第五章：表面粗糙度

1、第五章 表面粗糙度及測量表面粗糙度n基本內(nèi)容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的評定、選用、標注及測量。n重點內(nèi)容：表面粗糙度的評定、選用及標注。n難點內(nèi)容：表面粗糙度的評定、選用。n操作技能：表面粗糙度的測量?；靖拍頽零件表面的形貌可分為三種情況：(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于 50。屬于微觀幾何形狀誤微觀幾何形狀誤差。差。(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和波高之比等于501000的不平程度稱為波紋度。會引起零件運轉(zhuǎn)時的振動、噪聲，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當大的目前表面波紋度還沒有制定國家標準。國際標準化組織第57技術(shù)委

2、員會正在制定表面波紋度有關(guān)國際標準。(3)形狀誤差 ：零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。 表面粗糙度對零件性能的影響n影響零件的耐磨性。n影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。n影響零件的疲勞強度。n影響零件的抗腐蝕性。n影響零件的密封性。n對零件的外觀、測量精度、表面光學性能、導電導熱性能和膠合強度等也有著不同程度的影響。 表面粗糙度的基本術(shù)語（一）n取樣長度l：評定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準線長度。應(yīng)與表面粗糙度的大小相適應(yīng)。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響，一般在一個取樣長度內(nèi)應(yīng)包含個以上的波峰和波谷。n評定長度 ln：為了全面、充分地反映被

3、測表面的特性，在評定或測量表面輪廓時所必需的一段長度。評定長度可包括一個或多個取樣長度。表面不均勻的表面，宜選用較長的評定長度。 n評定長度一般按5個取樣長度來確定。基準線LnLLLL表面粗糙度的基本術(shù)語（二）n評定表面粗糙度的基準線：評定表面粗糙度的一段參考線。有以下兩種：n輪廓的最小二乘中線m：在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點至一條該線的距離平方和為最小。即：n輪廓算術(shù)平均中線m ：在取樣長度內(nèi)，將實際輪廓劃分上下兩部分，且使上下面積相等的直線 。即：F1+F3+F2n-1= F2+F4+F2nmin12niiyLF1F2y = f ( x )FnG1G2Gmx0表面粗糙度的評定參數(shù)（一）n國家

4、標準GB3505-83和GB/T1031-95中規(guī)定了6個評定參數(shù)，其中有關(guān)高度特性的參數(shù)3個，間距特性的參數(shù)有2個，形狀特性參數(shù)有1個，其中高度參數(shù)是主要的。（1）輪廓算術(shù)平均偏差a在取樣長度內(nèi)，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值，即 dxxylRla0)(1niiaynR11表面粗糙度評定參數(shù)（二）（2）微觀不平度十點高度zn在取樣長度內(nèi)個最大的輪廓峰高ypi平均值與5個最大輪廓谷深yvi平均值之和。 55151iviipizyyR表面粗糙度評定參數(shù)（三）（3）輪廓最大高度yn在取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點和最低點。

5、Ry =ypmax+yvmax表面粗糙度（評定參數(shù)）的選擇n評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用推薦優(yōu)先選用Ra值值，因為，因為Ra能充分能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：n當表面過于粗糙（當表面過于粗糙（Ra6.3m）或過于光滑或過于光滑（ Ra 0.025 m ）時，可選用）時，可選用Rz，因為此因為此范圍便于選擇用于測量范圍便于選擇用于測量Rz的儀器測量。的儀器測量。n當零件材料較軟時，因為當零件材料較軟時，因為Ra一般采用觸針測量。一般采用觸針測量。n當測量面

6、積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀當測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用表的小元件的表面，可選用Ry值。值。表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇n表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：在滿足零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值。值。 n一般原則：同一零件上，工作表面比非工作表一般原則：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要??；面粗糙度值??；摩擦表面比非摩擦表面要??；受循環(huán)載荷的表面要小；配合要求高、聯(lián)接要受循環(huán)載荷的表面要??；配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值

7、都應(yīng)小；同一求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)??；同一精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。常用表面粗糙度值與所適應(yīng)的零件表值要小。常用表面粗糙度值與所適應(yīng)的零件表面見面見P101表表5-7。參數(shù)值的選用方法n可用類比法來確定。一般尺寸公差、表面形狀公差可用類比法來確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的小時，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系。如機床的手輪或手柄。函數(shù)關(guān)系。如機床的手輪或手柄。n一般情況下，它們之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)形狀一般情況下，它們之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)形狀公差為公差為T，

8、尺寸公差為尺寸公差為IT，它們之間的關(guān)系可參照它們之間的關(guān)系可參照以下對應(yīng)關(guān)系：以下對應(yīng)關(guān)系：若若T0.6 IT，則則Ra0.05 IT； Rz 0.2 IT T0.4 IT，則則Ra0.025 IT； Rz 0.1 IT T0.25 IT，則則Ra0.012 IT； Rz 0.05 IT T0.25 IT，則則Ra0.15 T； Rz 0.6 T表面粗糙度的符號n在圖樣上表示表面粗糙度的符號有三種：在圖樣上表示表面粗糙度的符號有三種：na為基本符號，表示表面可以用任何方法為基本符號，表示表面可以用任何方法獲得；獲得；b表示表面是用去除材料的方法獲表示表面是用去除材料的方法獲得的；得的；c表示

9、表面是用不去除材料的方法表示表面是用不去除材料的方法獲得的。獲得的。 a b c表面粗糙度的代號na1、a2 處為粗糙度高度參數(shù)的處為粗糙度高度參數(shù)的允許值（允許值（m）；）；nb處標注加工方法、鍍涂或其它處標注加工方法、鍍涂或其它表面處理；表面處理；nc處標出取樣長度（處標出取樣長度（mm）；）；nd標出加工紋理方向符號；標出加工紋理方向符號；ne處標出加工余量（處標出加工余量（mm）；）；nf處標出間距參數(shù)值（處標出間距參數(shù)值（mm）或或輪廓支承長度率。輪廓支承長度率。 表面粗糙度的標注n標注時將其標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延標注時將其標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它

10、們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向被注表面。長線上，符號的尖端必須從材料外指向被注表面。n高度參數(shù)：當選用高度參數(shù)：當選用Ra時，只需在代號中標出其參數(shù)值，時，只需在代號中標出其參數(shù)值，“Ra”本身可以省略；本身可以省略；n當選用當選用Rz或或Ry時，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標出；時，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標出；n當允許實測值中，超過規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的當允許實測值中，超過規(guī)定值的個數(shù)少于總數(shù)的16%時，應(yīng)時，應(yīng)在圖中標注上限值和下限值，在圖中標注上限值和下限值，n當所有實測值不允許超過規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標注最大值或當所有實測值不允許超過規(guī)定值時，應(yīng)在圖樣上標注最大值或最小值。最小值。n取樣長度：

11、如按國標選用，則可省略標注；取樣長度：如按國標選用，則可省略標注；n表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要時才規(guī)定。常見加工紋理方向加工方法或其它因素形成，必要時才規(guī)定。常見加工紋理方向符號見符號見P116表表5-10。標注舉例表面度的測量n比較法：將被測表面和表面粗糙度樣板直接進行比比較法：將被測表面和表面粗糙度樣板直接進行比較，多用于車間，評定表面粗糙度值較大的工件。較，多用于車間，評定表面粗糙度值較大的工件。n光切法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測量光切法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測量。 常常用于測量用于測量Rz為為0.560m。n干涉法：利用光波干涉原理，用干涉顯微鏡測量。干涉法：利用光波干涉原理，用干涉顯微鏡測量?？蓽y量可測量Rz和和Ry值。值。n印模法：利用石臘、低熔點合金或其它印模材料，印模法：利用石臘、低熔點合金或其它印模材料，壓印在被測零件表面，放在顯微鏡下間接地測量被壓印在被測零件表面，放在顯微鏡下間接地測量被測表面的粗糙度。適用于笨重零件及內(nèi)表面。測表面的粗糙度。適用于笨重零件及內(nèi)表面。n表面粗糙度的標注練習：將表面粗糙度符號表面粗糙度的標注練習：將表面粗糙度符號標注在圖上，要求標注在圖上，要求n用任何方法加工圓柱