Ra6.3m)时，选用Rz。Rz可用光学仪器双管显微镜或干涉显微镜测量。 对附加评定参数RSm和Rmr(c)，一般不能作为独立参数选用，只有少数零件的重要表面且有特殊功能要求时才附加选用。 RSm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。 支承长度率Rmr(c)主要在耐磨性、接触刚度要求高的场合附加选用。,评定参数的选择首先考虑使用功能要求，同时也要考虑检测的方便性以及仪器设备条件等因素。,二、评定参数值的选用,表面粗糙度的评定参数值的选用原则是在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些（除Rmr(c)外），以减小加工难度，降低生产成本。,评定参数值的选用方法目前一般多采用类比法。,类比法确定表面粗糙度时的调整原则,工作表面的Ra或Rz值比非工作表面小，摩擦表面Ra或Rz值比非摩擦表面小。 (2) 运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽的表面粗糙度要求较高。 (3) 配合性质要求高的配合表面（如小间隙配合的配合表面

6、）、受重载荷作用的过盈配合表面，要求防腐蚀、密封或外表美观的表面，其表面粗糙度要求较高。 () 尺寸公差和几何公差值越小，表面粗糙度的Ra或Rz值应越小，同一公差等级时，轴的粗糙度Ra或Rz值应比孔小。 () 若有关标准已作出规定的则按其规定确定。如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的表面粗糙度）,第四节 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,第五章小结,1、零件实际表面包括宏观和微观几何形状特性，这些几何特征可由表面粗糙度轮廓、表面波纹度轮廓、原始轮廓等来描述。其中，对表面轮廓采用c轮廓滤波器抑制长波成分以后可获得表面粗糙度轮廓。 2、表面粗糙度的评定参数分为幅度参数、间距参数、混合参数和形状参数（曲线及相关参数）等。 幅度参数中轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz是生产中最常用的两个评定参数。其值越大，表面越粗糙。 轮廓单元的平均宽度RSm是间距参数，其值越大，对有密封性要求以及需要涂渡的表面等越不利。 轮廓支承长度率Rmr（c）是形状参数，在同一水平位置c，Rmr（c）数值越大，支承刚度和耐磨性越好。,第五章小结,3、粗糙度参数值的选择原则是经济地满足功能要求。选择时从标准规定的系列值中选取。 4、粗糙度的符号代号在GB/T 131-2006中做了较详细规定。其与GB/T 131-1993有较大变化。 5、图样中粗糙度的注写和读取方向与尺寸一致，其位置可以注在可见轮廓线或其延长线、尺寸线、尺寸界线上，也可标注在公差框格上方，还可以引出标注。 表面粗糙度可采用一些简化注法，简化符号代号的说明在标题栏附近（旧标准在图的右上角）。 6、粗糙度常用测量方法：比较法、光切法、针描法和光波干涉法等。,

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