第4章 表面微观轮廓精度

1、第四章第四章 表面微观轮廓精度表面微观轮廓精度 第四章第四章 表面微观轮廓精度表面微观轮廓精度 1.表面微观轮廓精度的基本概念表面微观轮廓精度的基本概念 2.表面微观轮廓精度的评定表面微观轮廓精度的评定 3.表面微观轮廓精度的标注方法表面微观轮廓精度的标注方法 4.表面微观轮廓精度的设计表面微观轮廓精度的设计 5.表面微观轮廓精度的测量方法表面微观轮廓精度的测量方法 1表面微观轮廓精度的表面微观轮廓精度的基本概念基本概念 一、表面微观轮廓误差的界定一、表面微观轮廓误差的界定 1.定义定义指工件表面上具有的较小间距的指工件表面上具有的较小间距的 微小峰谷组成的微观几何形状的特征。微小峰谷组成的微

2、观几何形状的特征。 2.引起原因引起原因在切削加工中的刀痕，材料在切削加工中的刀痕，材料 的塑性变形、加工工艺系统的高频振动、的塑性变形、加工工艺系统的高频振动、 刀具与被加工表面的摩擦等。刀具与被加工表面的摩擦等。 1表面微观轮廓精度的表面微观轮廓精度的基本概念基本概念 3.容易混淆的几何术语：容易混淆的几何术语： 表面粗糙度表面粗糙度工件表面上的微观几何特征；工件表面上的微观几何特征； 形状误差形状误差 工件表面的宏观几何特征；工件表面的宏观几何特征； 表面波纹度表面波纹度工件表面上介于微观和宏观几工件表面上介于微观和宏观几 何特征之间的特征。何特征之间的特征。 1表面微观轮廓精度的表面微

3、观轮廓精度的基本概念基本概念 二、表面微观轮廓误差对零件使用性能的影响二、表面微观轮廓误差对零件使用性能的影响 它直接影响零件的它直接影响零件的 耐磨性、耐磨性、 配合性能、配合性能、 耐疲劳性、耐疲劳性、 耐腐蚀性、耐腐蚀性、 密封性以及接触刚度、摩擦、磨损、工作精度、可密封性以及接触刚度、摩擦、磨损、工作精度、可 靠性和使用寿命。靠性和使用寿命。 因此，在保证零件尺寸、形状和位置精度的同时，对其表面粗糙度也必因此，在保证零件尺寸、形状和位置精度的同时，对其表面粗糙度也必 须加以控制。须加以控制。 1表面微观轮廓精度的表面微观轮廓精度的基本概念基本概念 三、国家标准三、国家标准 GB/T10

4、31-1995 ； GB/T131-1993 ； GB/T3505-2000； GB/T10610-1998； GB/T15757-2002 等为当前执行的关于表面等为当前执行的关于表面 粗糙度的国家标准。粗糙度的国家标准。 返回 2 表面微观轮廓精度的评定表面微观轮廓精度的评定 一、一、 表面粗糙度表面粗糙度取样长度取样长度和和评定基准评定基准 （即国标中给出的有关术语和定义）（即国标中给出的有关术语和定义） 1.取样长度（取样长度（Sampling Length） 用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准 长度。用长度。用“ ”表示。表示。 常用

5、取样长度规定见附表常用取样长度规定见附表4-1（p202） 为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响所为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响所 规定的用于判别具有表面粗糙特征的一段基准线长度，并应在轮规定的用于判别具有表面粗糙特征的一段基准线长度，并应在轮 廓总的走向上量取。廓总的走向上量取。 r l 一、一、 表面粗糙度表面粗糙度取样长度取样长度和和评定基准评定基准 2. 评定长度评定长度(Evaluation Length) “ ” 指在评定轮廓时必须取的一段长度，它指在评定轮廓时必须取的一段长度，它 可以包括几个取样长度，一般为五个取样长可以包括几个取样长度，一般为

6、五个取样长 度，即度，即 。 常用评定长度规定见常用评定长度规定见附表附表4-1（p202） 。 为了充分反映微观几何形状误差不均匀的程度，测量表为了充分反映微观几何形状误差不均匀的程度，测量表 面粗糙度所必需的一段长度。面粗糙度所必需的一段长度。 5 nr ll n l 二、二、 基准线基准线 1.轮廓中线轮廓中线 (Mean Line) “ ” 是指是指评定表面粗糙度值的具有理想几何形状并划评定表面粗糙度值的具有理想几何形状并划 分轮廓的分轮廓的基准线基准线。 轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线 它是具有与被测表面几何形状一致的几何轮廓它是具有与被测表面几何形状一致的几何轮廓 形状，并将

7、被测轮廓加以划分的线。形状，并将被测轮廓加以划分的线。 根据实际轮廓用最小二乘法来确定，即根据实际轮廓用最小二乘法来确定，即在取样长在取样长 度内，使被测度内，使被测轮廓上各点到中线的偏距（在测量方轮廓上各点到中线的偏距（在测量方 向上轮廓上的点到基准线的距离）的平方和为最小向上轮廓上的点到基准线的距离）的平方和为最小。 这条基准线为这条基准线为轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线。 m 2 0 ( )min r l Yx dx 二、二、 基准线基准线 轮廓的算术平均中线轮廓的算术平均中线 从理论上讲，最小二乘中线是理想的唯从理论上讲，最小二乘中线是理想的唯 一一基准线基准线，但在实际应用时，

8、其位置很难确，但在实际应用时，其位置很难确 切地获得，因此常用轮廓的算术平均中线来切地获得，因此常用轮廓的算术平均中线来 代替，这条基准线的方向应与被测轮廓线的代替，这条基准线的方向应与被测轮廓线的 方向一致，并将轮廓曲线划分为上、下两半，方向一致，并将轮廓曲线划分为上、下两半， 使其在取样长度内，使其在取样长度内，由中线至轮廓上、下两由中线至轮廓上、下两 边的面积相等边的面积相等的基准线。的基准线。 （p74图4-3） ii FF 三、三、 评定参数评定参数 国标规定，表面粗糙度的参数有三个方面：国标规定，表面粗糙度的参数有三个方面： 高度特征参数；高度特征参数； 间距特征参数；间距特征参数

9、； 形状特征参数。形状特征参数。 三、三、 评定参数评定参数 （一）表征微观不平度的高度参数（一）表征微观不平度的高度参数 1.轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差 （p75图图4-5） Ra 0 1 ( ) lr RaY x dx lr ； 1 1 n n i RaYi 2.微观不平度十点高度微观不平度十点高度 （新标准中此项已取消）（新标准中此项已取消） 也可表示为：在取样长度内，从平行于轮廓也可表示为：在取样长度内，从平行于轮廓 中线的任一平行线算起，到被测轮廓的中线的任一平行线算起，到被测轮廓的5个最高个最高 点（峰）和点（峰）和5个最低点（谷）之间的平均距离。个最低点（谷）之间的平均距离

10、。 z R 55 1 5 11 () Ypivi ii RYY 3.轮廓最大高度轮廓最大高度 在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。在取样长度内，轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。 图图4-6（p75） y R pv RyZZ 三、三、 评定参数评定参数 （二）表征微观不平度的间距参数（二）表征微观不平度的间距参数 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷组成一个轮廓单元。（见p76图4-7） 1. 轮廓单元的宽度轮廓单元的宽度 在一个取样长度内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度。在一个取样长度内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度。 2. 轮廓的平均宽度轮廓的平均宽度 在一个取样长度内，所有轮廓单元宽度的平均值。在一个取样长度内，所有轮廓单元宽度的平均值。 （三）表征微观不平度的形状特征参数（三）表征微观不平度的形状特征参数 轮廓支承长度率轮廓支承长度率 () isi SX、 ( mi S 或 )RSm ( )Rmr c 返回 3 表面微观轮廓精度的标注方法表面微观轮廓精度的标注方法 P77-79 图4-9、图4-10、图4-11、图4-12、图4-13、 表4-1。 返回 4零件表面微观轮廓精度设计零件表面微观轮廓精度设计 一、表面微观轮廓的粗糙度参数选用表面微观轮廓的粗糙度参数选用 优先选优先选R