06表面粗糙度

1、第五章 表面粗糙度授课课题：表面粗糙度目的要求：了解表面粗糙度、取样长度、评定长度、基准线的概念；掌握表面粗糙度的评定特征参数及标注。重 点：表面粗糙度的高度特征参数及标注难 点：特征参数值的选用一、 表面粗糙度的实质 机械零件表面精度所研究和描述的对象是零件的表面形貌特性。零件表面的形貌分三种情况： (1) 表面粗糙度 是零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于 50。(2) 表面波纹度 零件表面中峰谷的波长和波高之比等于501000的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的，目前表面波纹度还没有制定国家标准。国际标准化

2、组织第57技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。（波距1-10mm.）(3) 形状误差 零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。 放大的实际表面轮廓表面粗糙度成分波纹度成分形状误差成分图5-1表面形貌表面粗糙度对机器零件的摩擦磨损、配合性质、耐腐蚀性、疲劳强度及结合密封性等都有很大的影响。二、表面粗糙度对零件使用性能的影响1影响零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系数就越大，而结合面的磨损越快。2 影响配合性质的稳定性对间隙配合来说，表面越粗糙，越易磨损，使工作边程中间隙增大。3影响零件的强度。4影响零件的抗腐蚀性能。 图5-2实际轮廓5影响零件的密封性。6对零件的外观、

3、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。 三、评定表面粗糙度的基本规定1、 实际轮廓 实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得的轮廓线（如图5-2所示）。按照所取截面方向的不同，又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定或测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常是指横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓2、 取样长度l：评定表面粗糙度时所取的一段基准线长度。目的：在于限制和减弱其他几何形状误差，特别是表面波纹度对测量结果的影响。表面越粗糙，取样长度越大，因为表面越粗糙，波距也越大，较大的取样长度才能反映一定数量的微量高低不平的痕迹。3、评定长度Ln：评定表面轮廓

4、所必需的一段长度。评定长度包括一个或几个取样长度，由于零件表面各部分的表面粗糙不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度。图5-3评定长度、取样长度 图5-4轮廓中线4、基准线：评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线。基准线有下列两种：轮廓最小二乘中线、轮廓算术平均中线。（1）轮廓最小二乘中线m：轮廓的最小二乘中线是在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至该线的距离平方和为最小（见图5-4），即：（2）轮廓算术平均中线轮廓的算术平均中线是在取样长度范围内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线（见图5-5），即F1F

5、2+ Fn=G1+ G2 + Gm 轮廓算术平均中线往往不是唯一的，在一簇算术平均中线只有一条与最小二乘中线重合。在实际评定和测量表面粗糙度时，使用图解法时可用算术平均中线代替最小二乘中线。图5-5轮廓算术平均中线（一） 表面粗糙度的评定参数国家标准GB3505-83和GB/T1031-95中规定了6个评定参数，其中有关高度特性的参数3个，间距特性的参数有2个，形状特性参数有1个，其中高度参数是主要的。1、 轮廓算术平均偏差Ra在取样长度l内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即Ra能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，但因受计量器具功能的限制，不用作过于粗糙或太光滑的表面的

6、评定参数。2、 微观不平度十点平均高度Rz在取样长度内个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和（见图5-6）即Rz只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝的几何特性，同时若取点不同，则所得Rz值不同，因此受测量者的主观影响较大。3、 轮廓最大高度Ry在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离（见图5-6）。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点 Ry =ypmax+yvmaxRy值是微观不平度十点中最高点和最低点至中线的垂直距离之和，因此它不如Rz值反映的几何特性准确，它对某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面质量有实用意义。图5-6微观不平

7、度十点平均高度、轮廓最大高度总之：确定表面粗糙度时，可在三项高度特性方面的参数中Ra、Rz、Ry选取，只有当用高度参数不能满足表面功能要求时，才选取附加参数。四、表面粗糙度的选用*确定零件表面粗糙度时，既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济性。*表面粗糙度选择包括参数选择和参数值的选择。1、 参数选取的原则 确定表面粗糙度时，可在三项高度特性方面的参数（Ra、Rz、Ry）中选取，只有当高度参数不能满足表面的功能要求时，才选取附加参数作为附加项目。2、 高度参数值选择选用原则：在满足零件表面使用功能前提下，应尽量选用大的参数值。具体选择参数值时应注意：（1） 同一零件上，工作表面粗糙度值小于非

8、工作表面。（2） 摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面。（3） 运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢质零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度。（4） 配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度。（5） 尺寸精度要求高时，参数值应相应地取得小。选用方法：可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系；一般情况下，它们之间有一定的对应关系(设形状公差为T，尺寸公差为IT)：若T0.6 IT，则Ra0.05 IT； Rz 0.2 IT T0.4 IT，则Ra0.025 IT； Rz 0.1 I

9、T T0.25 IT，则Ra0.012 IT； Rz 0.05 IT T0.25 IT，则Ra0.15 T； Rz 0.6 T五、表面粗糙度的符号在图样上表示表面粗糙度的符号有三种： a b ca为基本符号，表示表面可以用任何方法获得b表示表面是用去除材料的方法获得的；c表示表面是用不去除材料的方法获得的。图5-7表面粗糙度符号表面粗糙度代号的含义： a1、a2 处为粗糙度高度参数的允许值（m）；b处标注加工方法、镀涂或其它表面处理；c处标出取样长度（mm）；d标出加工纹理方向符号；e处标出加工余量（mm）；f处标出间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。 图5-8表面粗糙度代号六、表面粗糙度的标

10、注标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面。高度参数：当选用Ra时，只需在代号中标出其参数值，“Ra”本身可以省略；当选用Rz或Ry时，参数和参数值都应标出；当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数的16%时，应在图中标注上限值和下限值，当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。取样长度：如按国标选用，则可省略标注；表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。 图5-9表面粗糙度的标注表面粗糙度标注示例：七、表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测方法主要有：比较法、光切法、光波干涉法和感触法。比较法：将被测表面和表面粗糙度样板