表面粗糙误差的测量与检验

1、机械零件测量与检验表面粗糙度误差的测量与检验电子教案数控技术专业名师课堂资源开发小组2016年2月项目四：零件表面粗糙度误差的测量与检验请对矩形花键套零件的表面粗糙度进行检测。如图13-1 图13-1 矩形花键套一、 零件表面粗糙度的分析 图13-1为矩形花键套，从零件图样分析可得，该零件表面粗糙度要求较高的有外圆柱面Ra1.6，其次为Ra3.2,其余为Ra6.3.。表面粗糙度的相关专业术语及知识点 零件的表面结构原于产品几何技术规范（GPS），其几何特征只能用微米(um)级的参数来描述，通常要用光学量仪才能确定其精度等级。 表面结构含粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓三个方面的内容，国家标准规

2、定采用轮廓法确定相应的参数。表面结构的粗糙度感觉零件的加工、检验中使用较普遍，是本章节重点介绍的内容。1、 表面结构国家标准 国家标准规定用轮廓法确定表面结构（粗糙度、波纹度和原始轮廓），对有关术语、定义、参数和表面结构的标注作出了明晰的规范。现行使用的国家标准有：GB/T 3503-2009、GB/T 1031-2009和GB/T 131-2006。GB/T 3503-2009 产品几何技术规范（GPS） 表面结构 轮廓法 术语、定义及表面结构参数。代替GB/T 3505-1983、GB/T 3505-2000。GB/T 1031-2009 产品几何技术规范（GPS) 表面结构 轮廓法 表面

3、粗糙度参数及其数值。代替GB/T 1031-1995。现行国家标准对原标准中的一些参数、代号作出修改，例如：将“轮廓最大高度”参数代号“Ry”改成为“Rz”；“轮廓微观不平度的平均间距”参数代号“Sm”改为“Rsm”；“取样长度”代号由“L”改为“Lr”。GB/T 131-2006 产品几何技术规范(GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法代替了GB/T 131-1993。2、 表面粗糙度1） 实际轮廓 实际轮廓是指一个平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。如图13-2所示。 图13-2 实际轮廓评定表面结构时，通常按轮廓上波长的大小将表面轮廓误差分成三类：波长1mm 属于表面粗糙度；波距

4、在110mm属于表面波纹度；波距10mm属于形状误差。零件实际轮廓的几何误差如图13-3所示。 （a) (b) (c) （d） 图13-3 实际轮廓的几何误差(a)表面粗糙度轮廓 （b）波纹度轮廓 （c）形状误差轮廓 （d）截面轮廓 2）评定表面粗糙度的基本术语 （1）取样长度Lr在X轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度。即用于评定具有表面粗糙度时所取的一段基准长度。Ra参数值与取样长度Lr值的对应关系。见表13-1所示。表13-1 Ra参数值与取样长度Lr值的对应关系（2）评定长度Ln 评定长度是评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。一般包含一个或几个取样长度在内，如取标准评定长度ln5lr。

5、若被测表面比较均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选ln5lr。 （3） 轮廓中线 用以评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线称为轮廓中线（在一个取样长度Lr之内）。轮廓中线可以是最小二乘中线（如图13-4所示）或算术平均中线（如图13-5所示），视具体的评定参数而定。 图13-4 轮廓最小二乘中线图13-5 轮廓算术平均中线3） 表面粗糙度评定参数（1） 轮廓算术平均偏差Ra（如图13-6所示） 在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各点至轮廓中线的纵坐标值的绝对值的算术平均值，即 图13-6 轮廓算术平均偏差Ra （2）轮廓最大高度Rz （图13-7） 轮廓最大高度Rz 是指取样长度Lr范围

6、内，轮廓峰顶线Zpmax与轮廓谷底线Zpmax间的最大距离，即 Rz = Zpmax + Zvmax 图13-7 轮廓最大高度Rz （3）轮廓单元的平均宽度RSm 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元，在一个取样长度lr范围内，轮廓单元相交线段的宽度（轮廓的宽度Xs）的平均值RSm，即为 4）表面粗糙度的选用（见表13-2所示)表13-2 表面粗糙度的表面特征、加工方法及应用轴和孔的表面粗糙度参数推荐值见表13-3表13-3 轴和孔的表面粗糙度参数推荐值5）表面粗糙度的标注（1） 表面粗糙度的符号 表面粗糙度符号、代号及意义见表13-4表13-4 表面粗糙度符号、代号及意义表13-5 表面粗糙度画法与标注示例 3）不同表面粗糙度的外观情况 表13-6 不同表面粗糙度的外观情况 4）各种加工方法所能达到的表面粗糙度表13-7 各种加工方法所能达到的表面粗糙度二、 选用计量器具根据零件表面粗糙度要求，可选择以下计量器具进行测量检验：零件名称序号检测项目量具类别量具名称数量备注矩形花键套1Ra1.6，3.2，6.3量仪+样板表面粗糙度仪（表面粗糙度样板）1套相关技术测量知识1、 计量器具选用 表13-8 表面粗糙度的检测方法、适用范围及说明如图13-6所示相应计量器具 图13-6（a)表面粗糙度样板图13-3 图13-6b便携式表面光洁度仪图13-6c