机械基础 第三版 课件 单元3 标注表面结构参数

机械基础模块三机械零件的精度

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单元一选用、标注极限与配合标注几何公差标注表面结构参数单元二单元三单元三

标注表面结构参数教学目标一、目标和要求（1）了解表面结构参数代号（2）掌握表面结构参数的含义与标注方法二、重点和难点

表面粗糙度在图样上的标注第一节表面结构基本知识第二节表面结构的标注第三节粗糙度轮廓的加工

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第四节表面粗糙度的选用原则案例导入加工零件时，由于刀具在零件表面上留下刀痕和切削分裂时表面金属的塑性变形等影响，使零件表面存在着间距较小的轮廓峰谷，这就是表面粗糙度。第一节表面结构基本知识第二节表面结构的标注第三节粗糙度轮廓的加工

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第四节表面粗糙度的选用原则表面结构基本知识为满足零件的使用功能，互换性要求，提高机械制造的经济性，需要对零件提出技术要求。技术要求包括零件各几何形状的尺寸，位置的变动范围限制，零件表面结构的质量控制。表面结构是表面粗糙度，表面波纹度，表面纹理的总称。表面结构基本知识1.基本术语(1)表面轮廓对实际表面微观几何特征的研究采用轮廓法。

一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓称为表面轮廓。表面结构基本知识1.基本术语(1)表面轮廓实际轮廓是由无数大小不同的波形叠加在一起形成的复杂曲线，图示为从某一实际轮廓中分离出来的粗糙度轮廓，波纹度轮廓和形状轮廓(原始轮廓)。

这三种轮廓的相关参数分别称为R参数，W数和P参数。表面结构基本知识加工后零件表面轮廓的微小峰谷高低程度z和波距λ,如图其轮廓一般按λ分为如下三类：波距λ＜1mm为表面粗糙度（微观几何误差）；波距1≤λ≤10mm为波纹度（中间几何形状误差）；波距λ＞10mm为形状误差（宏观几何误差）。在图样中，Ra和Rz是常用的表面结构参数，国家标准推荐优先选用Ra参数。

表面结构基本知识1.基本术语(2)表面粗糙度表面粗糙度指零件加工时，由于切削变形和机床振动等因素的影响，零件加工表面上存在的具有较小间距和轮廓峰与轮廓谷所组成的微观高低不平度，如图所示表面结构基本知识1.基本术语(2)表面粗糙度在x轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度称为取样长度lr。规定取样的长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响，取样长度lr一般规定包含5个以上的轮廓峰和轮廓，如图表面结构基本知识1.基本术语(3)评定长度评定长度(ln)是指用于评定被评定轮廓的x轴方向上的长度，包括1个或几个取样长度，由于被测表面粗糙度的不均匀性，只根据一个取样长度的测量结果来评定整个表面粗糙度显然是不够准确和合理的。为了充分并客观地反映被测轮廓表面的粗糙度，需连续取几个取样长度，测量后取平均值作为轮廓表面的粗糙度值。表面结构基本知识1.基本术语(4)中线中线是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线在取样长度内，轮廓与中线相交，轮廓峰是指轮廓在中线以上的部分，轮廓谷是指连接两相邻交点中线以下向内的轮廓部分。轮廓峰与轮廓谷组成了取样长度内的轮廓微观不平度。表面结构基本知识2.表面粗糙度的评定参数根据评定测量的方法不同，国家标准《表面粗糙度参数及其数值》

，(GB/1031—2009)中规定了表面粗糙度参数及其数值。表面粗糙度的评定参数有轮廓算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz。表面结构基本知识2.表面粗糙度的评定参数(1)轮廓算术平均偏差Ra

在一个取样长度内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平均值为轮廓算术平均偏差Ra。其几何意义如图Ra按下列公式计算：表面结构基本知识2.表面粗糙度的评定参数(1)轮廓算术平均偏差Ra表面粗糙度对零件耐磨损，抗疲劳，耐腐蚀以及零件间的配合性质都有很大的影响。

不平程度越大，零件表面性能越差;反之，表面性能越高，加工也随之困难。

在保证使用要求的前提下，应选用较为经济的表面粗糙度评定参数值。

表中列出了国家标准推荐优先选用的参数Ra数值表面结构基本知识2.表面粗糙度的评定参数(2)轮廓最大高度Rz在同一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和称为轮廓的最大高度Rz。

国家标准推荐优先选用参数Rz的数值见表表面结构基本知识3.表面粗糙度对零件使用的影响无论是轮廓的算术平均偏差Ra，还是轮廓的最大高度Rz，都反映出零件表面加工的微关痕迹。偏差值Ra或最大高度Rz越大，表明高低不平的程度越严重，加工精度越低，产品质量越差，但制造成本越低。表面粗糙度对零件使用性能的影响表现在以下几个方面:(1)影响零件的耐磨性

表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。

表面结构基本知识3.表面粗糙度对零件使用的影响(2)影响配合性质的稳定性

对于间隙配合做相对运动的零件，表面越粗糙，越容易磨损，则工作过程中间隙逐渐增大，粗糙表面加剧磨损，缩短零件的使用寿命，为了使运动表面充分接触，通常取Ra或Rz值在0.8μm以下;

对于过盈配合连接的零件，表面粗糙，接触面小，则连接紧密性较差，装配时将微观凸峰挤平，就减小了实际有效过盈，降低了连接强度，通常取Ra或Rz值在1.6μm或3.2μm。表面结构基本知识3.表面粗糙度对零件使用的影响(3)影响零件的疲劳强度

零件粗糙表面存在较大的波谷，像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。(4)影响零件的耐蚀性

粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。(5)影响零件的密封性

粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

第一节表面结构基本知识第二节表面结构的标注第三节粗糙度轮廓的加工

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第四节表面粗糙度的选用原则表面结构的标注

国家标准(GB/T131—2004)规定了表面结构的表示法代号及图样上的标注方法1.表面结构的图形符号标注表面结构的图形符号及其含义表面结构的标注1.表面结构的图形符号表面结构的标注2.表面结构代号含义

表面结构的标注2.纹理方向及符号表示

表面结构的标注3.表面结构要求的标注(1)表面结构要求对每一表面只注一次，所注的表面结构是完工零件表面的要求表面结构的标注3.表面结构要求的标注(2)表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写方向一致，表面结构要求可标注在轮廓线、尺寸界线、引出线或延长线上，其符号的尖端应从材料外指向表面，必要时表面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注。表面结构的标注3.表面结构要求的标注在不致引起误解时，表面结构要求可以标注在给定的尺寸线上，或形位公差的框格上，表面结构的标注4.表面结构要求的标注如果在工件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求，则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近表面结构的标注5.表面结构要求的标注由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方法的表面结构要求时，可按图进行标注。第一节表面结构基本知识第二节表面结构的标注第三节粗糙度轮廓的加工

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第四节表面粗糙度的选用原则粗糙度轮廓的加工粗糙度轮廓与加工方法有密切的关系。根据零件的加工方法，一般情况下，可判断出所加工粗糙度轮廓的Ra值。加工方法与Ra值的对应关系见表第一节表面结构基本知识第二节表面结构的标注第三节粗糙度轮廓的加工

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第四节表面粗糙度的选用原则粗糙度的选用原则1. 表面结构是表面粗糙度、表面波纹度和表面纹理的总称。常用表面粗糙度Ra来评定，一般来说，表面粗糙度数值小，表面质量好。2. 表面粗糙度主要影响零件的耐磨性、配合的稳定性、零件的疲劳强度、零件的耐蚀性及零件的密封性。3. 选用粗糙度应结合实际使用条件，在满足技术要求的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度以降低加工成本。粗糙度的选用原则具体选择时，可以参考下述原则：(1)工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。(2)摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度数值小。摩擦表面的摩擦速度越高，所受的单位压力越大，粗糙度数值越小；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面要求粗糙度数值小。(3)对间隙配合，配合间隙越小，粗糙度数值应越小；

对过盈配合，为保证连接强度的牢固可靠，载荷越