第五章 表面粗糙度及其檢測(cè)課件(正式)

1、基本內(nèi)容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的評(píng)定、選用、標(biāo)注及測(cè)量。 重點(diǎn)內(nèi)容：表面粗糙度的評(píng)定、選用及標(biāo)注。難點(diǎn)內(nèi)容：表面粗糙度的評(píng)定、選用。操作技能：表面粗糙度的測(cè)量。第五章 表面結(jié)構(gòu)中的粗糙度由于切削過程中的：由于切削過程中的：刀痕刀痕切屑分離時(shí)的塑性變形切屑分離時(shí)的塑性變形刀具和被加工表面間的刀具和被加工表面間的摩擦摩擦工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。等。產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因加工表面上留下的凸凹不平的痕加工表面上留下的凸凹不平的痕跡，這些痕跡是由許多微小的凸跡，這些痕跡是由許多微小的凸峰和凹谷組成的，其峰和凹谷組成的，其微小峰谷的微小峰谷的高低以及細(xì)密程度構(gòu)成的微觀幾高

2、低以及細(xì)密程度構(gòu)成的微觀幾何形狀特性稱為表面粗糙度。何形狀特性稱為表面粗糙度。基 本 概 念(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長(zhǎng)和波高之比一般小于 50。屬于微觀幾何形狀誤差。零件表面的形貌可分為三種情況：(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比等于501000的不平程度稱為波紋度。會(huì)引起零件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、噪聲，特別是對(duì)旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的。(3)形狀誤差 ：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。表面粗糙度、表面波紋度、形狀誤差的劃分表面粗糙度、表面波紋度、形狀誤差的劃分(1)波距小于波距小于1mm，屬于微觀幾何形狀誤差

3、，屬于微觀幾何形狀誤差表面粗糙度。表面粗糙度。(2)波距波距10mm以上的且不呈明顯周期性變化的以上的且不呈明顯周期性變化的宏觀的幾何宏觀的幾何形狀誤差。形狀誤差。(3)波距介于波距介于110mm的并呈周期性變化的的并呈周期性變化的表面波紋度表面波紋度表面粗糙度對(duì)零件性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響零件的疲勞強(qiáng)度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對(duì)零件的外觀、測(cè)量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強(qiáng)度等也有著不同程度的影響。表面粗糙度對(duì)零件性能的影響表面粗糙度對(duì)零件性能的影響表面粗糙度的基本術(shù)語(yǔ)表面輪廓原始輪廓粗糙度輪廓表面粗糙度的評(píng)定輪廓濾波器：短、中、長(zhǎng)坐標(biāo)

4、系表面粗糙度的基本術(shù)語(yǔ) 取樣長(zhǎng)度應(yīng)與表面粗糙度的大小相適應(yīng)。規(guī)定取樣長(zhǎng)度是為了限制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗糙測(cè)量結(jié)果的影響，一般在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)應(yīng)包含個(gè)以上的波峰和波谷。表面粗糙度的評(píng)定取樣長(zhǎng)度lr：評(píng)定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。評(píng)定長(zhǎng)度 ln：為了全面、充分地反映被測(cè)表面的特性，在評(píng)定或測(cè)量表面輪廓時(shí)所必需的一段長(zhǎng)度。 評(píng)定長(zhǎng)度一般按5個(gè)取樣長(zhǎng)度來(lái)確定。 評(píng)定長(zhǎng)度可包括一個(gè)或多個(gè)取樣長(zhǎng)度。不均勻的表面，宜選用較長(zhǎng)的評(píng)定長(zhǎng)度。表面粗糙度的基本術(shù)語(yǔ) 評(píng)定表面粗糙度的中線評(píng)定表面粗糙度的中線：定量評(píng)定表面粗糙度輪廓的一段基準(zhǔn)線。它具有幾何輪廓形狀并劃分評(píng)定輪廓。 有以下兩種：取樣長(zhǎng)度和評(píng)定

5、長(zhǎng)度返回返回輪廓的最小二乘中線：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至該線的距離平方和為最小。即： a2+b2+c2+.+n2=min輪廓算術(shù)平均中線：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐稚舷聝刹糠?，且使上下面積相等的直線 。即：F1+F2+Fn= F1+F2+Fnn輪廓峰、輪廓谷n輪廓峰高、輪廓谷深n輪廓單元的寬度、輪廓單元的高度（1）輪廓算術(shù)平均偏差a （幅度參數(shù)）在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，被測(cè)實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對(duì)值的平均值，即 表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)(4大類16項(xiàng))dxxZlRla0)(1niiaxZnR1)(1（ 2）輪廓的最大高度輪廓的最大高度z （幅度參數(shù)）指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，被評(píng)定輪廓的最大輪廓峰高

6、Rp與最大輪廓谷深Rv之和的高度（Rz）： Rz=Rp+RvRz=Rp+Rv（ 3）輪廓單元的平均線高度輪廓單元的平均線高度c c（4）輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度RSm（間距參數(shù)）指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)所有輪廓單元的寬度Xsi的平均值（RSm）： miimXsmRS11n曲線和相關(guān)參數(shù)表面粗糙度的符號(hào)表面粗糙度的符號(hào) 在圖樣上表示表面粗糙度的符號(hào)有三種： a為基本符號(hào)，表示表面可以用任何方法獲得；b表示表面是用去除材料的方法獲得的；c表示表面是用不去除材料的方法獲得的。 表面粗糙度符號(hào)及其表示方法表面粗糙度符號(hào)及其表示方法abc表面粗糙度符號(hào)及其表示方法表面粗糙度符號(hào)及其表示方法Ra的標(biāo)

7、注的標(biāo)注當(dāng)選用當(dāng)選用Ra時(shí)，可省略代號(hào)時(shí)，可省略代號(hào)Ra，只注出，只注出Ra值。值。表面粗糙度的代號(hào)a、b 處為表面結(jié)構(gòu)要求； c處標(biāo)注加工方法、鍍涂或其它表面處理； c處標(biāo)出取樣長(zhǎng)度（mm）； d標(biāo)出加工紋理方向符號(hào)； e處標(biāo)出加工余量（mm）； 評(píng)定參數(shù)的選擇評(píng)定參數(shù)的選擇：如無(wú)特殊要求，一般僅選用幅度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因?yàn)镽a能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外： 當(dāng)表面過于粗糙（Ra6.3m）或過于光滑（ Ra 0.025 m ）時(shí)，可選用Rz。因?yàn)榇朔秶阌谶x擇用于測(cè)量Rz的儀器測(cè)量。 當(dāng)零件材料較軟時(shí)。因?yàn)镽a一般采用觸針測(cè)量。 當(dāng)測(cè)量面積很小時(shí)。如頂尖、刀具的刃部

8、、儀表的小元件的表面。表面粗糙度的選用表面粗糙度的選用 評(píng)定參數(shù)值的選用評(píng)定參數(shù)值的選用n首先應(yīng)考慮零件使用功能要求的側(cè)重及各評(píng)定參數(shù)的首先應(yīng)考慮零件使用功能要求的側(cè)重及各評(píng)定參數(shù)的特征，其次應(yīng)考慮儀器設(shè)備條件等因素。特征，其次應(yīng)考慮儀器設(shè)備條件等因素。表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇總的選擇原則總的選擇原則： 在滿足零件表面功能要求的前提下，盡量選取較大的參數(shù)值。一般原則：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值?。?摩擦表面比非摩擦表面要?。皇苎h(huán)載荷的表面要??；配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)?。煌痪?，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。(p94)參數(shù)值的選用方法

9、可用類比法來(lái)確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時(shí)，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系。 一般情況下，它們之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)形狀公差為T，尺寸公差為IT，它們之間的關(guān)系可參照以下對(duì)應(yīng)關(guān)系： 若T0.6 IT， 則Ra0.05 IT； Rz 0.3 IT T0.4 IT， 則Ra0.025 IT； Rz 0.15 IT T0.25 IT，則Ra0.012 IT； Rz 0.07 IT比較法比較法：將被測(cè)表面和表面粗糙度樣板直接進(jìn)行比較，多用于車間，評(píng)定表面粗糙度值較大的工件。 光切法光切法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測(cè)量。 常用于測(cè)量Rz為2.060m的平面和外圓柱面。 干涉法干

10、涉法：利用光波干涉原理，用干涉顯微鏡測(cè)量?？蓽y(cè)量Rz0.0631.0m的平面、外圓柱面和球面。 印模法印模法：利用石臘、低熔點(diǎn)合金或其它印模材料，壓印在被測(cè)零件表面，放在顯微鏡下間接地測(cè)量被測(cè)表面的粗糙度。適用于笨重零件及內(nèi)表面。表面粗糙度的測(cè)量 比較法比較法-用表面粗糙度樣板測(cè)量用表面粗糙度樣板測(cè)量n比較法：比較法： 將被測(cè)表面對(duì)照粗糙度樣板，用肉眼或借助將被測(cè)表面對(duì)照粗糙度樣板，用肉眼或借助于放大鏡，比較顯微鏡直接進(jìn)行比較，也可于放大鏡，比較顯微鏡直接進(jìn)行比較，也可以用手觸摸，劃動(dòng)感覺來(lái)判斷被測(cè)表面的粗以用手觸摸，劃動(dòng)感覺來(lái)判斷被測(cè)表面的粗糙度。糙度。n多用于車間，一般只用于評(píng)定表面粗糙度

11、值多用于車間，一般只用于評(píng)定表面粗糙度值較大的工件。較大的工件。光切法光切法-用雙管顯微鏡測(cè)量用雙管顯微鏡測(cè)量n雙管顯微鏡是應(yīng)用光切原理測(cè)量表面粗糙度的。雙管顯微鏡是應(yīng)用光切原理測(cè)量表面粗糙度的。n雙管顯微鏡常用于測(cè)量雙管顯微鏡常用于測(cè)量Ra或或Rz值，由于受到分值，由于受到分辨率的限制，一般測(cè)量范圍為辨率的限制，一般測(cè)量范圍為Rz 180m.n雙管顯微鏡不但適用于測(cè)量車、銑、刨及其他雙管顯微鏡不但適用于測(cè)量車、銑、刨及其他類似加工方法的金屬表面，還可以用于測(cè)量木類似加工方法的金屬表面，還可以用于測(cè)量木板、紙張、塑料、電鍍層等表面的微觀不平度。板、紙張、塑料、電鍍層等表面的微觀不平度。干涉法干

12、涉法-用干涉顯微鏡測(cè)量用干涉顯微鏡測(cè)量n利用光波干涉原理結(jié)合顯微系統(tǒng)來(lái)測(cè)量表面粗糙度利用光波干涉原理結(jié)合顯微系統(tǒng)來(lái)測(cè)量表面粗糙度的一種方法。的一種方法。n常用來(lái)測(cè)量常用來(lái)測(cè)量Rz的值，測(cè)量范圍一般為的值，測(cè)量范圍一般為Rz 0.0250.8m。n干涉顯微鏡不僅適用于測(cè)量高反射率的金屬加工表干涉顯微鏡不僅適用于測(cè)量高反射率的金屬加工表面，也能測(cè)量低反射率的玻璃表面，但是主要是用面，也能測(cè)量低反射率的玻璃表面，但是主要是用于要求表面粗糙度參數(shù)值小的表面。于要求表面粗糙度參數(shù)值小的表面。針描法針描法-用電動(dòng)輪廓儀測(cè)量用電動(dòng)輪廓儀測(cè)量n針描法也稱觸針法，是利用金剛石觸針在被測(cè)表面針描法也稱觸針法，是利用金剛石觸針在被測(cè)表面上輕輕劃過，從而測(cè)出表面粗糙度上輕輕劃過，從而測(cè)出表面粗糙度Ra值的一種方值的一種方法。法。n電動(dòng)輪廓儀就是利用針描測(cè)量原理設(shè)計(jì)的。電動(dòng)輪電動(dòng)輪廓