表面粗糙度课件

1、第一节表面粗糙度的评定第一节表面粗糙度的评定Page 2一、表面粗糙度与微观表面质量一、表面粗糙度与微观表面质量由于切削过程中的：刀痕切屑分离时的塑性变形刀具和被加工表面间的摩擦工艺系统中的高频振动等。1、产生的原因及定义：、产生的原因及定义：加工表面上留下的凸凹不平的痕加工表面上留下的凸凹不平的痕迹，这些痕迹是由许多微小的凸迹，这些痕迹是由许多微小的凸峰和凹谷组成的，峰和凹谷组成的，Page 3第一节表面粗糙度的评定n 一.基本概念n 无论是经切削加工或用其它方法所获得的零件表面，总存在着几何形状误差,包括：n 1.表面宏观几何形状误差(形状误差)、n 2.表面波纹度(波度)n 3.微观几何

2、形状误差(表面粗糙度)，如图51。 n 表面粗糙度(Surface Roughness)是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。通常它的波距()小于1 mm。Page 42 2、表面粗糙度、表面波纹度、形状误差的划分、表面粗糙度、表面波纹度、形状误差的划分(1)波距小于1mm，属于微观几何形状误差表面粗糙度。(2)波距10mm以上的且不呈明显周期性变化的宏观的几何形状误差。(3)波距介于110mm的并呈周期性变化的表面波纹度Page 5Page 6二.表面粗糙度对零件使用性能的影响1.对摩擦和磨损的影响 零件实际表面越粗糙，摩擦系数越大，因摩擦而消耗的能量也越大。此外，表面越

3、粗糙，配合表面间的实际有效接触面就越小，随单位面积压力的增大，表面更易磨损。2.对工作精度的影响 表面粗糙不平，将减少实际有效接触面积，在相同负荷下，接触表面的单位面积压力大，使表面层的局部变形增大，降低接触刚度，影响机器和仪器的工作精度。 Page 73.对配合性质的影响 对于间隙配合，由于表面粗糙不平，会因磨损而使间隙迅速增大。对于过盈配合，粗糙表面轮廓的峰顶在装配时被挤平，实际有效过盈减小。对于过渡配合表面粗糙也有使配合变松的影响。4.对疲劳强度的影响 零件表面越粗糙，对应力集中越敏感，特别是在交变载荷下，影响更为严重，将使零件表面产生裂痕而损坏。5.对耐腐蚀性的影响 表面越粗糙，积聚在

4、零件表面上的腐蚀性气体或液体也越多，并通过谷底向金属内部渗透，使腐蚀加剧。Page 8 此外，表面粗糙度对零件结合的密封性，对流体流动的阻力以及对机器、仪器的外观质量都有很大影响。三.表面粗糙度的基本术语 1.取样长度 l 取样长度是指评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。规定和选择这段长度是为限制和削弱表面波纹度(波距在110mm之间)对表面粗糙度测量结果的影响。在所选取的取样长度内，一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。 Page 92.评定长度ln 由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时所必须的一段表面长度，它包括一个或几个取样长度，称为

5、评定长度ln。 评定长度一般按5个取样长度来确定。如图51所列。Page 103.评定表面粗糙度的基准线 评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线称为基准线。 基准线有以下两种： (1)轮廓最小二乘中线 m 轮廓的最小二乘中线是根据实际轮廓用最小二乘法来确定，即在取样长度内，使轮廓上各点至一条假想线的距离的平方和为最小(见图51 a)。21minniiyPage 11 这条假想线即为最小二乘中线。 (2)轮廓算术平均中线 m 在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上下两部分，且使上部面积之和等于下部分面积之和，如图51 b所示，即： F1+F3+F2n-1=F2+F4+F2n 这条假想的线即为轮

6、廓算术平均中线。 通常用目测估计来确定轮廓算术平均中线，并以此作为评定表面粗糙度数值的基准线。Page 12四.表面粗糙度评定参数及其数值1.表面粗糙度评定参数 表面粗糙度的评定参数，是用来定量描述零件表面微观几何形状特征的。 三个高度参数：轮廓算术平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz)和轮廓最大高度(Ry)三个。 三个附加（间距）参数：轮廓不平度的平均间距(Sm)、轮廓单峰平均间距(S)和轮廓支承长度率(tp)三个附加参数。Page 13(1)轮廓算术平均偏差 Ra 在取样长度l范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值，称为算术平均偏差 Ra (见图5-2)Page 14 (

7、2)微观不平度十点平均高度Rz 在取样长度l范围内，被测表面上5个最大的轮廓峰高平均值与5个最大的谷底深的平均值之和称为十点平均高度Rz，如图5-3所示Page 15(3)轮廓最大高度Ry 在取样长度l范围内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离为轮廓最大高度 Ry (如图5-4所示)。 Ry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，不如Rz值反映的几何特性准确。Page 162 2、轮廓最大高度、轮廓最大高度z zn 定义：在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。 Rz=zpmax+zvmaxRyPage 17(4)轮廓微观不平度

8、的平均间距 Sm 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Smi，称为轮廓微观不平度间距。在取样长度内轮廓微观不平度间距的平均值，称之为轮廓微观不平度的平均间距。(5)轮廓单峰平均间距 S 两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si(见图54)，称为轮廓单峰的间距。在取样长度内，轮廓单峰间距的平均值，称之为轮廓单峰平均间距。(6)轮廓支承长度率tp 一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为C的线与轮廓峰相截所得到的各段截线bi之和，称之为轮廓支承长度。 (如图5-4所示)Page 18n tp值是对应于不同水平截距(c)而给出的。水平截距C可n 用微米或Ry

9、的百分比表示。n 在表面粗糙度的三个基本参数Ra、Rz、Ry中，标准推荐n 优先选用Ra当对表面粗糙度除了有高度要求外，还有密封n 性和耐磨性要求，这时就要考虑选择附加参数Sm、S、tp 。 2.表面粗糙度的参数值 以上所述的几种评定数值已标准化，设计时应按国家标准GBT10311995表面粗糙度参数及其数值规定的参数值系列进行选取(如表5-2表5-5所示)。 注意，选用轮廓支承长度率参数时，必须同时给出轮廓水平截距C值。Page 19Page 20Page 21第二节表面粗糙度的选择及其标注一.表面粗糙度参数及参数值的选择 1.表面粗糙度评定参数的选择 评定表面粗糙度的六个评定参数:Ra、R

10、z、Ry 三个高度参数为基本参数，Sm、S、tp为三个附加参数。 1)如果表面没有特殊要求时，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值 ，但以下情况不宜选用Ra。 a.当表面过于粗糙(Ra6.3m)或太光滑 (RaO.025m)时，可选用Rz。 b当零件材料较软时，不能选用Ra。 c如果测量面积很小，在取样长度内，轮廓的峰或谷少于五个时，Rz也难于进行测量，这时可以选用Ry值。Page 222)当表面有特殊功能要求时，为了保证功能要求，提高产品质量，这时可以同时选用几个参数综合控制表面质量。2.表面粗糙度参数值的选择 表面粗糙度参数值选择的合理与否，对产品的使用性能有很大的影响，直接关系到产品的

11、质量和制造成本。在满足功能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。1）一般选择原则 a 同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的粗糙度参数值。 b 摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小 c 受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分(如圆角、沟槽)，表面粗糙度参数值要小。 d 配合性质要求高的结合表面 ，都应取较小的粗糙度参数值。 Page 23 e 配合性质相同，零件尺寸越小则表面粗糙度参数值应越小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。 常用表面粗糙度的参数值及表面粗糙度参数值与所适应的零件表面，选择时可参考表56及表57。2)参数值的选用方法 在选择参数

12、值时，通常可参照一些经过验证的实例，用类比法来确定。二.表面粗糙度符、代号及其标注 1. 表面粗糙度的符号按GBT 1311993，在图样上表示表面粗糙度的符号有五种，见表58。Page 24Page 252.表面粗糙度的代号 在表面粗糙度符号中，要求注写上若干必要的表面特征规定，其表面特征各项规定的注写位置如图57所示。由粗糙度符号和各种必要的特征规定，共同组成表面粗糙度的代号。 图中 a1，a2粗糙度高度参数代号及其数值(m)； b加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等； c取样长度(mm)或波纹度(m)； d加工纹理方向符号； e加工余量(mm)； f粗糙度间距参数值(mm)或轮廓支

13、承长度率。 通常图样只标注高度参数(Ra、Rz、Ry)，其余各项规定在需要时才标注。Page 26Page 27Page 28Page 29表面粗糙度表面粗糙度Ra的标注练习：的标注练习：2、Ra的标注的标注Page 30三.表面粗糙度符号、代号在图样上的标注 1) 在图样上标注表面粗糙度符号、代号时， 一般应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，如图511、图512所示。 2) 表面粗糙度代号中数字及符号的方向，必须按图511、图512的规定标注。3) 其他标注示例参见图513图515。Page 31Page 32Page 33第三节表面粗糙度的测量 常用