第5章 表面粗糙度及其檢測NEW

1、第5章 表面粗糙度及其檢測內(nèi) 容 提 要:1.表面粗糙度的含義及其對(duì)機(jī)械零件使用性能的影響；2.表面粗糙度的評(píng)定基準(zhǔn)及其評(píng)定參數(shù)；3.表面粗糙度的選用；4.表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法；5.表面粗糙度的測量。一 基本術(shù)語及定義1 輪廓濾波器（Profile Filter） 輪廓濾波器是指把輪廓分成長波和短波成分的濾波器。 2 坐標(biāo)系（Coordinate System） 確定表面結(jié)構(gòu)參數(shù)的坐標(biāo)體系。其軸線形成一右手笛卡兒坐標(biāo)系。3 實(shí)際表面（Real Surface） 物體與周圍介質(zhì)分離的表面稱為實(shí)際表面。 4 表面輪廓（Surface Profile）平面與實(shí)際表面相交所得的輪廓，稱為表面輪

2、廓。5.1 概 述 5.1.1 表面粗糙度的定義 表面實(shí)際輪廓表面實(shí)際輪廓經(jīng)輪廓濾波器濾波后分為：表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和間距（S）狀況。 一般按S分：S1mm 為表面粗糙度；1S10mm為 波紋度；S10mm為 f形狀.。表面粗糙度的產(chǎn)生：(1) 切削后遺留 的刀痕；(2) 切削過程中切屑分離時(shí)的塑性變形；(3) 以及機(jī)床等工裝系統(tǒng)的振動(dòng)等。5.1.2 表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響 1. 對(duì)摩擦和磨損的影響 表面不是越光越好2. 對(duì)配合性質(zhì)的影響 3. 對(duì)抗疲勞強(qiáng)度的影響 4. 對(duì)抗腐蝕性的影響 另外，對(duì)密封性、接觸剛度和零件的外觀等都有很大影響。圖5.2 圖

3、5.35.2 表面粗糙度的評(píng)定 5.2.1 基本術(shù)語 7 取樣長度（Sampling Length）L新國標(biāo)：lr 用于判別被評(píng)定輪廓的不規(guī)則特征X軸向上的長度 。8 評(píng)定長度(Ln)用于判別被評(píng)定輪廓的X軸方向上的長度。評(píng)定長度包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長度。 Ln=n lr二 表面粗糙度評(píng)定參數(shù)1高度特性參數(shù)新國標(biāo)：幅度參數(shù)(1) 輪廓算術(shù)平均偏差Ra新國標(biāo)：評(píng)定輪廓的算術(shù)平均偏差Ra 在取樣長度內(nèi)，輪廓的縱坐標(biāo)值y（x）絕對(duì)值的算術(shù)平均值。 1. 取樣長度 lr 測取樣長度是指測量或評(píng)定表面粗糙度輪廓時(shí)規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度。為什么要規(guī)定測取樣長度lr ？（1）為了限制或減弱波紋度（2）排除形狀誤

4、差對(duì)表面粗糙度輪廓測量的影響。2. 評(píng)定長度 ln評(píng)定長度是指測量或評(píng)定表面粗糙度輪廓時(shí)規(guī)定的一段最小的測量長度。為什么要規(guī)定一段最小的測量長度ln ？因?yàn)楸砻娴姆骞群烷g距的不均勻性，為了可靠地反映表面粗糙度輪廓的特性。一般 ln 5 lr (連續(xù)的) ;若被測表面比較均勻時(shí)，ln < 5 lr ;若被測表面不均勻時(shí)，ln > 5 lr 。3. 中線中線是指具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線（圖5.4所示）。圖5.4 取樣長度和評(píng)定長度（1）輪廓最小二乘中線(m)在lr內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至該線的距離Zi平方和為最小。（2）輪廓算術(shù)平均中線在 lr 內(nèi)，5.2.2 評(píng)定參數(shù) 1.幅度參

5、數(shù)（高度參數(shù)） （1）輪廓的算術(shù)平均偏差在lr內(nèi)，縱坐標(biāo)值Z(x)的絕對(duì)值的算術(shù)平均值(見下圖）。（2）輪廓的最大高度 Rz在lr內(nèi)最大高度Rz2. 間距參數(shù) 輪廓單元:一個(gè)輪廓峰和相鄰輪廓谷的組合(圖5.7)。輪廓單元寬度: 中線與一個(gè)輪廓單元相交線段的長度。輪廓單元的平均寬度 RSm:在 lr 內(nèi)，輪廓單元寬度Xsi的平均值。圖5.7 輪廓寬度3. 混合參數(shù)（形狀參數(shù)） 輪廓的支承長度率Rmr(C) 在給定的水平位置 C上，輪廓的實(shí)體材料長度Ml(C)與ln的比率（圖5.8）。水平截距C: C = Rz % ？圖5.8 輪廓的支承長度率表面粗糙度評(píng)定參數(shù)共 4個(gè)：基本參數(shù)2 個(gè) Rz 輪廓

6、最大高度Ra 輪廓算術(shù)平均偏差附加參數(shù)(輔助參數(shù)) 2 個(gè)RSm 輪廓單元平均寬度 Rmr(c) 輪廓支承長度率5.3 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值及其選用 5.3.1 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值 表5.15.5表5.1 Ra 的數(shù)值0.120.203.2500.0250.406.3 琰茞Ü0.0500.8012.5 琰茞Ü0.1001.6025 琰茞Ü表5.2 Rz 的數(shù)值0.0250.406.310010000.0500.8012.5200 琰茞Ü0.1001.6025400 琰茞Ü0.203.25080

7、0 琰茞Ü5.3.2 表面粗糙度參數(shù)的選用 1.評(píng)定參數(shù)的選用 （1）幅度參數(shù)（高度參數(shù)）的選用 即基本參數(shù)的選用一般情況下從 Ra 和 Rz 中任選一個(gè)。但普遍采用Ra，因?yàn)樗从潮砻娲植诙忍匦缘男畔⒘看蠛陀幂喞獌x測量容易。Rz 用于極光滑表面和粗糙表面，一般用雙管顯微鏡測量。 （2）間距參數(shù)和混合參數(shù)的選用即附加參數(shù)的選用 有特殊使用要求時(shí),才附加選用 RSm和 Rmr(c)。 RSm 用于對(duì)涂漆性能、抗裂紋和抗腐蝕等有要求時(shí)；Rmr(c)用于對(duì)耐磨性和接觸剛度等有要求時(shí)，但同時(shí)要給出C值。 2. 參數(shù)值的選用 參數(shù)值的選用主要根據(jù)功能要求，其次考慮經(jīng)濟(jì)性和工藝的可能性

8、。 選用時(shí)應(yīng)注意符合以下原則：（1）同一零件上，工作表面的Ra(或Rz)值小于非工作表面；（2）摩擦表面的Ra(或Rz)值小于非摩擦表面；（3）過盈配合表面的Ra（或Rz）值小于間隙配合的表面；（4）配合性質(zhì)要求高的配合表面、受重載荷作用的過盈配合表面Ra(或Rz)值要小；（5） 在確定Ra(或Rz)值時(shí)，應(yīng)注意與尺寸公差（T）和幾何公差（t）的協(xié)調(diào)：t 0.6T 時(shí)， Ra 0.05T ， Rz 0.3Tt 0.4T 時(shí)， Ra 0.025T ， Rz0.15Tt 0.25T 時(shí)， Ra 0.012T ， Rz0.07T（6）對(duì)于配合的孔軸為同一公差等級(jí)時(shí)，軸的Ra (或Rz) 值要小于孔；

9、（7）對(duì)于同一公差等級(jí)的不同尺寸，小尺寸的Ra(或Rz)值要小于大尺寸。選用方法一般采用類比法, 參考表5.65.8。5.4 表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其注法 圖樣上所標(biāo)注符號(hào)、代號(hào)，是該表面完工后的要求。表面粗糙度的標(biāo)注按GB/T1312006的規(guī)定。5.4.1 表面粗糙度的符號(hào) 見表5.9所示5.4.2 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容及其注法1. 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容：表面粗糙度單一要求傳輸帶取樣長度補(bǔ)充要求 加工工藝加工余量等。表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容在圖中注寫的位置，見圖5.10所示。圖5.10 粗糙度要求的注寫位置a 第一個(gè)表面粗糙度（單一）要求（m）；b 第二個(gè)表

10、面粗糙度要求（m）；c 加工方法；d 表面紋理和紋理方向；e 加工余量（mm）。2. 表面粗糙度要求在圖中注法，見圖5.11 和表5.10所示。圖5.11 表面粗糙度的單一要求標(biāo)注示例(1) 位置a處注寫表面粗糙度的單一要求，該要求不能省略。 上限或下限的標(biāo)注：表示雙向極限時(shí)應(yīng)標(biāo)注上限符號(hào)“U”和下限符號(hào)“ L”。 如果同一參數(shù)具有雙向極限要求，在不引起歧義時(shí)，可省略“U”和“ L” 的標(biāo)注。若為單向下限值，則必需加注“ L” 。 傳輸帶和取樣長度的標(biāo)注：傳輸帶是指兩個(gè)濾波器的截止波長值之 間的波長范圍。長波濾波器的截止波長值就是取樣長度ln。傳輸帶的標(biāo)注時(shí)，短波在前，長波在后，并用連字號(hào)“”隔開。在某些情況下，傳輸帶的標(biāo)注中，只標(biāo)一個(gè)濾波器，也應(yīng)保留連字號(hào)“” ，來區(qū)別是短波還是長波。 參數(shù)代號(hào)的標(biāo)注：參數(shù)代號(hào)標(biāo)注在傳輸帶或取樣長度后，它們之間用“/”隔開 評(píng)定長度的標(biāo)注：如果默認(rèn)的評(píng)定長度時(shí)，可省略標(biāo)注。如果不等于5lr時(shí),則應(yīng)注出取樣長度的個(gè)數(shù)。 極限值判斷規(guī)則和極限值的標(biāo)注：極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注如圖5.11中所示上限為“16規(guī)則”，下限為“最大規(guī)則” 。為了避免誤解，在參數(shù)代號(hào)和極限值之間插入一個(gè)空格。5.4.3 表面粗糙度要求在圖樣上的標(biāo)注方法表面粗糙度要求對(duì)零件的每一個(gè)表面一般只標(biāo)注一次，并盡可能標(biāo)注在相應(yīng)的尺寸及其公差的同一視圖上。表面粗糙度要求在圖樣上的標(biāo)注方