互换性与测量技术基础课件：表面粗糙度

互换性与测量技术基础

表面粗糙度第三节表面粗糙度的测量第一节表面粗糙度的评定第二节表面粗糙度的选择及其标注结束表面粗糙度对机械零件使用性能的影响的动画演示评定表面粗糙度的基准线的动画演示第一节表面粗糙度的评定一、基本概念二、表面粗糙度的基本术语三、表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度对机械零件使用性能的影响的动画演示评定表面粗糙度的基准线的动画演示一、基本概念1.表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。2.表面粗糙度对机械零件使用性能的影响主要表现在以下几个方面：1）影响零件的耐磨性2）影响配合性质的稳定性3）影响零件的疲劳强度4）影响零件的抗腐蚀性

5）影响零件的密封性。3.表面粗糙度在零件几何精度设计中是必不可少的。表面粗糙度新的国家标准有GB/T1031-2009、GB/T131-2006、GB/T3505-2009、GB/T10610-2009表面粗糙度对机械零件使用性能的影响的动画演示取样长度lr——取样长度是指评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。规定和选择这段长度是为限制和削弱表面波纹度对表面租糙度测量结果的影响。

评定长度Ln——由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映表面的粗糙度特性，规定在评定时所必须的一段表面长度。它主要包括几个取样长度。中线——中线是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。它有两种：

(1)轮廓最小二乘中线m：在取样长度内的一条假想线，它应使轮廓上的各点至这条假想线的距离的平方和为最小（见图5-1a）。

(2)轮廓算术平均中线m：在取样长度内的一条假想线，它将实际轮廓分成上下的部分，且使上部面积之和等于下部分面积之和（如图5-1b）。即F1+F2+…+F2n-1=F2+F3+…+F2n二、表面粗糙度的基本术语评定表面粗糙度的基准线的动画演示

图5-1轮廓中线a）最小二乘中线b）算术平均中线三、表面粗糙度评定参数及其数值图5-2轮廓算术平均值Ra表面粗糙度的评定参数，是用来定量描述零件表面微观几何形状特征的。评定参数应从轮廓的算术平均偏差Ra和轮廓最大高度Rz两个主要评定参数中选取。除此之外两个幅度（高度）参数外，根据表面功能的需要，还可以从轮廓单元的平均宽度Rsm和轮廓支承长度率Rmr（c）两个附加参数中选取。1.轮廓算术平均偏差Ra在取样长度l范围内，被测轮廓线上各点至基准线上的距离的算术平均值。

2.轮廓的最大高度Rz

在一个取样长度lr范围内，被评定的最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度（图5—3）。Rz=Rp+Rv图5-3表面粗糙度轮廓的最大高度图5-4轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度

图5-5轮廓支承长度率曲线

图5-6微观不平度十点平均高度Rz

图5-7轮廓最大高度Ry第二节表面粗糙度的选择及其标注一、表面粗糙度评定参数的选择二、表面粗糙度参数的选择原则三、表面粗糙度参数的选用方法四、表面粗糙度符号、代号及其标注一、表面粗糙度评定参数的选择在具体选用时要根据零件的功能要求、材料性能、结构特点以及测量的条件等情况适当选用。选用原则

1.如果没有特殊要求，一般仅选用幅度（高度）参数（Ra、Rz）。在常用的参数值范围内(Ra为0.025—6.3μm、Rz为0.1—25μm)，推荐优先选用Ra值。但在以下情况不宜选用Ra。

a．当表面过于粗糙或太光滑时，可选用Rz

b．当零件材料较软时

c．当测量面积很小时，可以选用Rz值。

2.当表面有特殊功能要求时，可同时选用几个参数综合控制表面质量。

a．当表面要求耐磨时，可以选用Rz、Rsm和Rmr（c）。

b.当表面要求承受交变应力时．可以选用Rz，RSm。

c．当表面着重要求外观质量和可漆性，可选用RSm。在满足功能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。

1.在同一零件上，工作表面的粗糙度参数值要比非工作表面的粗糙度参数值小。

2.摩擦表面要比非摩擦表面的粗糙度参数值要小；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值要小；运动速度高、单位压力大的摩擦表面，应比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小。

3.受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分，表面粗糙度参数值要小。

4.配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面等，都应取较小的粗糙度参数值。

5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值应愈小；同一精度等级．小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。二、表面粗糙度参数的选择原则三、表面粗糙度参数的选用方法在选择参数值时，通常可参照一些经过验证的实例，用类比法确定。一般情况下，如设表面形状公差值为T，尺寸公差为IT，则它们与表面粗糙度参数值之间的对应关系为：四、表面粗糙度符号、代号及其标注（一）表面粗糙度的符号：表5-5表面结构图形符号（二）表面结构要求在图形符号中的注写位置（1）位置a注写表面结构参数代号、极限值和传输带（或取样长度）。（2）位置a和b注写两个或多个表面结构要求。

（3）位置c注写加工方法、表面处理或其他加工工艺要求，如：车、磨、镀等。

（4）位置d注写表面纹理方向，如“=”、“X”、“M”等。

（5）位置e注写加工余量（单位mm）。图5—10多个表面结构要求图5—9补充要求的注写位置（a~e）（三）表面结构代号1、参数代号的标注4、传输带的标注2、评定长度（Ln）的标注5、单向极限或双向极限的标注3、极限判断规则的标注表5—8表面结构代号示例（四）表面结构要求在图样和其他技术文件中的标法图5—17表面结构要求标注在圆柱特征的延长线上图5-16表面结构要求标注在形位公差框格上图5—13表面结构要求标注在轮廓上图5—15表面结构要求标注在尺寸线上第三节表面粗糙度的测量

常用表面粗糙度测量的方法有比较法、光切法、干涉法和针描法。

1.比较法

它是将被测表面和表面粗糙度样板直接比较。可用肉眼、放大镜、显微镜比较。这种方法多用于车间，评定的误差有时比较大。

2.光切法

用“光切原理”在常用仪器（双管显微镜）上测量。适用于测量车、铣、刨等其它类似加工法加工的平面和外圆表面，测得值经计算可求得