表面粗糙newPPT课件

1、1课时数：课时数：2课时课时重点：表面粗糙度概念重点：表面粗糙度概念 难点：表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、难点：表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、 表面波度的区别表面波度的区别新课导入：新课导入： 切削加工的零件，不仅有尺寸精度和形位公差切削加工的零件，不仅有尺寸精度和形位公差的要求，而且有表面质量的要求。表面质量影响的要求，而且有表面质量的要求。表面质量影响零件的使用性能。表面粗糙度就是用来衡量零件零件的使用性能。表面粗糙度就是用来衡量零件表面质量的。表面质量的。第1页/共72页基 本 要 求1、正确理解表面粗糙度的含义。2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。3、理解并掌握有关术语的定义。

2、4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。6、掌握表面粗糙度的选用。第2页/共72页3本章结构本章结构第3页/共72页45.1 5.1 概述概述第4页/共72页55.1 5.1 概述概述 截面轮廓误差放大曲线截面轮廓误差放大曲线 1mm 10mm 10mm 形状误差形状误差1mm1mm10 mm 10 mm 表面波纹度表面波纹度 一、表面粗糙度的界定一、表面粗糙度的界定表面粗糙度成分波纹度成分波纹度成分形状误差成分形状误差成分第5页/共72页6一般按一般按S分：分：S1mm 为表面粗糙度轮廓为表面粗糙度轮廓；1S10mm为表面为表面 波纹度轮廓；波纹度轮廓；S10m

3、m为为 f形状形状.。表面粗糙度轮廓的产生：表面粗糙度轮廓的产生：(3) 以及机床等工装系统的振动等。以及机床等工装系统的振动等。(2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形；(1) 切削后遗留 的刀痕； 表面粗糙度表面粗糙度是指加工后零件表面的是指加工后零件表面的微小峰谷（微小峰谷（Z）高低程度和高低程度和间距（间距（S）状况。状况。 间距S高低Z第6页/共72页7二、表面粗糙度对零件工作性能的影响二、表面粗糙度对零件工作性能的影响(1) 影响影响摩擦和磨损摩擦和磨损Ra，f，磨损磨损；(2) 影响影响配合性能配合性能间隙配合磨损后间隙配合磨损后X，过盈过盈配合挤压后影响有效过盈配合挤压后影响有效

4、过盈Y；(3) 影响影响疲劳强度疲劳强度凹痕应力集中；凹痕应力集中；(4) 影响影响抗腐蚀性抗腐蚀性谷底渗入腐蚀；谷底渗入腐蚀；(5) 影响影响接触刚度接触刚度表面局部接触；表面局部接触；(6) 影响接合面的影响接合面的密封性密封性缝隙油气渗漏等。缝隙油气渗漏等。5.1 5.1 概述概述第7页/共72页5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 一、轮廓滤波器一、轮廓滤波器（1） s滤波器滤波器（短波滤波器）（短波滤波器） 确定表面粗糙度确定表面粗糙度与比它更短的波之间相交界限的滤波器。与比它更短的波之间相交界限的滤波器。（2） c滤波器滤波器（长波滤波器）（长波滤波器） 确定表面粗糙度

5、确定表面粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。与波纹度成分之间相交界限的滤波器。（3） f滤波器滤波器 确定波纹度与比它更长波成分之确定波纹度与比它更长波成分之间相交界限的滤波器。间相交界限的滤波器。第8页/共72页9 中线中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线基准线取样长度和评定长度取样长度和评定长度5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 第9页/共72页1.轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线 21mininizX X轮廓偏距轮廓偏距Y Ynll轮廓的最小二乘中线二、评定基准二、评定基准轮廓总的走向轮廓总的走向iz5.2 5.2 表面粗糙度的

6、评定表面粗糙度的评定 第10页/共72页115.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 1 1、取样长度、取样长度lr规定的测量长度规定的测量长度0.080.08、0.250.25、0.80.8、2.52.5、8 8，是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。，是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。2 2、评定长度、评定长度ln一般取一般取ln=5,=5,是指为了合理较全面反映整是指为了合理较全面反映整个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙时所个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙时所必需的一段长度。必需的一段长度。2、取样长度和评定长度、取样长度和评定长度lll

7、llnl基准线基准线第11页/共72页12 轮廓峰轮廓峰(profile peak)是连接（轮廓和是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向轴）两相邻交点向外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓峰高外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓峰高Zp为轮廓为轮廓峰最高点距峰最高点距X轴的距离轴的距离三、轮廓参数三、轮廓参数1.轮廓峰5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 第12页/共72页13 轮廓谷轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向轴）两相邻交点向内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为为X轴轴线与

8、轮廓谷最低点之间的距离线与轮廓谷最低点之间的距离。三、轮廓参数三、轮廓参数2.轮廓谷5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 第13页/共72页14 轮廓单元轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。轮廓单元的高度轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深和谷深Zv之之和；轮廓单元的宽度和；轮廓单元的宽度Xs是指是指X轴线与轮廓单元相交线的长轴线与轮廓单元相交线的长度。度。三、轮廓参数三、轮廓参数3.轮廓单元5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 第14页/共72页151).轮廓算术平均偏差

9、轮廓算术平均偏差Ra2).轮廓最大高度轮廓最大高度 四、评定参数四、评定参数1. 高度评定参数高度评定参数zR5.2 5.2 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定 第15页/共72页161). 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra轮廓算术平均偏差是指在取样长度轮廓算术平均偏差是指在取样长度lr内纵坐标内纵坐标Z(x)绝对值的算术平均值。绝对值的算术平均值。rlradxxZlR0| )(|1测得的测得的 值越大，则表面越粗糙。值越大，则表面越粗糙。 参数能充分反映表面微观几何参数能充分反映表面微观几何形状高度方面的特征，一般用电动轮廓仪进行测量，因此是普遍采用形状高度方面的特征，一般用电动轮廓仪进行

10、测量，因此是普遍采用的评定参数。的评定参数。aRaRrl1z2z1nznzniiZnRa1 1 第16页/共72页172) 轮廓最大高度轮廓最大高度RzLRpRzRvYX轮廓最大高度是指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和。Rz=Rp+Rv注意：在旧标准中也有轮廓最大高度，其符号为Ry。旧标准中微观不平度十点高度Rz，在新标准中已取消。但是我国当前使用的一些测量仪器大多是测量旧标准中的Rz ，因此，当采用现行的技术文件和图样时必须注意它们的区别。最大高度Rz中线中线第17页/共72页182.2.间距参数间距参数( (附加评定参数附加评定参数) )附加评定参数Rsm轮廓单元的平均

11、宽度是指在取样长度轮廓单元的平均宽度是指在取样长度 上上 内，轮廓内，轮廓单元宽度单元宽度Xs的平均值。其计算式为的平均值。其计算式为：rlnisismXnR11式中：Xsi 含有一个轮廓峰（与中线有交点的峰）和相邻 轮廓谷（与中线有交点的谷）的一段中线长度。 n 在取样长度内间距Xsi的个数。第18页/共72页3.3.相关参数（附加评定参数）相关参数（附加评定参数）轮廓支承长度率轮廓支承长度率Rmr(c)：是指在给定水平截面高度是指在给定水平截面高度c上轮廓的上轮廓的实体材料长度实体材料长度Ml（c），即在一个给定水平截面高度），即在一个给定水平截面高度c上用一条上用一条平行于平行于X轴的线

12、与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和，轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和，与评定长度与评定长度ln的比率的比率。 niiMlcMl1lnMl1MliMlncRzm nlMl cRmr c 第19页/共72页轮廓支承长度率：可反映表面耐磨性指标bcbcbclnMl1MliMlncRzma)b)c)Rmr(c)值大，表示该轮廓的凸起实体部分较多，即起支承载荷作用的长度上，接触刚度高，承载能力及耐磨性也好。第20页/共72页21表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓评定评定参数共参数共 4个个：基本参数基本参数 2 个个 附加参数附加参数(辅助参数辅助参数) 2 个个Ra 轮廓算术平均偏差轮廓算术

13、平均偏差Rz 轮廓最大高度轮廓最大高度Rsm 轮廓单元平均宽度轮廓单元平均宽度 Rmr(c) 轮廓支承长度率轮廓支承长度率第21页/共72页22一， 表面粗糙度符号5 5.3 .3 表面粗糙度的表面粗糙度的标注标注任何方法获得表面用去除材料方法获得表面用不去除材料的方法获得的表面无补充说明不能单独使用第22页/共72页23一， 表面粗糙度符号5 5.3 .3 表面粗糙度的表面粗糙度的标注标注符号上边加一横线，标注有关参数及说明表示视图上构成封闭轮廓的各表面具有相同的表面粗糙度要求第23页/共72页24二， 表面粗糙度标注代号c 加工方法a幅度参数代号及数值e加工余量b附加参数符号及数值d加工纹

14、理方向符号第24页/共72页25表面粗糙度要求在图形中注法表面粗糙度要求在图形中注法(1) 位置位置a处处注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号和下限符号“ L”。 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和和“ L” 的标注。若为单向下限值，则必需加注的标注。若为单向下限值，则必需加注“ L” 。表面粗糙度轮廓单一要求标注示例表面粗糙度轮廓单一要求标注示例第25页/共7

15、2页26表面粗糙度的单一要求标注示例表面粗糙度的单一要求标注示例 传输带和取样长传输带和取样长度的标注：传输度的标注：传输带是指两个滤波带是指两个滤波器的截止波长值器的截止波长值之之 间的波长范围。间的波长范围。长波滤波器的截长波滤波器的截止波长值就是取止波长值就是取样长度样长度lr。传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“”隔开。 在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号“” ，来区别是短波（ s ）还是长波（ c =lr ）。 参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间用“/”隔开。 评定长度的标注：如果默认的评定长度( 5lr )时，可省略标注

16、。如果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。第26页/共72页27 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如上图中所示上限为“16规则”，下限为“最大规则” 。为了避免误解，在参数代号和极限值之间插入一个空格。表面粗糙度的单一要求标注示例表面粗糙度的单一要求标注示例第27页/共72页28(2) 位置b处注写第二个（附加参数）表面粗糙度轮廓要求。(3) 位置c处注写加工方法。(4) 位置d处注写 所要求的表面纹理和纹理方向。(5) 位置e处注写 所要求的加工余量（mm）。第28页/共72页29加工纹理符号及说明第29页/共72页三、极限判断规则及标注(1) 16%规则 允许在表面粗

17、糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16。 默认规则，图样不标第30页/共72页极限判断规则及标注(2) 最大规则表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记 第31页/共72页4、传输带和lr、ln的标注 传输带的标注短滤波器短滤波器长滤波器长滤波器 / Ra(a) 标长标长短滤波器短滤波器(b)标短滤波器标短滤波器“”(c)标标“”长滤波器长滤波器第32页/共72页传输带和lr、ln的标注 lr、ln的标注 默认评定长度不标，需要指定评定长度，要在幅度参数代号的后面注写取样长度的个数。(a) 取样长度个数取样长度个数“3”(b

18、) 取样长度个数取样长度个数“6”第33页/共72页5、单向和双向极限的标注（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带； 单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。（2）双向极限的标注 上限值在上方用U表示，下极限在下方用L表示。 上下极限值均为 16%规则或最大规则的极限值。 第34页/共72页6、表面粗糙度幅度参数的标注序号代号意 义1 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m3 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2mRa3.2Ra3.2Ra3.2第35页/共72页表面粗

19、糙度幅度参数的标注.1序号代号意 义4 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m， Ra的下限值为1.6m5 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2m6 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m， Rz的下限值为1.6mRz3.2URa3.2LRa1.6URa3.2LRz1.6第36页/共72页表面粗糙度幅度参数的标注.2序号代号意 义7 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2m， Rz的下限值为1.6m（如果引不起误会，也可省略U、L）8 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m， Rz的最大值为6.3mURz3.2L

20、Rz1.6Ra max 3.2Rz max 6.3Rz3.2Rz1.6第37页/共72页表面粗糙度幅度参数的标注.3序号代号意 义9 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m 10 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m11 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2mRa max 3.2Ra max 3.2Ra max 3.2第38页/共72页表面粗糙度幅度参数的标注.4序号代号意 义12 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m，Ra的最小值为1.6m13 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2m14用去除材料的方法获得的

21、表面粗糙度，Rz的最大值为3.2m， Rz的最小值为1.6mRz max 3.2Ra max 3.2Ra min 1.6Rz max 3.2Rz min 1.6第39页/共72页表面粗糙度幅度参数的标注.5序号代号意 义15 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m ，传输带0.0080.8mm16 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，取样长度0.8mm，评定包含3个取样长度0.8/Ra 3 3.20.0080.8/Ra3.2第40页/共72页41附加评定参数的标注第41页/共72页二、表面粗糙度要求的图样标注表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线或其延

22、长线和指引线、尺寸线、尺寸界线上，也可标注在公差框格上。符号的尖端必须从材料外指向被注表面。符号、数字的方向按规定标注。第42页/共72页第43页/共72页44不第44页/共72页45第45页/共72页46第46页/共72页47第47页/共72页48第48页/共72页49摘自摘自GB/T1031-2009Ra 的数值的数值( m)0.0120.203.2500.0250.406.30.0500.8012.50.1001.6025Rz 的数值的数值( m)0.0250.406.310010000.0500.8012.52000.1001.60254000.203.250800一、评定参数项目的选

23、择5 5.4 .4 表面粗糙度的选择表面粗糙度的选择第49页/共72页500.0060.1001.600.01250. 203.20.0250.406.30.0500.8012.5Rsm 的数值 ( mm)1015202530405060708090Rsm(c)() 的数值 ( mm)轮廓截面高度轮廓截面高度c用微米或用微米或Rz的百分数表示。的百分数表示。一、评定参数项目的选择第50页/共72页51二、评定参数值的选择 零件表面粗糙度数值的选用零件表面粗糙度数值的选用，应该既要满足零件表面功，应该既要满足零件表面功用要求，又要考虑经济合理性。选用时要注意以下问题：用要求，又要考虑经济合理性。

24、选用时要注意以下问题：同一零件上工作表面的粗糙度参数值比非工作表面的粗糙度参数同一零件上工作表面的粗糙度参数值比非工作表面的粗糙度参数值小。值小。摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值小参数值小承受交变荷载的表面及易引起应力集中的部分（如圆角、沟槽承受交变荷载的表面及易引起应力集中的部分（如圆角、沟槽等），粗糙度参数值应小些。等），粗糙度参数值应小些。要求配合稳定可靠时，粗糙度参数值应小些。小间隙配合表面，要求配合稳定可靠时，粗糙度参数值应小些。小间隙配合表面，受重载作用的过盈配合表面，其粗糙度参数值要小。受重载作

25、用的过盈配合表面，其粗糙度参数值要小。密封性、防腐性要求高的表面或外表有美观要求的表面粗糙度参密封性、防腐性要求高的表面或外表有美观要求的表面粗糙度参数值都应小些。数值都应小些。凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定者（如轴承、量规、齿凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定者（如轴承、量规、齿轮等），应按标准规定选取表面粗糙度参数值。轮等），应按标准规定选取表面粗糙度参数值。第51页/共72页525 5.5 .5 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量比较法：将被测零件表面与表面粗糙度样块直接进行比较，以确定实际被测表面的表面粗糙度合格与否。比较法简单易行，适于在车间使用。缺点是评定结果的比较法简单易行

26、，适于在车间使用。缺点是评定结果的可靠性很大程度上取决于检测人员的经验。比较法仅适用于可靠性很大程度上取决于检测人员的经验。比较法仅适用于评定表面粗糙度要求不高的工件。评定表面粗糙度要求不高的工件。 比较时，可用肉眼观察、手动触摸，也可借助显微镜、比较时，可用肉眼观察、手动触摸，也可借助显微镜、放大镜。所用粗糙度样板的材料、形状及加工方法应尽可能放大镜。所用粗糙度样板的材料、形状及加工方法应尽可能与被测表面一致。与被测表面一致。 第52页/共72页53光切法：光切法是指利用光切原理来测量表面粗糙度的一种方法。常用的测量仪器是光切显微镜，又称双管显微镜。利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测

27、量Rz为0.560m。第53页/共72页54干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。主要用于测量Rz值。第54页/共72页55针描法：称感触法或触针法，它利用金刚石触针在被零件表面上移动，垂直于被测轮廓的方向做上下移动。常用于Ra值（0.0255m）国产BCJ-2型电动轮廓仪外形第55页/共72页56印模法：第56页/共72页57 小小 结结 第57页/共72页58第58页/共72页59第59页/共72页60第60页/共72页61第61页/共72页62第62页/共72页63三、表面粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法三、表面粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法1.一般规定一般规定（1）对零件的

28、每一表面）对零件的每一表面一般只标注一次一般只标注一次，并尽可能标注在相应尺寸及其，并尽可能标注在相应尺寸及其 极限偏差的极限偏差的同一视图上同一视图上。（2）除非另有说明，所标注的表面粗糙度轮廓要求是对）除非另有说明，所标注的表面粗糙度轮廓要求是对完工零件表面完工零件表面。（3）粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与）粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取方向一致尺寸的注写和读取方向一致。（4）粗糙度的符号的尖端必须）粗糙度的符号的尖端必须 从材料外指向并接触零件表面从材料外指向并接触零件表面。 下面以表面粗糙度轮廓的下面以表面粗糙度轮廓的幅度参数为例说明在零件图上的标注方法

29、幅度参数为例说明在零件图上的标注方法，其他，其他技术要求为默认采用标准化值。技术要求为默认采用标准化值。2. 通用的标注方法通用的标注方法（1）代号注写和读取方向的标注方法）代号注写和读取方向的标注方法,如图如图22所示所示 与尺寸的注写和读取方向一致与尺寸的注写和读取方向一致图图 23第63页/共72页64（2） 代号的标注方法代号的标注方法 标注在轮廓线或其延长线上和用箭头或带黑点标注在轮廓线或其延长线上和用箭头或带黑点(位于可见表面上位于可见表面上)的指引线上，的指引线上， 如图如图24 图图27 所示所示 。图图 24图图 25图图 27图图 26第64页/共72页65 在不引起误解的前提下，可标注在特征尺寸线上，如图在不引起误解的前提下，可标注在特征尺寸线上，如图28、29 所示。所示。 可标注在可标注在 几何公差框格的上方，如图几何公差框格的上方，如图30所示。所示。图图30图图 29Ra 6.350h7 50H8Ra 12.5图图 28 标注在标注在 几何公差框格上面注出了特征尺寸的上方几何公差框格上面注出了特征尺寸的上方, 如图如图31所示。所示。 图图31这两种标注的含义是什么？第65页/共72