机械设计基础第二章机械零件的几何精度(表面粗糙度)

第六节表面精度

在零件的加工过程中，由刀痕、切削过程中切屑分离时的塑性变形、工艺系统中的高频振动、刀具和被加工表面的摩擦等等原因，被加工零件的表面存在着较小间距和峰谷组成的微观几何形状误差。被加工表面的微观几何形状误差越小，表面精度越高；反之，则越低。表面几何形状误差形状误差反映零件被加工表面的微观几何形状误差的术语称为表面粗糙度，波距小于1mm的表面的几何形状误差属于表面粗糙度波距在1~10mm的几何形状误差属于表面波度波距大于10mm的几何形状误差属于形状误差（宏观几何状误）波度粗糙度表面粗糙度对零件工作性能的影响表面粗糙度对机器零件的使用性能的影响配合性质耐磨性抗腐蚀性疲劳强度接触刚度结合密封性表面粗糙度大—磨损大—寿命低表面粗糙度大，配合性质的稳定性差表面越粗糙，疲劳强度越低表面越粗糙，接触刚度越低粗糙的表面易造成表面锈蚀表面越粗糙，结合密封性越差一、表面粗糙度的评定参数及应用（一）基本术语1.实际轮廓

平面与实际表面相交所得的轮廓线。在评定或测量表面粗糙度时，通常指垂直于表面加工纹理方向的截面上的横向轮廓。实际轮廓２．取样长度l

取样长度是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。

中线lnlllll取样长度和评定长度３．评定长度ln评定表面粗糙度时所必须的一段长度。取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。算术平均中线lrF1′F2′Fi′F1F2Fi4．轮廓算术平均中线轮廓的算术平均中线是指在取样长度范围内与轮廓走向一致，划分实际轮廓为上、下两部分，使其上、下两部分面积之和相等（）的假想基准线

图5-5表面粗造度轮的算术平均中线５．轮廓谷与轮廓峰轮廓谷：是指在取样长度l内轮廓与中线相交，连接两相邻交点向内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓峰：是指在取样长度l内轮廓与中线相交，连接两相邻交点向外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓单峰：是指两相邻轮廓最低点之间的轮廓部分，它没有基准线。同一个轮廓峰可能有两个或多个轮廓单峰。轮廓谷和轮廓峰1.轮廓的算术平均偏差Ra

在一个取样长度内，被测实际轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值。轮廓算术平均偏差RaRaxynyiy1y2近似为（二）表面粗糙度的评定参数及应用

为了完善地评定实际轮廓,国家标准从表明微观几何形状的高度、间距和形状等三个方面相应地规定了表面轮廓的高度特征参数、间距特征参数和形状特征参数。标准规定，高度特征参数是基本评定参数，其它为附加评定参数。特点；客观反映实际表面。在一个取样长度内，实际轮廓上五个最大轮廓峰高平均值与五个最大轮廓谷深的平均值之和。

Rz=+

２.微观不平度十点高度Rz特点：测量、计算方便，反映表面微观几何形状特征方面不如Ｒa全面。一个取样长度内，实际轮廓的峰顶线至谷低线之间的距离。用符号Ry表示。３.轮廓的最大高度特点：测量方便，所反映表面微观几何形状特征更不全面。三个评定主参数对照Ｒa：能客观地反映表面微观几何形状的特征，应用最广泛；Ｒz：反映表面微观几何形状特征方面不如Ｒa全面，但易于测量、测量点少、计算方便，其应用仍较广泛；Ry：不能反映表面微观几何形状特性的全面，但反映加工痕迹的深度，故一般与Ra、Rz值联用，从而控制表面微观裂纹的深度，常用于承受交变应力的工作表面及被测面积很小的表面。Ra、Rz、Ry的数值越大，表面越粗糙。国标规定了这三个参数的数值系列如表所示二、表面粗糙度的标注1.表面粗糙度的符号a1，a2——粗糙度幅度参数代号及其数值（um）；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（mm）；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）(e)bc/fa1a2d表面粗糙度轮廓代号2．表面粗糙度的代号(1)表面粗糙度高度参数的标注

表面粗糙度高度参数是基本的评定参数，必须注出其允许值。当选用Ra时，参数值前可不注出其代号“Ra”；若选用Rz、Ry时，则应在参数值前注出其代号“Rz”、“Ry”，如表所示。表面粗糙度参数的“上限值”或“下限值”表示所有实侧值中，允许16%的测得值超过规定值；“最大值”或“最小值”，表示不允许测得值超过规定值3．表面粗糙度符号及代号在图样上的标注表面粗糙度符号及代号一般标注在图样上零件的可见轮廓、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，如图所示。

当零件所有表面具有相同的表面粗糙度时，其代号可在图样的右上角统一标注。

表面粗糙度代号中的数值及符号的方向必须与尺寸数值方向一致表面粗糙度代号在图样上的标注

符号的尖端必须从材料外指向表面。

当零件的大部分表面具有相同的粗糙度时，对其中使用最多的一种代号可以统一注在图样的右上角，并在代号前加注“其余”两字原则：在满足功能要求的前提下，尽量选用大的参数值。方法：采用类比法选择三、表面粗糙度值的选用选择时应考虑的因素：（1）

同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。（2）

摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦面小。（3）

运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。（4）

配合性质要求越稳定，数值应小。同一公差等级轴