表面粗糙度01课件

互换性与技术测量山东理工大学机械工程学院仪器科学与技术系互换性教学组第五章表面粗糙度与检测

主讲：赵学涛

课时：2

本章结构第一节表面粗糙度轮廓的基本概念第二节表面粗糙度轮廓的评定第三节表面粗糙度轮廓参数及其数值的选择第四节表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注第五节表面粗糙度轮廓的检测5.1表面粗糙度的基本概念5.1.1表面粗糙度的界定

为了研究零件的表面结构，通常用垂直于零件实际表面的平面与该零件的实际表面相交得到的截面轮廓作为评估对象。此轮廓称为表面轮廓，是一条轮廓曲线。包含：1表面粗糙度轮廓2波纹度轮廓3宏观形状轮廓

截面轮廓误差放大曲线λ<1mm表面粗糙度

1mm<λ<10mm表面波纹度λ>10mm宏观形状误差3.1.1表面粗糙度的界定传统界定∵实际表面轮廓呈复合特征且不同的加工、使用功能（例如手表芯轴与汽车轮轴）表面粗糙度轮廓成分波纹度轮廓成分宏观形状轮廓成分要求滤波获得与使用功能相关的5.1.2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：表面粗糙度大磨损大寿命低2.对配合性质的影响：表面粗糙度影响配合性质的稳定性3.对疲劳强度的影响：表面越粗糙，疲劳强度越低4.对耐腐蚀性能的影响：粗糙的表面易造成表面锈蚀5.对接触刚度、密封性、外观等都有影响。

5.2表面粗糙度轮廓的评定

5.2.1表面粗糙度评定样本5.2.2表面粗糙度轮廓评定基准线

------粗糙度轮廓中线5.2.3评定参数5.2.1表面粗糙度评定样本1.取样长度lr

测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。基准线rrrrrn其作用是抑制或减弱波纹度、排除宏观形状误差对表面粗糙度轮廓测量的影响。表面越粗糙，取样长度取值越大。取样长度的标准化值有国家标准。2.评定长度ln

--评定表面轮廓所必需的一段长度，一般为连续的几个取样长度，ln=lr

×n（n=1、2、3…）

5.2.1表面粗糙度评定样本基准线rrrrrn其作用是更可靠地反应表面粗糙度轮廓的特性。评定长度的标准化值有国家标准。标准评定长度n取5.5.2.1表面粗糙度评定样本3.轮廓滤波器的截止波长轮廓滤波器是指把轮廓分成长波和短波成分的滤波器，它们所能抑制的波长为截止波长。λc滤波器为长波滤波器，把波长较大的波纹度成分抑制或排除。其值等于取样长度lrλs滤波器为短波滤波器，排出了比粗糙度波长更短的成分，只呈现表面粗糙度轮廓。

λc和λs取值都有国家标准。5.2.2评定表面粗糙度参数基准线X轮廓偏距z轮廓总的走向轮廓中线rn二、基准线基准线：指评定表面粗糙度参数的给定线，包括：（1）轮廓最小二乘中线（2）轮廓算术平均中线为更好的定量描述表面轮廓的微小峰、谷的幅值和间距的特征，通常采用幅度参数（高度参数）和间距参数进行表征。1.轮廓算术平均偏差（幅度参数）2.轮廓最大高度（幅度参数）3.轮廓单元的平均宽度（间距参数）4.轮廓支承长度率Rmr(c)5.2.3表面粗糙度评定参数lrZxZiZpiZviXsiRz1.轮廓算术平均偏差Ra----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

Ra=—∑∣Zi∣

n1i=1n近似表示：

5.2.3表面粗糙度评定参数轮廓最大峰高RplrZxZiZpiZviXsiRz轮廓最大谷深Rv---max{Zpi}---max{Zvi}2.轮廓最大高度Rz

轮廓总高度Rt评定长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离

取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离

Rz=Rp+Rv5.2.3表面粗糙度评定参数lrZxZiZpiZviXsiRz3.轮廓单元的平均宽度RSm一个轮廓峰与相邻轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个取样长度内，中线与各个轮廓单元相交的线段长度叫做轮廓单元的长度。RSm=

取样长度内，轮廓单元宽度的平均值RSm，此参数属于附加评定参数需与Ra或Rz同时选用。5.2.3表面粗糙度评定参数C1

C2

Ml(c)lnMl(c)i峰顶线4.轮廓支承长度率Rmr(c)----在给定的水平位置c上,轮廓的实体材料长度

Ml(c)

与评定长度ln之比

当给定水平位置C1时，Rmr(c)=∑Ml(c)i/ln；当给定水平位置C2时，Rmr(c)=Ml(c)/ln=100%5.2.3表面粗糙度评定参数5.2.3表面粗糙度评定参数一、表面粗糙度轮廓技术要求内容1.必须标注幅度参数符号及极限值，同时标注传送带、取样长度、评定长度的数值、极限的判断规则2.必要时可以标注补充要求：纹理及方向、加工方法、加工余量和附加的评定参数。3.评定参数及极限值应根据零件的功能和经济性来选择。5.3表面粗糙度轮廓参数及其数值的选择二、表面粗糙度轮廓参数的选择1.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；2.对某些不允许出现较大加工痕迹和受交变应力作用的表面,应选择Ra与Rz联用；3.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，极光滑或极粗糙的表面，可选用Rz值。4.密封性或耐磨性要求高的表面，辅助参数RSmRmr(c)5.3表面粗糙度轮廓参数及其数值的选择三、表面粗糙度参数值的选择国标GB/T1031-2009《表面粗糙度参数及其数值》，第一系列优选。选用原则：1)

同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。2)

运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。3）承载交变应力的零件，易产生应力集中处（圆角、沟槽），数值小4)

配合性质要求越稳定，小间隙配合和受重载的过盈配合，配合表面的数值小；5)防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。6)

表面粗糙度数值与形位公差的协调关系（表5－4）7）已有专门标准对表面粗糙度作出要求的，按标准确定（齿轮齿面）8）实际工作经验不足，参表5－4、表5－5和表5－6。5.3表面粗糙度轮廓参数及其数值的选择0.0120.0250.050.1501000.81.60.20.43.26.312.525

Ra的数值(um)0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600

Rz的数值(um)5.3表面粗糙度轮廓参数及其数值的选择Ra/um≥0.00～0.02＞0.02～0.10＞0.1～2.0＞2.0～10.0＞10.0～80.0Rz/um≥0.02～0.10＞0.10～0.50＞0.50～10.0＞10.0～50.0＞50.0～320lr/mm0.080.250.82.58.0ln/mm（ln≈5l）0.41.254.012.540.0

lr和ln的数值0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090

Rmr(c)的数值lr和ln的数值5.3表面粗糙度轮廓参数及其数值的选择5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注一、表面粗糙度的基本图形符号和完整图形符号（GB/T130-2006）基本符号:60°60°H2H1H1≈1.4hH2=2H1h——字高数字与字母高度符号的线宽高度H1高度H22.50.253.583.50.3551150.571570.710211011430表面粗糙度符号用任何方法获得的表面（单独使用无意义）用去除材料的方法获得的表面用不去除材料的方法获得的表面横线上用于标注有关参数和说明符号意义及说明表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注1各项技术标注的位置a

处标注表面粗糙度幅度特性参数的极限值（μm）和有关技术要求；上、下限值符号传输带数值/幅度参数符号评定长度极限判断规则（空格）参数极限值b处标注附加评定参数及数值（mm）；c处标注加工方法、镀涂或其他的表面处理方法；d处标注加工纹理方向符号；e

处标注加工余量（mm）。用去除材料的方法获得的表面,Ra的上限值为

3.2m，加工方法为铣制。铣3.25.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注2表面粗糙度轮廓极限值的标注（1）标注极限值中的一个数值默认为上限值默认传输带，默认评定长度ln=5*lr判断规则默认为16%（2）同时标注上下值在传输带前加U、L，传输带省略情况下，加在上下极限前，不引起歧义情况下，U、L可以省略5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注Ra1.6URa3.2LRa1.63极限值判断规则的标注（1）16%规则指在同一评定长度范围内幅度参数全部实测值中，大于上限值的个数不超过实测总值的16%，小于下限值的个数不超过实测总值的16%。（2）最大规则在参数符号后面，加一个max标记，要求所有实测值都不大于上限值5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注URamax3.2LRa1.6Ramax1.64.传输带、取样长度和评定长度的标注没有标注传输带表示默认传输带，即取值为标准化值需要指定时，传输带标注在幅度参数前，并用斜线/隔开短波滤波器在前，长波滤波器在后之间用-连接。5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注0.0025-0.8/Ra

3.2-0.8/Ra

3.20.0025-/Ra

3.2短、长波滤波器都标注只标注短波滤波器只标注长波滤波器采用标准评定长度可省略标注，需指定评定长度时，则应在幅度参数符号的后面注写取样长度的个数。-0.8/Ra

33.20.0025-0.8/Ra

6max3.25表面纹理的标注5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注6附加评定参数和加工方法的标注5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号上的标注URamax3.2LRa1.6磨TRsm0.05用磨削方法获得表面幅度参数Ra上限值为3.2（采用最大规则），下限值为1.6um（默认16%规则），间距参数Rsm0.05,加工纹理垂直视图所在投影面。7加工余量的标注Ra1.6车.05车削工序的直径方向加工余量为0.5mm5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注三、表面粗糙度在零件图中标注在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。Ra6.3Ra6.31.61.6×1.6Ra6.3××Ra1.6Ra6.3Ra1.6Ra.3.2Ra6.3Ra1.6

当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。并加注“其余”二字。其余12.5例如：5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注Ra3.2Ra3.2Ra3.23.230°Ra3.230°

在不同方向的表面上标注时，代号中的数字及符号的方向必须按下图的规定标注。

代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致。符号的尖端必须从材料外指向表面.Ra3.2Ra3.25.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注粗糙度代号可以标注在几何公差框格的上方5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注ø0.050.02AARa1.6简化标注的规定方法当某些表面具有相同的技术要求时可以简化标注5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注Ra1.6Rz6.3Rz6.3Ra3.2（）简化标注的规定方法当某些表面具有相同的技术要求时可以简化标注5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注Ra1.6y（）Ra1.6y简化标注的规定方法当某些表面具有相同的技术要求时可以简化标注5.4表面粗糙度轮廓的技术要求在零件图上的标注