《表面粗糙度》课件.ppt

《《表面粗糙度》课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《表面粗糙度》课件.ppt（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第五章 表面粗糙度,机械零件表面精度所研究和描述的对象是零件的表面形貌特性。机械加工或是用其他方法获得的表面，存在着微观几何形状误差。表面粗糙度对机器零件的摩擦磨损、配合性质、耐腐蚀性、疲劳强度及结合密封性等都有很大的影响。5.1概述 5.2表面粗糙度的评定 5.3表面粗糙度的选择及其标注 5.4表面粗糙度的测量,基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的评定评定参数、选用、标注及测量。重点内容：表面粗糙度的评定、选用及在图样上的标注方法。难点内容：表面粗糙度的评定、选用原则。操作技能：表面粗糙度的测量。现行的表面粗糙度的标准主要有：GB/T1312006 产品几何技术规范（GPS）技术

2、产品文件中表面结构的表示法 GB/T10311995 GB/T35052000,5.1概述基本概念,表面粗糙度：是指表面微观几何形状误差（加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度）。零件表面的形貌可分为三种情况：（1）表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于 50。属于微观几何形状误差。（2）表面波度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于501000的不平程度称为波度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的目前表面波度还没有制定国家标准。国际标准化组织第57技术委员会正在制定表面波度有关国际标准。（3）形状误差：零件表面中峰谷的波

3、长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。,5.1概述基本概念,5.1概述表面粗糙度对零件性能的影响,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。对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。,5.2表面粗糙度的评定评定基准,1.取样长度l 评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷。（标准见表5-1。）2.评定长度 ln 为了全面、充分地反映被测

4、表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。评定长度一般按5个取样长度来确定。,5.2表面粗糙度的评定评定基准,5.2表面粗糙度的评定评定基准,5.2表面粗糙度的评定评定基准,3.评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的一段参考线。有以下两种：轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至一条假想线的距离平方和为最小。即：y=min 轮廓算术平均中线m：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。即：F1+F3+F2n-1=F2+F4+F2n,轮廓的最小二乘中线：具有几何轮廓形状并划分轮廓

5、的基准线，在取样长度内使轮廓上各点的轮廓偏距的平方和为最小。,轮廓的算术平均中线,具有几何轮廓形状，在取样长度内与轮廓走向一致的基准线。在取样长度内由该线划分轮廓使上下两边的面积相等。,5.2表面粗糙度的评定评定参数与数值规定,GB/T1031-95中规定了6个表面粗糙度评定参数，其中有关高度特征参数3个，间距特征参数有2个，形状特征参数有1个。1.高度特征参数（1）轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即 或近似为,5.2表面粗糙度的评定评定参数与数值规定,轮廓算术平均偏差 Ra 在取样长度内，轮廓上各点至基准线的距离yi的绝对值的算术平均值.,

6、5.2表面粗糙度的评定评定参数与数值规定,（2）微观不平度十点高度Rz 在取样长度内个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。,5.2表面粗糙度的评定评定参数与数值规定,（3）轮廓最大高度Ry 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。Ry=ypmax+yvmax,5.2表面粗糙度的评定评定参数与数值规定,2.间距特征、形状特征参数 附加参数轮廓微观不平度的平均间距Sm 在取样长度l内，轮廓微观不平度的间距Smi的平均值。轮廓单峰平均间距 S 在取样长度l内，轮廓的单峰间距Si的平均值轮廓支撑长度率tp：轮廓支承长

7、度p与取样长度l的比值.,3.评定参数与数值规定 表面粗糙度的参数值已标准化。满足功能要求，并考虑经济性。按GB/T1031-95规定的参数值系列选取，查表5-2表5-5。表列系列值不能满足要求时，可选取GB/T1031-95的附录A补充系列值。,新国标,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度参数及参数值的选择,1.评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra参数。运动表面 Ra、Rz（新国标）的值在0.8m以下；静止表面 Ra、Rz（新国标）的值为1.6m或3.2m；推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况例外：当表面过于粗糙（Ra 6.3m）

8、或过于光滑（Ra 0.025 m）时；当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Rz值。,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度参数及参数值的选择,2.表面粗糙度参数值的选择 选择原则：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。(1)一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。运动速度高、单位面积压力大的表面，受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽表面粗糙度参数

9、值都应小。常用表面粗糙度值与所适应的零件表面见P144表5-6。,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度参数及参数值的选择,(2)参数值的选用方法 可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为t，尺寸公差为T，它们之间的关系可参照以下对应关系：若 t 0.6T，则Ra0.05T；Rz 0.2T 普通精度 t 0.4T，则Ra0.025T；Rz 0.1T 较高精度 t 0.25T，则Ra0.012T；Rz 0.05T 中高精度 t 0.25T，则Ra0.15t；Rz 0.6

10、t 高精度,注：此处Rz为旧国标,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度的符、代号及其标注,齿轮泵泵盖 零件图,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度的符、代号及其标注,1.表面粗糙度的符号在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：a 为基本符号，表示表面可以用任何方法获得；b 表示表面是用去除材料的方法获得的；c 表示表面是用不去除材料的方法获得的。上述符号均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面结构要求。,表面粗糙度,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度的符、代号及其标注,2.表面粗糙度的代号 表面粗糙度符号中注写了具体参数代号及数值等补充要求后即称为表面粗糙度代号。,除了标注表面结构参数和数

11、值外，必要时应标注补充要求，包括公差带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。这些要求在图形符号中的注写位置：a-注写表面结构的单一要求 a和b:a-注写第一表面结构要求 b-注写第二表面结构要求 c-注写加工方法，如“车”、“磨”、“镀”等 d-注写表面纹理方向，如“=”、“x”、“M”e-注写加工余量,5.3表面粗糙度的选择和标注表面粗糙度的符、代号及其标注,标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面。代号中数字及符号的注写方向必须与尺寸数字方向一致。高度参数：当选用Ra或Rz时，参数和参数值都应标出；当允许实测值中，超过规定

12、值的个数少于总数的16%时，应在图中标注上限值和下限值，当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或最小值。表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。常见加工纹理方向符号查有关表格。,标注举例,标注举例,标注举例,如果在工件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求时，则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。此时，表面结构要求的符号后面应有：在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号,5.3表面粗糙度的测量,1.比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，精度较差。多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。2.光切法：利用光切原理

13、，用双管显微镜测量。适宜测量车、铣、刨或其他类方法加工的金属零件。常用于测量Rz为0.560（80）m。3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。适用于测量极光滑的表面，可测量Rz和Ry值。4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。5.触针法：用金刚石针尖感触微观不平度的截面轮廓的方法。测定Ra=0.025-5 m的表面。易于实现自动测量和微机数据处理，但表面易被划伤。,5.3表面粗糙度的测量1.比较法,5.3表面粗糙度的测量2.光切法：,光切法：是利用光切原理测量零件表面粗糙度的一种方法。,5.3表面粗糙度的测量2.光切法：,主要用来测定高参数Rz和Ry值，测量范围为Rz=0.880m,5.3表面粗糙度的测量3.干涉法,干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的方法。主要用来测定高参数Rz和Ry值，测量范围为Rz=0.050.8m,接触测量法：接触法测量表面粗糙度的仪器很多，其中用得最多的是电动轮廓仪。,特殊表面粗糙度的测量,一些复杂轮廓内表面如：内孔、沟槽、曲面轴孔等无法用常规方法测量，需采用特殊的测量手段。,TR100袖珍表面粗糙度测量仪,TR100袖珍表面粗糙度测量仪，新型智能化测量仪器，7800元。可测外圆、平面、锥面、及长宽大于8030mm的沟槽。,本章结束,