表面粗糙度的评定参数ppt课件

1、第四章 外表粗糙度的丈量 一外表形貌误差的概念与构成一外表形貌误差的概念与构成1外表形貌误差分类：外表形貌误差分类： 实践加工外表通常包含如下三种外表形貌误实践加工外表通常包含如下三种外表形貌误差：差：外表粗糙度：波距外表粗糙度：波距小于小于1mm，大体呈周期性，大体呈周期性变化，变化， 属于微观几何外形误差；属于微观几何外形误差；表表 面面 波度：波距波度：波距p在在110mm，呈周期性变，呈周期性变化，化， 属于中间几何外形误差；属于中间几何外形误差；外形外形 误误 差：波距大于差：波距大于10mm，无明显周期性变，无明显周期性变化，化， 属于宏观几何状误差属于宏观几何状误差 。2外表粗糙

2、度：是一种微观几何外形误差又外表粗糙度：是一种微观几何外形误差又称微观不平度。称微观不平度。3外表粗糙度的产生缘由：在加工过程中，外表粗糙度的产生缘由：在加工过程中，刀具和零件外表刀具和零件外表 间产生磨擦、高频振动及切削时在任务外表间产生磨擦、高频振动及切削时在任务外表上留下的微观上留下的微观 痕迹。痕迹。二外表粗糙度的影响二外表粗糙度的影响外表粗糙度对机器零件的运用性能有着重要的影响，外表粗糙度对机器零件的运用性能有着重要的影响，主要表如今：主要表如今： 1对摩擦和磨损的影响对摩擦和磨损的影响 2对配合性的影响对配合性的影响 3对接触刚度的影响对接触刚度的影响 4对疲劳强度的影响对疲劳强度

3、的影响 5对抗腐蚀性的影响对抗腐蚀性的影响 6对结合密封性的影响对结合密封性的影响 此外外表粗糙度还影响检验零件时的丈量不确定度、此外外表粗糙度还影响检验零件时的丈量不确定度、零件外形的美观等等。零件外形的美观等等。 三外表形貌丈量的特点与范围三外表形貌丈量的特点与范围特点：通常为量程小、丈量分辨率高特点：通常为量程小、丈量分辨率高nm、外表粗糙度丈量的范围外表粗糙度丈量的范围 如今外表分析技术已远走出机器零件，如如今外表分析技术已远走出机器零件，如:微电子工业：硅片、磁盘外表、光盘、光学元微电子工业：硅片、磁盘外表、光盘、光学元件、窗片件、窗片 资料科学：外表形貌分析、资料微裂纹资料科学：外

4、表形貌分析、资料微裂纹 生物工程：细胞生物、芯片、遗传学生物工程：细胞生物、芯片、遗传学 科学研讨：纳米技术、物理、化学、生物等根科学研讨：纳米技术、物理、化学、生物等根底科学等底科学等 4 41 1 外表粗糙度的评定参数外表粗糙度的评定参数 n主要内容：主要内容： 1 1、主要术语及定义、主要术语及定义 取样长度取样长度L L 评定长度评定长度L L 轮廓中线轮廓中线m m 2 2、6 6个评定参数个评定参数 3 3个根本、个根本、3 3个附加个附加 3 3、普通规定、普通规定重点：重点： 3 3个根本评定参数个根本评定参数一主要术语及定义一主要术语及定义1实践轮廓：平面与实践外表相交所得的

5、轮实践轮廓：平面与实践外表相交所得的轮廓线。廓线。按照相截方向的不同，它又可分为横向实践按照相截方向的不同，它又可分为横向实践轮廓和纵向实践轮廓。在评定或丈量外表粗轮廓和纵向实践轮廓。在评定或丈量外表粗糙度时，除非特别指明，通常均指横向实践糙度时，除非特别指明，通常均指横向实践轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。廓。横向实践轮廓图横向实践轮廓图实践轮廓图实践轮廓图2 2取样长度取样长度l l：用于判别和丈量外表粗糙度时所规定的一段基：用于判别和丈量外表粗糙度时所规定的一段基准线长度。准线长度。量取方向：它在轮廓总的走向上。量取方向：它在轮廓总的走向上

6、。目的：限制和减弱外表波度对外表粗糙度丈量结果的影响。目的：限制和减弱外表波度对外表粗糙度丈量结果的影响。 ( (几何滤波几何滤波) )选择原那么：选择原那么： 5 5 l l p /3p /3常用的取样长度见表常用的取样长度见表4-14-1。3 3评定长度评定长度L L ：评定轮廓所必需的一段长度，它包括一个或数个取样长评定轮廓所必需的一段长度，它包括一个或数个取样长度。度。目的：目的： 为充分合理地反映某一外表的粗糙度特征。为充分合理地反映某一外表的粗糙度特征。加工外表有着不同程度的不均匀性。加工外表有着不同程度的不均匀性。选择原那么：普通按五个取样长度来确定。选择原那么：普通按五个取样长

7、度来确定。4 4轮廓中线轮廓中线m m：是评定外表粗糙度数值的基准线。具有几：是评定外表粗糙度数值的基准线。具有几何轮廓外形与被测外表几何外形一致，并将被测轮廓加何轮廓外形与被测外表几何外形一致，并将被测轮廓加以划分的线。类型有：以划分的线。类型有：1 1最小二乘中线：最小二乘中线：使轮廓上各点的轮廓偏转距使轮廓上各点的轮廓偏转距y y在丈量方向上轮廓上在丈量方向上轮廓上的点至基准线的间隔的平方和为最小的基准线。的点至基准线的间隔的平方和为最小的基准线。算术平均中线：在取样长度范围内，划分实践轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线。轮廓的算术平均中线轮廓的算术平均中线 二、评定参数及数

8、值：二、评定参数及数值：对评定参数的根本要求：对评定参数的根本要求：1正确、充分反映外表微观几何外形特征；正确、充分反映外表微观几何外形特征；2具有定量的结果；具有定量的结果；3丈量方便。丈量方便。国标从程度和高度两方向各规定了三个评定参国标从程度和高度两方向各规定了三个评定参数：三个根本参数程度，三个附加的评定数：三个根本参数程度，三个附加的评定参数高度参数高度图图4-3 外表粗糙度的高度参数外表粗糙度的高度参数Rz1 1、轮廓算术平均偏向、轮廓算术平均偏向RaRa 在取样长度在取样长度L L内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。用公式表示为：用公式表示为：RL

9、y x dxal10( )niiaynR11Ryyzpiivii15155Rz(.) (.)hhhhhh24101395 =2 2微观不平度十点高度微观不平度十点高度 在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和，如图谷深的平均值之和，如图4-34-3所示。用公式表示为：所示。用公式表示为：在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m的恣意一根线算起，计算被测轮廓的五个最高点峰到五个最低点谷之间的平均间隔 3 3轮廓最大高度轮廓最大高度 在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的间隔图在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之

10、间的间隔图4-34-3。Ryyypvmaxmax图图4-4外表粗糙度的程度参数外表粗糙度的程度参数外表粗糙度的三个程度参数：外表粗糙度的三个程度参数： 轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距Sm 轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距S 轮廓支承长度率轮廓支承长度率tp4 4轮廓微观不平度的平均间距轮廓微观不平度的平均间距SmSm含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Sm(Sm(图图4-44-4，称为轮廓微观不平度间距。，称为轮廓微观不平度间距。nimmiSnS115 5轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距S S两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度

11、两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度S S图图4-44-4，称为轮廓单峰的间距。，称为轮廓单峰的间距。 S =S = 11nSiin6 6轮廓支承长度率轮廓支承长度率tptp一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为C C的线与轮廓峰相截所的线与轮廓峰相截所得到的各段截线得到的各段截线bibi之和，称为轮廓支承长度之和，称为轮廓支承长度p p p p biin1轮廓支承长度率轮廓支承长度率 轮廓支承长度轮廓支承长度 与取样长度之比，就是轮廓支承长度率。与取样长度之比，就是轮廓支承长度率。 tp = ( tp = ( p /L) p /L) 100100 三、普通规

12、定1为保证零件的外表质量，可按功能需求规定外表粗糙度。2 在规定外表粗糙度要求时，必需给出粗糙度参数值和测定时的取样长度值两项根本要求，必需时也可规定外表纹理、加工方法顺序和不同区域的粗糙度等附加要求。3丈量方向：外表粗糙度各参数的值是指在垂直于基准外表具有几何外表的外形，它的方位和实践外表走向一致的各截面上测得。对给定的外表，如截面方向与高度参数最大值的方向一致，那么可不规定丈量方向，否那么应在图样上表示截面方向。4外表缺陷：评定过程中，不应把外表缺陷如沟槽、气孔、划伤等包含进去。必要时，应单独规定外表缺陷要求。5 丈量部位：为了完好地反映零件外表的实践情况，需求在其假设干具有代表性的位置上

13、进展丈量，普通可采取在均匀分布的三个以上的位置上取其平均值作为最终结果。15 表而粗糙度丈量方法综述及丈量的根本原那么表而粗糙度丈量方法综述及丈量的根本原那么v151 丈量方法综述v 对加工外表质量的评定，除了用视觉和触觉进展定性地比较检验的方法以外，并逐渐实现了用数值确定外表粗糙度参数值的定量丈量。从本世纪30年代陆续提出了丈量粗糙度的方法原理和仪器以来，已开展了一系列利用光学、机械、电气原理的外表粗糙度公用丈量仪器，其根本构造方式如图97所示。v 粗糙度丈量方法主要是以不同类型的传感器所反映的丈量原理来分类的。表9l 4列出了各类转换方式的传感器。运算安装包括信号放大器、滤波器和各种型式的

14、计算处置(如信号变换、模数转换、时控、数字计算等)安装。输出设备包括指针式电量表、记录器、光电输出器、电传打字机、磁带输出器、Tv显示屏、绘图仪等。其中，传感器是根本组成部分，在获得外表丈量信号以后，亦可用人工进展计算处置给出结果。v1L 2 外表粗糙度丈量的根本原那么 v (1)丈量方向v 按现行规范所定义的各种粗糙度评定参数，是基于轮廓法确定数值，是在被测外表的法向截面上的实践轮廓上进展丈量的结果。由于垂直于被测外表的法向截面存在各种不同的丈量方向所以规定在垂直于加工纹理力向的d向截面(参R图g8)测得的结果，称作横向轮廊的外表粗糙度数值(d)；在平行于加工纹理方向的5向截面上所作的丈量，

15、称为纵向轮廓的粗糙度数值(6)。实验阐明，大多数的切削加工表v面，在横向轮廓上测得的粗糙度数值比较大，只是有的该铣加工和个别端铣加工外表，在纵向轮廓上会有较大的数值。 假设在被测外表上难以确定加工纹理方向，以及某些加工纹理紊乱或不存在固定方向的外表，应分别在多个方向上丈量，以获取最大参故值为结果或取其峰谷高度的最大值，计算一个区域的丈量结果。v (2)外表缺陷v 在外表上偶尔出现的微观不平度，如划痕、碰伤，以及并非由于加工呵斥的资料缺陷，如气孔裂纹、砂眼均属于外表缺陷。在外表祖糙度的评定中不应把外表缺陷包含进去，因此在丈量时原那么上应将其影响排除在外，尤其是对于比股加工痕迹(微观不平度)的深度

16、或宽度大得多的缺陷要特别留意。假设零件外表不允许有某种缺陷或对它要加以控制，应另作规定。v 3)丈量部位v 为了完好地反映零件外表的实践情况，需求在其假设干具有代表性的位置上进展丈量，普通可采取在均匀分布的三个以上的位置上取其平均值作为最终结果。假设几个位置上的粗糙度数值相差甚大，例如大于一个系列值(公比为2)那么应再多测几个部位，判别其均匀性情况，此时最好将各部位的丈量结果分别注出，或结出乎均值结果并附加阐明v212丈量基准线v 传感器中触针的运转轨迹必需沿着与被测外表根本平行的基准线挪动才干获得其实的被测轮廓外形。触针式仪器建立丈量基准线的方式有独立基准和相对基准两类：v (I)独立其难v

17、 独立的丈量基准是使传感器按直线或一定的弧形线运动。图923为较易调整的直线或弧形线丈量安装的表示图。在传感器壳体中触针3的上方有半球形触头2，它和基准面1相接触，基准面采用光学玻璃制成的平面或圆弧面，并相对被测外表或任务台面定位，从而使传感器运转的轨迹依赖于这个参考基准面，根据被测外表的外形作直线或某一曲率的圆弧线运动。这时触针所描画的将是包括粗糙度、波纹度相外形误差在内的实践外表轮廓图形。这种方法对拖动传感器运转的驱动机构(导轨)没有严厉要求。v 另一种方式为利用精细导轨构造，如直线性很好的轴带动传感器作直线运动，构成独立的丈量基准线。v 采用独立基淮需求配备复杂的附属安装(或具有精细导轨

18、的驱动安装)，在运用时还需求精细调整，因此其应v用遭到一定限制。v (2)相对基准v 相对基准是利用与传感器壳体安装成一体的导头(支承滑块)作相对丈量基准。如图913(a)所示，传感器壳v体经过铰链和驱动器相衔接，在触针3附近的圆弧形导头1装在传感器壳休上丈量时传感器经过导头支承在被v测外表5上，由此构成的丈量基准线为圆弧形导头曲率中心的挪动轨迹，所测得的轮廓信息是触针相对于导头v(基准线)的垂直位移量，v 运用圆弧形导头时假设轮廓哆相当密集，导头的半径k峰距大很多，那么导头的挪动软迹将近似成不断线，寻头v上下位移量非常小加固914(a)所示。但假设轮廓哆距增大PS头的垂盲位移变化亦将随着增大，直到它完全和触v针同步地作上下运动，如图L14(b)c)所示，此时圆弧形导头显然E个适用。v 由于e6针和导头不能够在外表的同一点上接触(不能同袖)，因此综合其结果*除了幅度变化LJ外，还取决于v两者相对运动的相位变