第5章 表面粗糙度

1、第第5 5章章 表面粗糙度表面粗糙度機械零件的幾何誤差：機械零件的幾何誤差：宏觀：宏觀：尺寸公差和形位公差尺寸公差和形位公差-與裝配性能密切相關。與裝配性能密切相關。微觀：微觀：表面粗糙度表面粗糙度-影響工件結合面的精度，對影響工件結合面的精度，對使用性能使用性能（耐磨性、抗腐蝕性等）耐磨性、抗腐蝕性等）、可靠性和壽命有直接影響、可靠性和壽命有直接影響。與。與選材、表面物理性能選材、表面物理性能( (硬度等硬度等) )、熱處理等有關。、熱處理等有關。表面粗糙度：表面粗糙度：工件表面在加工后形成的由較小間距的微小工件表面在加工后形成的由較小間距的微小的峰谷組成的微觀幾何形狀特征。的峰谷組成的微觀

2、幾何形狀特征。產(chǎn)生的原因：產(chǎn)生的原因：加工過程中，由于刀痕、材料的塑性變形、加工過程中，由于刀痕、材料的塑性變形、 工藝系統(tǒng)的高頻振動等引起的。工藝系統(tǒng)的高頻振動等引起的。五5.1 5.1 概述概述GB/T 3505-2000 產(chǎn)品幾何技術規(guī)范產(chǎn)品幾何技術規(guī)范 表面結構表面結構 輪廓法輪廓法 表面結構的術語、定義及參數(shù)表面結構的術語、定義及參數(shù) (新標準新標準)GB/T 1031-1995 表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值 GB/T 3505-1983 表面粗糙度術語表面粗糙度術語 表面及其參數(shù)表面及其參數(shù) (舊標準舊標準)GB/T 3505-1983 (舊標準舊標準)只是對粗糙度

3、而言只是對粗糙度而言,即只將表面粗糙度輪廓及即只將表面粗糙度輪廓及其參數(shù)定義為表面結構特性的唯一組成部分，給出了相關的術語及其其參數(shù)定義為表面結構特性的唯一組成部分，給出了相關的術語及其定義。定義。GB/T 3502-2000 (新標準新標準)是等效是等效ISO 4287:1997對對GB/T 3505-1983的修的修訂。新標準對粗糙度、波紋度和原始輪廓三種特性都給出了定義和評訂。新標準對粗糙度、波紋度和原始輪廓三種特性都給出了定義和評定參數(shù)，即規(guī)定了用輪廓法確定表面結構定參數(shù)，即規(guī)定了用輪廓法確定表面結構(粗糙度、波紋度和原始輪廓粗糙度、波紋度和原始輪廓)的術語、定義及參數(shù)。的術語、定義及

4、參數(shù)?；拘g語基本術語 1983版版 2000版版 本標準參數(shù)本標準參數(shù) 1983版版 2000版版 取樣長度取樣長度 llr輪廓的最大高度輪廓的最大高度 Ry Rz 評定長度評定長度 lnln評定算術平均偏差評定算術平均偏差 Ra Ra 縱坐標值縱坐標值 y Z(x) 輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度 Sm RSm 輪廓峰高輪廓峰高 yp Zp 輪廓的支承長度率輪廓的支承長度率 Rmr(c) 輪廓谷深輪廓谷深 yv Zv 相對支撐比率相對支撐比率 tp Rmr 在水平位置在水平位置c上輪廓的實體材料長度上輪廓的實體材料長度 p Ml(c) 十點高度十點高度 Rz 零件表面的形貌可分為三種

5、情況：零件表面的形貌可分為三種情況：(1)(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其其波距波距1mm(傳統(tǒng)界定傳統(tǒng)界定)、波長和波高之比一般小于波長和波高之比一般小于5050（濾波濾波）。屬于微觀幾何形狀誤差。）。屬于微觀幾何形狀誤差。(2)(2)表面波紋度：表面波紋度：波距波距10mm、零件表面中峰谷的波長和零件表面中峰谷的波長和波高之比等于波高之比等于505010001000的不平程度稱為波紋度。會引的不平程度稱為波紋度。會引起零件運轉時的振動、噪聲，特別是對旋轉零件（如起零件運轉時的振動、噪聲，特別是對旋轉零件（如軸承）的影響

6、是相當大的。軸承）的影響是相當大的。(3)(3)形狀誤差形狀誤差 ：波距波距10mm、零件表面中峰谷的波長和零件表面中峰谷的波長和波高之比大于波高之比大于10001000的不平程度屬于形狀誤差。的不平程度屬于形狀誤差。 形狀誤差、波紋度與表面粗糙度。波距波距1mm波距波距10mm波距波距10mm5.2 5.2 表面粗糙度的評定表面粗糙度的評定一、取樣長度 ：用于評定輪廓的不規(guī)則特征（表面粗糙度）所規(guī)定的一段基準線長度。（主要是為了剔除表面波紋度對評定結果的影響） 具體取值見P162二、評定長度 ：為充分、合理地反映表面粗糙度不均勻的程度，測量、評定表面粗糙輪廓所必須的一段長度。一般取 ；均勻性

7、較好可取三、輪廓中線 m：評定表面粗糙度的基準線。rlrlnlrnll5rnll55.2.1 5.2.1 評定基準評定基準最小二乘中線 ：在取樣長度內，使輪廓上各點到該線的輪廓偏距Ei的平方和為最小，即Z12+Z22+Zn2min)算術平均中線：在評定長度內，使輪廓與中線圍成的面積上、下兩半相等。 yRaoLrx基準線基準線Z高度特征參數(shù)，間距特征參數(shù)，形狀特征參數(shù)1、輪廓算術平均偏差 在取樣長度內，輪廓偏距絕對值的算術平均值。目前，機械或零件圖上的表面粗糙度要求，一般以此項參數(shù)給定，該參數(shù)用觸針式電動輪廓儀測量。觸針的大小要選擇好。niilrZndxxZlrRa10|1| )(|15.2.2

8、 5.2.2 評定參數(shù)與數(shù)值規(guī)定一、高度特征參數(shù)RzRcRa、RaiZ：輪廓偏距yRaoLrxniilrZndxxZlrRa10|1| )(|1Z2、輪廓單元的平均高度 實驗項目RcRz也稱為：微觀不平度十點高度 在取樣長度內，五個最高正偏距與五個最低負偏距絕對值之和的平均值。mitiCZmR11Zti：一個輪廓單元，一峰一谷的高度。5).().(9311042hhhhhhRCiitihhZ1mitiCZmR113、輪廓最大高度： 在取樣長度內，輪廓的峰頂線與谷底線之間的距離。VPzZZRRzL輪廓頂峰線s1sisnb1bibnmsm1smismnZpZvRz輪廓谷底線C)(Ry1、輪廓單元的

9、平均寬度 RSm（Sm） 輪廓微觀不平度的平均間距1）含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長度 Smi稱為輪廓微觀不平度的寬度(間距)。2）在取樣長度內，輪廓微觀不平度的平均值稱為 輪廓微觀不平度的平均寬度(間距) RSm 2.2.間距特征參數(shù)，形狀特征參數(shù)間距特征參數(shù)，形狀特征參數(shù)mismimSmRS11L輪廓頂峰線s1sisnb1bibnmsm1smismnRpRvRy輪廓谷底線C2、輪廓單峰平均間距 RS（S） 兩相鄰單峰的最高點在中線投影距離稱輪廓單峰平均間距 RSiniiSmRS11L輪廓頂峰線s1sisnb1bibnmsm1smismnRpRvRy輪廓谷底線C波距參數(shù)一般很少用到，

10、其應用場合為：汽車外殼(S、Sm對噴膝質量和空氣阻力有影響)。電器行業(yè)：如變壓器硅鋼片(S、Sm對電損耗有影響) 3.輪廓的支承長度率： (用于控制耐磨性的參數(shù)) 在水平位置C上(與頂峰相距C且平行于峰頂線),輪廓的實體材料長度(各段截線長度之和) 與評定長度 之比。)(cRmr)(cMlnlncnmiicmrlMllMlR)(1)(在取樣長度內：RSm、Rmr(c)與C值按GB/T1031規(guī)定選取。5.3 5.3 表面粗糙度的選擇和標注表面粗糙度的選擇和標注1.評定參數(shù)的選擇1、在常用精度參數(shù)范圍 推薦優(yōu)先選用Ra。2、 (用觸針達不到精度要求) (用觸針易損壞)3、 為附加評定參數(shù)。4、R

11、z ：難測表面。mmRmmRca251 . 0,3 . 6025. 0為為mRa025. 0mRa3 . 6)(cmrmRRS 、選RC5.3.1 5.3.1 表面粗糙度的選擇表面粗糙度的選擇機件功能與許用RC數(shù)值各種制造方法可能達到的Ra界限值。其他考慮。 P143 2.評定參數(shù)值的選擇P144 表5-61.符號和代號：1、表示用去除料的方法獲得。車、銑、磨等切割加工；2、表示用不去除材料的方法獲得。鑄、焊、粉末冶金等；3、表洋用任何方法獲得。 在機械零件標注中，最常用的是1直接標注公差數(shù)值大小，一般為Ra值。（舊標準用D1D14表示不同等級的表面光潔度 ） 5.3.2 5.3.2 表面粗糙度的標注表面粗糙度的標注a：數(shù)值b：加工方法。c：取樣長度。d：加工紋理方向。e：加工余量。f：RSm或Rmr(1)值，單位mm。2.標注時高度特征參數(shù)值的規(guī)定3.表面粗糙度在圖樣上的標注表面粗糙度在圖樣上的標注5.4 5.4 表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量 用樣塊作參照，直接判斷： 眼觀察、觸覺、放大鏡、顯微鏡。5.4.1 比較法(在生產(chǎn)現(xiàn)場一般采用)：較低精度5.4.2 光切法)(6 . 0