-表面粗糙度课件

几何精度设计与检测2011.11讲授：

基本内容：6.6.1概述6.6.2表面粗糙度的评定6.6.3表面粗糙度的应用6.6.4表面粗糙度的标注

基本技能：本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和标注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。学习要求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概念；了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。理解规定取样长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度轮廓的高度特征参数及其检测手段；了解表面粗糙度轮廓的间距及形状特征参数；掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值的选用原则和方法。熟练掌握表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上标注的方法。第六章表面粗糙度6.1概述

1.表面粗糙度的形成及定义无论是机械加工的零件表面，或者是用铸、锻等方法获得的零件表面，总会存在着具有较小间距和峰谷的微观几何形状误差。这种较小间距和峰谷的微观几何形状特性称为表面粗糙度。6.1概述

2.表面粗糙度对零件使用性能的影响

对耐磨性的影响:减少了接触面积,比压增大,使磨损加剧.零件越粗糙,阻力越大,零件磨损越快.对配合性质的影响:间隙配合,相对运动的表面迅速磨损,使间隙增大;过盈配合,表面轮廓峰顶在装配时易被挤平,实际有效过盈减小,使连接强度降低.对抗疲劳强度的影响:零件越粗糙,凹痕越深,对应力集中越敏感.对接触刚度的影响:零件越粗糙实际接触面积越小,单位面积压力增大,接触刚度降低.对抗腐蚀性的影响:粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处,渗入到金属内部,加剧金属腐蚀.6.2表面粗糙度的评定

1.基本术语(1)取样长度lr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lnlrlrlrlrlr

取样长度和评定长度

6.2表面粗糙度的评定

(2)评定长度ln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。

附表3-1取样长度和评定长度的选用数值（GB/T1031-1995）6.2表面粗糙度的评定轮廓的算术平均中线

表面粗造度轮廓的算术平均中线

算术平均中线lrF1′F2′Fi′F1F2Fi6.2表面粗糙度的评定

2.表面粗糙度的评定参数(1)高度特征参数轮廓算术平均偏差Ra

轮廓算术平均偏差

Raxynyiy1y2

近似为lr6.2表面粗糙度的评定微观不平度十点平均高度Rz微观不平度十点高度Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中线Zv1Zv2在一个取样长度范围内，被测轮廓上5个最大轮廓峰高Zpi的平均值，与5个最大轮廓谷深Zvi平均值之和，称之为微观不平度十点平均高度，用符号Rz表示，即Rz=6.2表面粗糙度的评定(2)间距特征参数轮廓单峰平均间距S

在取样长度lr内，轮廓的单峰间距Si的平均值，称为轮廓单峰平均间距S。所谓轮廓单峰间距Si指两相邻单峰最高点之间的距离投影在中线上的长度。

轮廓单峰平均间距

Si为第i个轮廓单峰间距。6.2表面粗糙度的评定轮廓微观不平度的平均间距Sm

在取样长度lr内，轮廓微观不平度的间距Smi的平均值，称为轮廓微观不平度的平均间距Sm。所谓轮廓微观不平度的间距Smi指含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度。

Smi=轮廓微观不平度的平均间距其中Smi为第i个轮廓微观不平度的间距。6.2表面粗糙度的评定(3)形状特征参数轮廓支承长度率tp

取样长度lr内，取一条平行于中线的直线，该线与轮廓相截，在轮廓上各段截线bi长度之和称为轮廓支承长度ηp。

η

p=

轮廓支承长度率tp指轮廓支承长度ηp与取样长度lr之比。轮廓支承长度率tp对应于水平截距c给出。

tp

=

轮廓支撑长度

式中bi为第i段截线的长度。6.3表面粗糙度的应用

2.表面粗糙度轮廓评定参数的选择表面粗糙度评定参数选用原则：

根据零件的工作条件和使用性能，既考虑能表征表面的几何特性和表面功能参数，又要考虑表面粗糙度检测仪器（或测量方法）的测量范围和工艺的经济性。选定评定参数时，高度特征参数是基本的评定参数，间距和形状特征参数是附加评定参数。通常高度特征参数可选用Ra，考虑到工作和检测条件，可以选用Rz或Ry（一般Ra和Rz不能同时选用）。只有当高度特征参数不能满足零件表面的功能要求时，才附加间距特征参数和形状特征参数。6.3表面粗糙度的应用

在常用值范围内(Ra为0.025～6.3um，Rz为0.1～25um)，普遍采用Ra作为评定参数。采用Rz作为评定参数的原因是：一方面，由于触针式轮廓仪功能的限制，不适应于极光滑表面和粗糙表面；另一方面，对测量部位小、峰谷少或有疲劳强度要求的零件表面，选用Rz作为评定参数，方便、可靠。6.3表面粗糙度的应用

3.表面粗糙度轮廓参数允许值的选择表面粗糙度参数值的选用原则：首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。一般在规定表面粗糙度高度特征参数的允许值时，考虑以下原则：P81：1~8。具体选用表面粗糙参数值时，通常根据统计资料采用类比的方法确定。见课本附表3-2至附表3-5。a1，a2——粗糙度高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（um）；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）或轮廓支承长度率(e)bc/fa1a2d

表面粗糙度代号各项标注的位置

2．表面粗糙度的代号6.4表面粗糙度的标注标注注意事项：6.4表面粗糙度的标注当需要标注纹理时，可加注加工纹理方向，见P83图3-9。表面粗糙度参数的单位是m。注写Ra时，只写数值：注写Rz时，应同时注出Rz和数值：注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上限值和下限值。当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有16%的测值超过规定值。当不允许任何实测值超过规定值时，应在参数值的右侧加注max或同时标