第5章 表面粗糙度及其檢測NEW

1、第5章 表面粗糙度及其檢測內(nèi) 容 提 要:1.表面粗糙度的含義及其對機械零件使用性能的影響；2.表面粗糙度的評定基準及其評定參數(shù)；3.表面粗糙度的選用；4.表面粗糙度在圖樣上的標注方法；5.表面粗糙度的測量。一 基本術(shù)語及定義1 輪廓濾波器（Profile Filter） 輪廓濾波器是指把輪廓分成長波和短波成分的濾波器。 2 坐標系（Coordinate System） 確定表面結(jié)構(gòu)參數(shù)的坐標體系。其軸線形成一右手笛卡兒坐標系。3 實際表面（Real Surface） 物體與周圍介質(zhì)分離的表面稱為實際表面。 4 表面輪廓（Surface Profile）平面與實際表面相交所得的輪廓，稱為表面輪

2、廓。5.1 概 述 5.1.1 表面粗糙度的定義 表面實際輪廓表面實際輪廓經(jīng)輪廓濾波器濾波后分為：表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和間距（S）狀況。 一般按S分：S1mm 為表面粗糙度；1S10mm為 波紋度；S10mm為 f形狀.。表面粗糙度的產(chǎn)生：(1) 切削后遺留 的刀痕；(2) 切削過程中切屑分離時的塑性變形；(3) 以及機床等工裝系統(tǒng)的振動等。5.1.2 表面粗糙度對零件使用性能的影響 1. 對摩擦和磨損的影響 表面不是越光越好2. 對配合性質(zhì)的影響 3. 對抗疲勞強度的影響 4. 對抗腐蝕性的影響 另外，對密封性、接觸剛度和零件的外觀等都有很大影響。圖5.2 圖

3、5.35.2 表面粗糙度的評定 5.2.1 基本術(shù)語 7 取樣長度（Sampling Length）L新國標：lr 用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征X軸向上的長度 。8 評定長度(Ln)用于判別被評定輪廓的X軸方向上的長度。評定長度包括一個或幾個取樣長度。 Ln=n lr二 表面粗糙度評定參數(shù)1高度特性參數(shù)新國標：幅度參數(shù)(1) 輪廓算術(shù)平均偏差Ra新國標：評定輪廓的算術(shù)平均偏差Ra 在取樣長度內(nèi)，輪廓的縱坐標值y（x）絕對值的算術(shù)平均值。 1. 取樣長度 lr 測取樣長度是指測量或評定表面粗糙度輪廓時規(guī)定的一段基準線長度。為什么要規(guī)定測取樣長度lr ？（1）為了限制或減弱波紋度（2）排除形狀誤

4、差對表面粗糙度輪廓測量的影響。2. 評定長度 ln評定長度是指測量或評定表面粗糙度輪廓時規(guī)定的一段最小的測量長度。為什么要規(guī)定一段最小的測量長度ln ？因為表面的峰谷和間距的不均勻性，為了可靠地反映表面粗糙度輪廓的特性。一般 ln 5 lr (連續(xù)的) ;若被測表面比較均勻時，ln < 5 lr ;若被測表面不均勻時，ln > 5 lr 。3. 中線中線是指具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線（圖5.4所示）。圖5.4 取樣長度和評定長度（1）輪廓最小二乘中線(m)在lr內(nèi)，使輪廓上各點至該線的距離Zi平方和為最小。（2）輪廓算術(shù)平均中線在 lr 內(nèi)，5.2.2 評定參數(shù) 1.幅度參

5、數(shù)（高度參數(shù)） （1）輪廓的算術(shù)平均偏差在lr內(nèi)，縱坐標值Z(x)的絕對值的算術(shù)平均值(見下圖）。（2）輪廓的最大高度 Rz在lr內(nèi)最大高度Rz2. 間距參數(shù) 輪廓單元:一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的組合(圖5.7)。輪廓單元寬度: 中線與一個輪廓單元相交線段的長度。輪廓單元的平均寬度 RSm:在 lr 內(nèi)，輪廓單元寬度Xsi的平均值。圖5.7 輪廓寬度3. 混合參數(shù)（形狀參數(shù)） 輪廓的支承長度率Rmr(C) 在給定的水平位置 C上，輪廓的實體材料長度Ml(C)與ln的比率（圖5.8）。水平截距C: C = Rz % ？圖5.8 輪廓的支承長度率表面粗糙度評定參數(shù)共 4個：基本參數(shù)2 個 Rz 輪廓

6、最大高度Ra 輪廓算術(shù)平均偏差附加參數(shù)(輔助參數(shù)) 2 個RSm 輪廓單元平均寬度 Rmr(c) 輪廓支承長度率5.3 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值及其選用 5.3.1 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值 表5.15.5表5.1 Ra 的數(shù)值0.120.203.2500.0250.406.3 琰茞Ü0.0500.8012.5 琰茞Ü0.1001.6025 琰茞Ü表5.2 Rz 的數(shù)值0.0250.406.310010000.0500.8012.5200 琰茞Ü0.1001.6025400 琰茞Ü0.203.25080

7、0 琰茞Ü5.3.2 表面粗糙度參數(shù)的選用 1.評定參數(shù)的選用 （1）幅度參數(shù)（高度參數(shù)）的選用 即基本參數(shù)的選用一般情況下從 Ra 和 Rz 中任選一個。但普遍采用Ra，因為它反映表面粗糙度特性的信息量大和用輪廓儀測量容易。Rz 用于極光滑表面和粗糙表面，一般用雙管顯微鏡測量。 （2）間距參數(shù)和混合參數(shù)的選用即附加參數(shù)的選用 有特殊使用要求時,才附加選用 RSm和 Rmr(c)。 RSm 用于對涂漆性能、抗裂紋和抗腐蝕等有要求時；Rmr(c)用于對耐磨性和接觸剛度等有要求時，但同時要給出C值。 2. 參數(shù)值的選用 參數(shù)值的選用主要根據(jù)功能要求，其次考慮經(jīng)濟性和工藝的可能性

8、。 選用時應(yīng)注意符合以下原則：（1）同一零件上，工作表面的Ra(或Rz)值小于非工作表面；（2）摩擦表面的Ra(或Rz)值小于非摩擦表面；（3）過盈配合表面的Ra（或Rz）值小于間隙配合的表面；（4）配合性質(zhì)要求高的配合表面、受重載荷作用的過盈配合表面Ra(或Rz)值要??；（5） 在確定Ra(或Rz)值時，應(yīng)注意與尺寸公差（T）和幾何公差（t）的協(xié)調(diào)：t 0.6T 時， Ra 0.05T ， Rz 0.3Tt 0.4T 時， Ra 0.025T ， Rz0.15Tt 0.25T 時， Ra 0.012T ， Rz0.07T（6）對于配合的孔軸為同一公差等級時，軸的Ra (或Rz) 值要小于孔；

9、（7）對于同一公差等級的不同尺寸，小尺寸的Ra(或Rz)值要小于大尺寸。選用方法一般采用類比法, 參考表5.65.8。5.4 表面粗糙度符號、代號及其注法 圖樣上所標注符號、代號，是該表面完工后的要求。表面粗糙度的標注按GB/T1312006的規(guī)定。5.4.1 表面粗糙度的符號 見表5.9所示5.4.2 表面粗糙度要求標注的內(nèi)容及其注法1. 表面粗糙度要求標注的內(nèi)容表面粗糙度要求標注的內(nèi)容：表面粗糙度單一要求傳輸帶取樣長度補充要求 加工工藝加工余量等。表面粗糙度要求標注的內(nèi)容在圖中注寫的位置，見圖5.10所示。圖5.10 粗糙度要求的注寫位置a 第一個表面粗糙度（單一）要求（m）；b 第二個表

10、面粗糙度要求（m）；c 加工方法；d 表面紋理和紋理方向；e 加工余量（mm）。2. 表面粗糙度要求在圖中注法，見圖5.11 和表5.10所示。圖5.11 表面粗糙度的單一要求標注示例(1) 位置a處注寫表面粗糙度的單一要求，該要求不能省略。 上限或下限的標注：表示雙向極限時應(yīng)標注上限符號“U”和下限符號“ L”。 如果同一參數(shù)具有雙向極限要求，在不引起歧義時，可省略“U”和“ L” 的標注。若為單向下限值，則必需加注“ L” 。 傳輸帶和取樣長度的標注：傳輸帶是指兩個濾波器的截止波長值之 間的波長范圍。長波濾波器的截止波長值就是取樣長度ln。傳輸帶的標注時，短波在前，長波在后，并用連字號“”隔開。在某些情況下，傳輸帶的標注中，只標一個濾波器，也應(yīng)保留連字號“” ，來區(qū)別是短波還是長波。 參數(shù)代號的標注：參數(shù)代號標注在傳輸帶或取樣長度后，它們之間用“/”隔開 評定長度的標注：如果默認的評定長度時，可省略標注。如果不等于5lr時,則應(yīng)注出取樣長度的個數(shù)。 極限值判斷規(guī)則和極限值的標注：極限值判斷規(guī)則的標注如圖5.11中所示上限為“16規(guī)則”，下限為“最大規(guī)則” 。為了避免誤解，在參數(shù)代號和極限值之間插入一個空格。5.4.3 表面粗糙度要求在圖樣上的標注方法表面粗糙度要求對零件的每一個表面一般只標注一次，并盡可能標注在相應(yīng)的尺寸及其公差的同一視圖上。表面粗糙度要求在圖樣上的標注方