第4章 表面粗糙度wf课件

第四章表面粗糙度

1.基本概念零件表面的形貌可分为三种情况：

λ——波距h——波高λ/h>1000宏观λ/h<50微观2)表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000的不平程度称为波纹度。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。1)表面粗糙度：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。属于微观几何形状误差。

轮廓参数轮廓参数，与GB/T3505标准相关的参数有：

—R轮廓（粗糙度参数）；

—W轮廓（波纹度参数）；

—P轮廓（原始轮廓参数）。

轮廓滤波器和传输带粗糙度的三类轮廓各有不同的波长范围,它们又同时叠加在同一表面轮廓上,因此,在测量评定三类轮廓上的参数时,必须先将表面轮廓在特定仪器上进行滤波,以便分离获得所需波长范围的轮廓。将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤波器。由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带。

轮廓滤波器和传输带按滤波器的不同截止波长值,由小到大顺次分为λs、λc、和λf三种。应用λs滤波器修正后的轮廓称为原始轮廓(P轮廓)在P轮廓上再应用λc滤波器修正后形成的轮廓即为粗糙度轮廓(R轮廓);对P轮廓连续应用λf和λc滤波器后形成的轮廓则称为波纹度轮廓(W轮廓)。2.表面粗糙度对零件性能的影响◆影响零件的耐磨性。◆影响配合性质的稳定性。◆影响零件的疲劳强度。◆影响零件的抗腐蚀性。◆影响零件的密封性。◆对零件的外观、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。

§4.1表面粗糙度的国家标准1.表面粗糙度的基本术语1）取样长度L：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。

规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，在数值上它与λc滤波器的标志波长相等。2）.评定长度ln：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。

评定长度可包括一个或多个取样长度。

评定长度默认为5个取样长度,否则应注明个数。3）基准线：为了计算粗糙度值时，所用的一条线。轮廓最小二乘中线：轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小轮廓算术平均中线：在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等。基准线◆轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。即◆轮廓算术平均中线m：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。即：F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gn

2.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越大，表面越粗糙

2）轮廓最大高度Ｒz

在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。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。3、表面特征代号及标注1)、表面粗糙度符号和代号基本符号表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、磨、钻、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等

表示表面是用不去除材料方法获得。如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）

表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求

2)表面粗糙度的代号

a1、a2为粗糙度高度参数的允许值（μm）；

b

标注加工方法、镀涂或其它表面处理；

c

标出取样长度（mm）；

d

标出加工纹理方向符号；

e

标出加工余量（mm）；

f标出间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。

a1a2bc∕（f）de§4.2表面粗糙度（参数值）的选择

1、表面粗糙度（评定参数）的选择评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征（Ra为0.025～6.3μm）◆当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜0.025μm）时，可选用Ra用光学仪测量。◆当零件材料较软时，可选用Ra用光学仪测量。◆当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Rz值。

3)表面粗糙度的标注◆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时，参数和参数值都应标出；◆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。3)、表面粗糙度在图样上的标注方法表面粗糙度高度参数值得标注示例及意义

用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为6.3μm，Rz的最大值为100μm

用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为6.3μm，Rz的上限值为100μm

用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为100μm

用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为100μm

用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为6.3μm，Ra的最小值为3.2μm

用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为6.3μm，Ra的下限值为3.2μm

用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为6.3μm

用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为6.3μm

用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为6.3μm

用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为6.3μm意义代号意义代号GB/T131名称上的变化GB/T131-93GB/T131-2006新概念上的变化1993版2006版表面粗糙度的基本符号表面结构的基本图形符号代号的文本表示允许任何工艺去除材料不去除材料APAMRRNMR(AnyProcess

Allow)(MaterialRemove)(No

MaterialRemove)帮助记忆而杜撰的英文注法上的新变化1993版2006版有关规定的注写位置补充要求的注写位置a-注写表面结构的单一要求;a和b(同时存在)a注写第一表面结构要求,b注写第二表面结构要求;c-注写加工方法“,车”“、铣”“、镀”等;d-注写表面纹理方向,如“=”“、×”、“M”等;e-注写加工余量。表面结构补充要求包括：

—表面结构参数代号

—数值；

—传输带／取样长度MRR0.0025-0.8/Rz3.2

表面结构的图形表示＝表面结构的文本表示传输带标注包括滤波器截止波长（mm），短波滤波器在前，长波滤波器在后，并用连字号“-”隔开。传输带应标注在参数代号的前面，并用斜线“/”隔开。0.0025-0.8/Rz3.2注法上的新变化GB/T1031-1995

轮廓算术平均偏差

RaGB/T131-2006

轮廓的算术平均偏差

微观不平度十点高度

Ry轮廓最大高度

Rz轮廓的最大高度

RaRyRz（停止使用）××极限值判断规则

完工零件表面按检验规范测得轮廓参数值后,需与图样上给定的极限比较,以判定其是否合格。极限值判断规则有两种:16%规则、最大规则16%规则:运用本规则时,当被检表面测得的全部参数值中,超过极限值的个数不多于总个数16%时,该表面是合格的。最大规则:运用本规则时,被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的极限值。超过极限值有两种含义:当给定上限值时,超过是指大于给定值;当给定下限值时,超过是指小于给定值。16%规则是所有表面结构要求标注的默认规则。即当参数代号后未标注写“max”字样时,均默认为应用16%规则(例如Ra0.8)。反之,则应用最大规则(例如Ramax0.8)代号含义去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓，算术平均偏差1.6μm，评定长度为5个取样长度（默认）,“16%规则”（默认）。(16%规则参考GB/T10610中的5.2)不允许去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓，粗糙度的最大高度0.4μm，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”（默认）。去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓，粗糙度最大高度的最大值0.2μm，评定长度为5个取样长度（默认），“最大规则”(最大规则参考GB/T10610中的5.3)。表面结构的新解释-1

表示去除材料，单向上限值，传输带0.008-0.8mm，R轮廓，算术平均偏差3.2μm，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”。（默认）去除材料，单向上限值，传输带：根据GB/T6062，取样长度0.8μm（λs默认0.0025mm），R轮廓，算术平均偏差3.2μm，评定长度包含3个取样长度。不允许去除材料，双向极限值，两极限值均使用默认传输带，R轮廓，上限值：算术平均偏差3.2μm，评定长度为5个取样长度（默认），“最大规则”；下限值：算术平均偏差0.8μm，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”（默认）。表面结构的新解释-2

在图形中的注法不可向右旋转书写，加指引线后水平书写。向左旋转书写水平向上书写表面粗糙度代号注法表面粗糙度在轮廓线上的标注表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度在尺寸线上的标注表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度在几何公差框格上的标注用指引线引出标注表面粗糙度用指引线引出标注表面粗糙度键槽、圆角、倒角的表面粗糙度标注键槽的表面粗糙度标注圆角、倒角的表面粗糙度标注图形中的简化注法大多数表面有相同表面结构要求的简化注法（一）其余3.2相当于老标准中的其余3.2×Ra3.2Rz1.6Rz6.3

2.表面粗糙度（参数值）的选择表面粗糙度参数值的选择原则是：

在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。

一般原则：◆同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；◆摩擦表面比非摩擦表面要小；◆受循环载荷的表面要小；◆配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；◆同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。

3.参数值的选用方法

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。如机床的手轮或手柄。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，它们之间的关系可参照以下对应关系：若T≈0.6IT，则Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，则Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，则Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0