建筑工程類(lèi)幾何量公差與檢測(cè)_第5章表面粗糙度輪廓和及其檢測(cè)(課堂講義)

1、 第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測(cè) 1 表面粗糙度輪廓的基本概念表面粗糙度輪廓的基本概念 2 表面粗糙度輪廓的評(píng)定表面粗糙度輪廓的評(píng)定 3 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求 4 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件圖上的標(biāo)注 1 1 表面粗糙度輪廓的表面粗糙度輪廓的 基本概念基本概念 表面粗糙度的界定表面粗糙度的界定 圖圖5-1 被加工零件表面的形狀是復(fù)雜的，一般包括表面被加工零件表面的形狀是復(fù)雜的，一般包括表面 粗糙度、表面波紋度和形狀誤差，可以按波距粗糙度、表面波紋度和形狀誤差，可以按波距 （波形起伏間距）（波形起伏間距）來(lái)劃分：來(lái)劃分： 波距波

2、距1mm 屬于屬于表面粗糙度表面粗糙度 波距波距在在110mm 屬于屬于表面波紋度表面波紋度 波距波距10mm 屬于屬于形狀誤差形狀誤差 2 表面粗糙度輪廓的評(píng)定表面粗糙度輪廓的評(píng)定 一、取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度及傳輸帶一、取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度及傳輸帶 1. 取樣長(zhǎng)度取樣長(zhǎng)度lr 規(guī)定取樣長(zhǎng)度，是為了抑制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗規(guī)定取樣長(zhǎng)度，是為了抑制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗 糙測(cè)量結(jié)果的影響（標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度的數(shù)值見(jiàn)附表糙測(cè)量結(jié)果的影響（標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度的數(shù)值見(jiàn)附表5-1）。）。 2. 評(píng)定長(zhǎng)度評(píng)定長(zhǎng)度 ln 評(píng)定長(zhǎng)度可包括評(píng)定長(zhǎng)度可包括一個(gè)或連續(xù)的一個(gè)或連續(xù)的幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。標(biāo)準(zhǔn)的幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。標(biāo)準(zhǔn)的ln

3、=5 lr 。 圖圖5-3 3. 傳輸帶傳輸帶 長(zhǎng)波輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)長(zhǎng)波輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)c = lr 短波輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)短波輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)s （ 截止波長(zhǎng)截止波長(zhǎng)s和和c的標(biāo)準(zhǔn)化值由附表的標(biāo)準(zhǔn)化值由附表5-1查取查?。?附表附表51 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度、輪廓最大高度Rz和輪廓單元的平和輪廓單元的平 均寬度均寬度Rz，標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度（摘自標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度（摘自GB/T 13012009、 GB/T 106102009）、）、 表示濾波器傳輸帶表示濾波器傳輸帶s c 這兩個(gè)極限值這兩個(gè)極限值 的標(biāo)準(zhǔn)化值取自的標(biāo)準(zhǔn)化值取自GB

4、/T 60622002。 二、表面粗糙度輪廓的中線二、表面粗糙度輪廓的中線 為了定量地評(píng)定表面粗糙度輪廓，首先應(yīng)確定一條中為了定量地評(píng)定表面粗糙度輪廓，首先應(yīng)確定一條中 線。以中線為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算各種評(píng)定參數(shù)的數(shù)值。線。以中線為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算各種評(píng)定參數(shù)的數(shù)值。 1. 輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線（圖（圖5-4） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，輪廓的最小二乘中線使輪廓范圍內(nèi)，輪廓的最小二乘中線使輪廓 上各點(diǎn)至該線的上各點(diǎn)至該線的距離的平方之和為最小距離的平方之和為最小。 2. 輪廓的算術(shù)平均中線輪廓的算術(shù)平均中線（圖（圖5-5） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，輪廓的算術(shù)平均

5、中線將實(shí)際范圍內(nèi)，輪廓的算術(shù)平均中線將實(shí)際 輪廓?jiǎng)澐譃樯稀⑾聝刹糠?，使上部分各個(gè)輪廓?jiǎng)澐譃樯?、下兩部分，使上部分各個(gè)峰面積峰面積之和之和 等于下部分各個(gè)等于下部分各個(gè)谷面積谷面積之和之和。 三、表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)三、表面粗糙度的評(píng)定參數(shù) 1. 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差a（幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，被評(píng)定輪廓上各點(diǎn)至輪廓范圍內(nèi)，被評(píng)定輪廓上各點(diǎn)至輪廓 中線的中線的縱坐標(biāo)值的絕對(duì)值縱坐標(biāo)值的絕對(duì)值的的算術(shù)平均值算術(shù)平均值，即，即 n i i z n Ra 1 1 2. 2. 輪廓最大高度輪廓最大高度Rz Rz （幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)） 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度

6、在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍范圍內(nèi)，被評(píng)定輪廓上各個(gè)極點(diǎn)至內(nèi)，被評(píng)定輪廓上各個(gè)極點(diǎn)至 中線的距離中，最大輪廓峰高中線的距離中，最大輪廓峰高RpRp與與最大輪廓谷深最大輪廓谷深RvRv之和的之和的 高度，即高度，即 Rz Rz = = Rp Rp + RvRv 3. 輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度（間距參數(shù)）（間距參數(shù)）RSm 一個(gè)輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做一個(gè)輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做輪廓單元輪廓單元，在，在 一個(gè)取樣長(zhǎng)度一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr范圍內(nèi)，中線與各個(gè)輪廓單元相交線段范圍內(nèi)，中線與各個(gè)輪廓單元相交線段 的寬度（輪廓的寬度的寬度（輪廓的寬度Xsi）的平均值）的平均值RSm，即即 m

7、i si X m RSm 1 1 在零件圖上，對(duì)零件某一表面的表面粗糙度在零件圖上，對(duì)零件某一表面的表面粗糙度 輪廓要求，按需要選擇輪廓要求，按需要選擇Ra或或Rz標(biāo)注。標(biāo)注。 RSm 屬于附加評(píng)定參數(shù)，屬于附加評(píng)定參數(shù)，只能與只能與Ra或或Rz同同 時(shí)時(shí)選用，選用，不能獨(dú)立采用。不能獨(dú)立采用。 3 3 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求 一、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求的內(nèi)容一、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求的內(nèi)容 在零件圖上規(guī)定表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求時(shí)，必須在零件圖上規(guī)定表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求時(shí)，必須 標(biāo)注標(biāo)注幅度參數(shù)符號(hào)及允許值幅度參數(shù)符號(hào)及允許值。 同時(shí)還應(yīng)標(biāo)注同時(shí)還應(yīng)標(biāo)注: 傳輸

8、帶傳輸帶(若采用默認(rèn)值，則不標(biāo)注）若采用默認(rèn)值，則不標(biāo)注） 、 取樣長(zhǎng)度、取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度的數(shù)值評(píng)定長(zhǎng)度的數(shù)值（若默認(rèn)采用標(biāo)準(zhǔn)化值，則不標(biāo)注）、（若默認(rèn)采用標(biāo)準(zhǔn)化值，則不標(biāo)注）、 極限值判斷規(guī)則極限值判斷規(guī)則（若默認(rèn)采用（若默認(rèn)采用16%規(guī)則，則不標(biāo)注）。規(guī)則，則不標(biāo)注）。 必要時(shí)可以標(biāo)注補(bǔ)充要求，如必要時(shí)可以標(biāo)注補(bǔ)充要求，如表面加工紋理及方向表面加工紋理及方向、 加工余量加工余量、附加的附加的RSm等。等。 二、表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)的選擇二、表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)的選擇 一般采用一般采用Ra 作為評(píng)定參數(shù)。作為評(píng)定參數(shù)。 對(duì)于極光滑和粗糙的表對(duì)于極光滑和粗糙的表 面，不能用面，不能用Ra

9、儀器測(cè)量，而采用儀器測(cè)量，而采用Rz作為評(píng)定參數(shù)。作為評(píng)定參數(shù)。 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的選擇原則是：在滿表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的選擇原則是：在滿 足零件表面功能要求的前提下，足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值盡量選取較大的參數(shù)值。 在機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)中，對(duì)于表面粗糙度輪廓的技術(shù)要在機(jī)械零件精度設(shè)計(jì)中，對(duì)于表面粗糙度輪廓的技術(shù)要 求，求，通常只給出幅度參數(shù)符號(hào)（通常只給出幅度參數(shù)符號(hào)（Ra或或Rz）及極限值）及極限值，而，而其其 他要求則采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化值他要求則采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化值。 表面粗糙度的選用表面粗糙度的選用 各種各種Ra值下的表面狀況、加工方法和應(yīng)用值下的表

10、面狀況、加工方法和應(yīng)用 100 12.5 Ra（m） 6.3 1.60 0.80 0.20 0.10 0.012 表面狀況表面狀況 可見(jiàn)刀紋可見(jiàn)刀紋 可見(jiàn)加工痕跡可見(jiàn)加工痕跡 看不見(jiàn)加工痕跡看不見(jiàn)加工痕跡 光澤面光澤面 加工方法加工方法 粗車(chē)、粗銑、鉆孔、粗車(chē)、粗銑、鉆孔、 粗刨等粗刨等 精車(chē)、精銑、粗磨、精車(chē)、精銑、粗磨、 粗鉸等粗鉸等 精磨、精鉸、精磨、精鉸、 精拉等精拉等 研磨、拋光、超級(jí)研磨、拋光、超級(jí) 加工等加工等 應(yīng)應(yīng) 用用 不接觸表面。如倒角、退刀槽表面不接觸表面。如倒角、退刀槽表面 等等 靜止的接觸面或零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低靜止的接觸面或零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低 的接觸面。如凸臺(tái)、沉孔的

11、加工面、鍵的接觸面。如凸臺(tái)、沉孔的加工面、鍵 和鍵槽的表面等和鍵槽的表面等 要求密合很好的接觸面或相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度要求密合很好的接觸面或相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度 較高的接觸面。如軸和孔的配合面、定位較高的接觸面。如軸和孔的配合面、定位 銷(xiāo)和銷(xiāo)孔的表面、閥和閥座的接觸面等銷(xiāo)和銷(xiāo)孔的表面、閥和閥座的接觸面等 精密量具的工作面等精密量具的工作面等 4 4 表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在零件 圖上的標(biāo)注圖上的標(biāo)注 一、表面粗糙度輪廓的圖形符號(hào)一、表面粗糙度輪廓的圖形符號(hào) 繪制機(jī)械零件圖時(shí)，需要使用繪制機(jī)械零件圖時(shí)，需要使用1個(gè)基本圖形符個(gè)基本圖形符 號(hào)和號(hào)和3個(gè)完整圖形符號(hào)，來(lái)標(biāo)注表面粗糙度輪廓

12、各個(gè)完整圖形符號(hào)，來(lái)標(biāo)注表面粗糙度輪廓各 種不同的技術(shù)要求。種不同的技術(shù)要求。 （c）圖為用于去除材料的）圖為用于去除材料的完整完整圖形符號(hào)，如車(chē)、圖形符號(hào)，如車(chē)、 銑、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、銑、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、 氣割等氣割等 。 （d）圖為用于不去除材料的）圖為用于不去除材料的完整完整圖形符號(hào)，如圖形符號(hào)，如 鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、粉末冶金等。鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、粉末冶金等。 （a）圖為）圖為基本基本圖形符號(hào)。圖形符號(hào)。 （b）圖為用于任何工藝的）圖為用于任何工藝的完整完整圖形符號(hào)。圖形符號(hào)。 （a） （b） （c） （d） 上述三個(gè)符號(hào)上均可加一

13、小圓，表示所有表上述三個(gè)符號(hào)上均可加一小圓，表示所有表 面具有相同的表面粗糙度要求面具有相同的表面粗糙度要求 示例：示例： 二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形二、表面粗糙度輪廓技術(shù)要求在完整圖形 符號(hào)上的標(biāo)注符號(hào)上的標(biāo)注 1. 表面粗糙度輪廓各項(xiàng)技術(shù)要求在完整圖表面粗糙度輪廓各項(xiàng)技術(shù)要求在完整圖 形符號(hào)上的標(biāo)注位置形符號(hào)上的標(biāo)注位置 在在完整圖形符號(hào)的周?chē)暾麍D形符號(hào)的周?chē)鷺?biāo)注評(píng)定參數(shù)的符號(hào)及極限值標(biāo)注評(píng)定參數(shù)的符號(hào)及極限值 和其他技術(shù)要求。和其他技術(shù)要求。 各項(xiàng)技術(shù)要求應(yīng)分別標(biāo)注在該符號(hào)周?chē)母黜?xiàng)技術(shù)要求應(yīng)分別標(biāo)注在該符號(hào)周?chē)闹付ㄎ恢弥付ㄎ恢蒙?。上?位置位置a：下列符號(hào)和數(shù)值排成一行（

14、共下列符號(hào)和數(shù)值排成一行（共6個(gè)參數(shù)）個(gè)參數(shù)） 位置位置b：附加評(píng)定參數(shù)：附加評(píng)定參數(shù)（如（如RSm，mm） 位置位置c：加工方法：加工方法 位置位置d：表面紋理：表面紋理 位置位置e：加工余量（：加工余量（mm） 上、下限值符號(hào)、傳輸帶數(shù)值上、下限值符號(hào)、傳輸帶數(shù)值/幅度參數(shù)符號(hào)幅度參數(shù)符號(hào)（空格）（空格）評(píng)定評(píng)定 長(zhǎng)度值、極限值判斷規(guī)則長(zhǎng)度值、極限值判斷規(guī)則(空格空格) 幅度參數(shù)極限值幅度參數(shù)極限值(m) 2. 表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標(biāo)注表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)極限值的標(biāo)注 （1）標(biāo)注極限值中的一個(gè)數(shù)值且）標(biāo)注極限值中的一個(gè)數(shù)值且默認(rèn)為上限值默認(rèn)為上限值 （2）同時(shí)標(biāo)注上、下限值（圖

15、）同時(shí)標(biāo)注上、下限值（圖5-11） 3. 極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注 （1）16%規(guī)則（圖規(guī)則（圖5-10、圖、圖5-11） 16%規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認(rèn)規(guī)則。規(guī)則是表面粗糙度輪廓技術(shù)要求中的默認(rèn)規(guī)則。 若采用，則圖樣上不需注出。若采用，則圖樣上不需注出。 （2）最大規(guī)則（圖）最大規(guī)則（圖5-12、圖、圖5-13） 在幅度參數(shù)符號(hào)在幅度參數(shù)符號(hào)Ra或或Rz的后面標(biāo)注一個(gè)的后面標(biāo)注一個(gè)“max”的標(biāo)記。的標(biāo)記。 注：注： 16%規(guī)則：當(dāng)標(biāo)注上限值或上限值與下限值時(shí)，規(guī)則：當(dāng)標(biāo)注上限值或上限值與下限值時(shí)， 允許實(shí)測(cè)值中有允許實(shí)測(cè)值中有16%的測(cè)值超差的測(cè)值超差，該表面合

16、格。，該表面合格。 最大規(guī)則：最大規(guī)則：不允許任何實(shí)測(cè)值超差不允許任何實(shí)測(cè)值超差。 4. 傳輸帶和取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)注傳輸帶和取樣長(zhǎng)度、評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)注 需要指定傳輸帶時(shí)，傳輸帶需要指定傳輸帶時(shí)，傳輸帶（mm）標(biāo)注在幅度參數(shù)符號(hào)的前面，標(biāo)注在幅度參數(shù)符號(hào)的前面， 并用斜線并用斜線“/”隔開(kāi)（圖隔開(kāi)（圖5-14a、b、c）。）。c =lr。 圖圖5-14 5. 需要指定評(píng)定長(zhǎng)度時(shí)標(biāo)注需要指定評(píng)定長(zhǎng)度時(shí)標(biāo)注 在在幅度參數(shù)符號(hào)的后面幅度參數(shù)符號(hào)的后面注寫(xiě)取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)（圖注寫(xiě)取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)（圖5-15a、b）。）。 圖圖5-16 6. 表面紋理的標(biāo)注表面紋理的標(biāo)注 7. 附加評(píng)定參數(shù)和加工方法的標(biāo)

17、注附加評(píng)定參數(shù)和加工方法的標(biāo)注 需要標(biāo)注附加評(píng)定參數(shù)或（和）加工方法時(shí)的標(biāo)注示需要標(biāo)注附加評(píng)定參數(shù)或（和）加工方法時(shí)的標(biāo)注示 例。例。 8. 加工余量的標(biāo)注加工余量的標(biāo)注 三、表面粗糙度輪廓代號(hào)在零件圖標(biāo)注三、表面粗糙度輪廓代號(hào)在零件圖標(biāo)注 的規(guī)定和方法的規(guī)定和方法 1. 一般規(guī)定一般規(guī)定 粗糙度代號(hào)盡可能標(biāo)注在相應(yīng)的尺寸及其極粗糙度代號(hào)盡可能標(biāo)注在相應(yīng)的尺寸及其極 限偏差的限偏差的同一視圖同一視圖上。上。 粗糙度代號(hào)上的各種符號(hào)和數(shù)字的注寫(xiě)和讀粗糙度代號(hào)上的各種符號(hào)和數(shù)字的注寫(xiě)和讀 取方向應(yīng)取方向應(yīng)與尺寸的注寫(xiě)和讀取方向一致與尺寸的注寫(xiě)和讀取方向一致。 粗糙度代號(hào)的尖端必須粗糙度代號(hào)的尖端必須從材料外指向并接觸從材料外指向并接觸 零件表面。零件表面。 2. 常規(guī)標(biāo)注方法常規(guī)標(biāo)注方法 標(biāo)注示例見(jiàn)圖標(biāo)注示例見(jiàn)圖5-195-19a、b b，圖，圖5-205-20，圖，圖5-215-21， 圖圖5-225