第五章表面粗糙度與檢測(cè)

1、1教學(xué)目標(biāo)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)量方法。重 點(diǎn)：表面粗糙度的評(píng)定、選用及標(biāo)注方法。難 點(diǎn)：表面粗糙度的評(píng)定方法、選用。操作技能：表面粗糙度的測(cè)量。2 零件的表面在加工過程中，受工藝系統(tǒng)幾何精度和動(dòng)態(tài)因素的影響，使之產(chǎn) 生幾何誤差和幾何形貌誤差。一、零件的表面形貌概述： 形 狀 誤 差： 表面粗糙度： 表面波紋度： 。 1、零件表面的幾何誤差32、零件表面幾何形狀誤差分布范圍： 表面粗糙度(微觀不平度)：零件表面的微小峰谷形成的表面微觀不平程度。 波距s1mm；其波距和波高之比一般小于50。 表面波紋度：峰谷波距在110mm，波距和波高比等于501

2、000之間的 不平程度。GB/T3505-2009最新將其標(biāo)準(zhǔn)化 形 狀誤 差：峰谷波距10mm，峰谷波長(zhǎng)與波高之比1000的不平程度。 表面粗糙度、表面波紋度以及表面幾何形狀誤差總是同時(shí)生成并存在同一 表面上綜合影響零件的表面輪廓。45零件表面輪廓由粗糙度輪廓、波紋度輪廓和原始輪廓疊加而成。 由兩不同截止波長(zhǎng)的濾波器分離獲得的輪廓波長(zhǎng)范圍。678 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度ln：一般按五個(gè)取樣長(zhǎng)度確定ln5lr ；被測(cè)表面比較均勻時(shí)，可選ln5lr；若均勻性差，則選ln5lr。9 輪廓峰：被評(píng)定輪廓上連接輪廓與X軸兩相鄰交點(diǎn)的向外的輪廓部分最高點(diǎn)輪廓峰高Zp 輪廓谷： 被評(píng)定輪廓上連接輪廓與X軸兩相鄰交點(diǎn)

3、的向內(nèi)的輪廓部分 最低點(diǎn)輪廓谷深Zv 輪廓單元： 一個(gè)輪廓峰和相鄰輪廓谷的組合 。10 最大輪廓峰高Rp 最大輪廓谷深Rv 輪廓最大高度Rz ：Rz=Rp+Rv GB/T35052009規(guī)定三類輪廓評(píng)定參數(shù)最大高度Rz 輪廓單元平均高度Rc：mitiCZmR1111dxxZlrRalr0)(1niiZnRa11近似算術(shù)平均偏差Ra 輪廓算術(shù)平均偏差Ra 輪廓的均方根偏差Rq 輪廓的偏斜度Rsk 輪廓的陡度Rku輪廓總高度 Rt：內(nèi)最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和。RtRz 12幅度參數(shù)比較 Ra反映表面輪廓信息較全面，概念直觀，以觸針式電動(dòng)輪廓儀測(cè)量，可以直接讀出Ra的數(shù)值。 Rz測(cè)量比較簡(jiǎn)單，

4、對(duì)不允許有較深加工痕跡的表面(如控制應(yīng)力集中)和小零件表面有實(shí)用意義。13輪廓單元平均寬度 RSm: 取樣長(zhǎng)度lr 內(nèi)，輪廓單元寬度Xsi的平均值(常用)輪廓單元寬度Xsi: 中線與一個(gè)輪廓單元相交線段的長(zhǎng)度。miiXsm11Rsm Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中線RSm越大，峰谷越稀，密封性能越差。14 輪廓支承長(zhǎng)度率 Rmr(c)：在給定水平截面高度c上，輪廓實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml(c)與評(píng)定長(zhǎng)度ln的比率。 lcMllMlini)(1Rmr(c)= 輪廓支承長(zhǎng)度率曲線 Rmc用于評(píng)定均方根斜率大小。15 以幅度參數(shù)Ra、Rz為主參數(shù)且Ra反映輪廓信息最多，能夠較完整全面的反映零件表

5、面微觀幾何形狀； 間距參數(shù)Rsm與形狀參數(shù)Rmr(c)為，一般不單獨(dú)使用。 從幅度參數(shù)(平均輪廓高度Ra、輪廓最大高度Rz)、間距參數(shù)Rsm 和相關(guān)參數(shù)Rmr(c)中選取。基本參數(shù) 2 個(gè) 輔助參數(shù) 2 個(gè)Ra 輪廓算術(shù)平均偏差Rz 輪廓最大高度RSm 輪廓單元平均寬度 Rmr(c) 輪廓支承長(zhǎng)度率161. 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值 Ra 數(shù)值0.120.203.2500.0250.406.30.0500.8012.50.1001.6025Rz 數(shù)值0.0250.406.310010000.0500.8012.52000.1001.60254000.203.25080017Ra0.083tRa0.

6、063tRa0.048tRa0.6tRz0.333tRz0.25tRz0.2tRz2.4t18評(píng)定參數(shù)選用幅度參數(shù)Ra、 Rz附加參數(shù)-有特殊要求選用RSm ， Rmr(c)優(yōu)先選Ra ：粗糙度參數(shù)值在(0.0256.3) um 選Rz ：粗糙度參數(shù)值在(6.3 100)um 和 (0.008 0.020 )um范圍；19 粗加工非結(jié)合面： Ra10 半精加工結(jié)合面： 10Ra2.5 精加工結(jié)合面、工作面： 2.5Ra1.25 精加工配合面： 1.25Ra0.32 精密配合面： 0.32Ra0.08 鏡面： 0.04Ra0.01202122一、表面粗糙度的符號(hào)23二. 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容

7、及其注法1. 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容：表面粗糙度單一要求（不可省略）取樣長(zhǎng)度傳輸帶加工工藝加工余量等。補(bǔ)充要求 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容在圖中注寫的位置:粗糙度要求的注寫的位置a 表面粗糙度第一(單一)要求（m）b 表面粗糙度第二要求（m）c 加工方法（車，銑）d 表面紋理和紋理方向e 加工余量（mm）。242. 表面粗糙度要求在圖中注法U 0.0025-0.8 Ra 4/12.5(空格)max上、下限值符號(hào)如：U、L傳輸帶.如：0.0025-0.8幅度參數(shù)極限值如：6.3極限值判斷規(guī)則：max評(píng)定長(zhǎng)度.如：4幅度參數(shù)符號(hào).如：Ra、Rz(1) 位置a處不能省略。

8、上限或下限的標(biāo)注： 表示雙向極限值時(shí)應(yīng)標(biāo)注上限符號(hào)“U”和下限符號(hào)“ L”。 若同一參數(shù)具有雙向極限要求，在不引起歧義時(shí)，可省略“U”和“ L” 的標(biāo)注。 若為單向下限值，則必需加注“ L” 。傳輸帶標(biāo)注時(shí)，短波在前，長(zhǎng)波在后，并用連字號(hào)“”隔開。 當(dāng)只有一個(gè)濾波器波長(zhǎng)為非標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，傳輸帶標(biāo)注也應(yīng)保留連字號(hào)“” 來區(qū)別是短波還是長(zhǎng)波。傳輸帶：標(biāo)注短波和長(zhǎng)波濾波器的截止波長(zhǎng)s-c；如：0.0025-0.8。 當(dāng)截止波長(zhǎng)為默認(rèn)標(biāo)注值時(shí)，省略標(biāo)注。 傳輸帶和取樣長(zhǎng)度： 幅度參數(shù)符號(hào)：參數(shù)代號(hào)標(biāo)注在傳輸帶或取樣長(zhǎng)度后，用“/”隔開 評(píng)定長(zhǎng)度的標(biāo)注：如果默認(rèn)的評(píng)定長(zhǎng)度時(shí)，可省略標(biāo)注。 如果不等于5lr時(shí)

9、，則應(yīng)注出取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)。 極限值判斷規(guī)則和極限值的標(biāo)注： “16規(guī)則”為默認(rèn)規(guī)則，省略標(biāo)注；“最大規(guī)則”應(yīng)標(biāo)注 。 為避免誤解，在參數(shù)代號(hào)和極限值之間插入一個(gè)空格。 幅度參數(shù)值：表面粗糙度值大小。25 完工零件表面按檢驗(yàn)規(guī)范測(cè)得輪廓參數(shù)值后, 需與圖樣上給定的極限比較, 以判定其是否合格。極限值判斷規(guī)則有兩種: : 運(yùn)用本規(guī)則時(shí), 當(dāng)被檢表面測(cè)得的全部參數(shù)值中, 超過極限值的個(gè)數(shù)不多于總個(gè)數(shù) 16%時(shí), 該表面是合格的。 超過極限值有兩種含義: 當(dāng)給定上限值時(shí), 超過是指大于給定值; 當(dāng)給定下限值時(shí), 超過是指小于給定值。: 運(yùn)用本規(guī)則時(shí), 被檢的整個(gè)表面上測(cè)得的參數(shù)值一個(gè)也不 應(yīng)超過給定的

10、極限值。 16%規(guī)則是所有表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注的默認(rèn)規(guī)則。即當(dāng)參數(shù)代號(hào)后未標(biāo)注寫“max”字樣時(shí), 均默認(rèn)為應(yīng)用 16%規(guī)則( 例如 Ra0.8) 。反之, 則應(yīng)用最大規(guī)則( 例如 Ramax0.8) 2627283、表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣上的標(biāo)注 (1) 表面結(jié)構(gòu)要求對(duì)每一表面一般只注一次，并盡可能注在相應(yīng)的尺寸 及其公差的同一視圖上。 除非另有說明，所標(biāo)注的表面結(jié)構(gòu)要求是對(duì)完工零件表面的要求。 (2) 表面結(jié)構(gòu)的注寫和讀取方向與尺寸的注寫和讀取方向一致。表面結(jié)構(gòu)代號(hào)只能水平朝上或垂直朝左標(biāo)注。可以標(biāo)注在或輪廓延長(zhǎng)線上，也可標(biāo)注在指引線上、特征尺 寸的尺寸線上、幾何公差框格上。29 (4) 在不致引

11、起誤解時(shí)，表面結(jié)構(gòu)要求可以標(biāo)注在尺寸線上。 (3) 表面結(jié)構(gòu)要求可標(biāo)注在形位公差框格的上方。30(5) 圓柱和棱柱表面的表面結(jié)構(gòu)要求只標(biāo)注一次。31如果每個(gè)棱柱表面有不同的表面要求，則應(yīng)分別單獨(dú)標(biāo)注。32標(biāo)注在輪廓線以內(nèi)的指引線，其端部不是帶箭頭，而是帶圓點(diǎn)。 335. 表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣中的簡(jiǎn)化注法(1) 有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡(jiǎn)化注法。 工件的多數(shù)(包括全部)表面有相同的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近。標(biāo)題欄附近 在圓括號(hào)內(nèi)給出無任何其它標(biāo)注的基本符號(hào)。 34標(biāo)題欄附近標(biāo)題欄附近 不同的表面結(jié)構(gòu)要求直接標(biāo)注在圖形中35(2) 多個(gè)表面有共同要求或圖紙空間有限時(shí)的簡(jiǎn)化注法。 可用帶

12、字母的完整符號(hào)，以等式的形式，在圖形或標(biāo)題欄附近，對(duì)有相同表面結(jié)構(gòu)要求的表面進(jìn)行簡(jiǎn)化標(biāo)注。 圖形或標(biāo)題欄附近 也可只用表面結(jié)構(gòu)符號(hào)，以等式的形式給出對(duì)多個(gè)表面共同的表面結(jié)構(gòu)要求。 （a）（b）（c）6. 封閉輪廓表面粗糙度要求相同時(shí)的圖形符號(hào) 當(dāng)圖樣某個(gè)視圖上構(gòu)成封閉輪廓的各個(gè)表面有相同的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，以完整圖形符號(hào)上加一圓圈表示 (不含前后面)。7. 兩種或多種工藝獲得的同一表面的注法 由幾種不同工藝方法獲得同一表面，當(dāng)每種工藝方法的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，標(biāo)注方法如下：385-5 表面粗糙度的測(cè)量一、檢測(cè)的基本原則1. 測(cè)量方向的選擇 時(shí)， 表面粗糙度測(cè)量方向：高度參數(shù)最大值的方向；即： 一般在

13、垂直于表面加工的紋理方向上測(cè)量。2. 表面缺陷的摒棄 表面粗糙度不包括氣孔、砂眼、擦傷、劃痕等缺陷。3. 測(cè)量部位的選擇 在若干有代表性的區(qū)段上測(cè)量。二、測(cè)量方法：比較法、光切法、針描法、光波干涉法和印模法40練習(xí)：41423、請(qǐng)將表面粗糙度要求標(biāo)注在零件圖上 外圓：40、48：Ra1.6um； 50：Ra0.8um；其余：Ra6.3um； 齒輪：齒頂圓Ra3.2um ；分度圓Ra1.6um ； 軸肩：40：Ra3.2um； 50：Ra3.2um；其余Ra6.3um； 鍵槽：工作面Ra3.2um；底面Ra6.3um 中心孔錐面： Ra0.8um 其余表面粗糙度Ra6.3umEND444546

14、4748 符符 號(hào)號(hào) 意義及說明意義及說明 基本符號(hào)：基本符號(hào)：表示表面可用任何方法獲得。表示表面可用任何方法獲得。 當(dāng)不需加注粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說明（例如：表面處理、局部熱當(dāng)不需加注粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說明（例如：表面處理、局部熱處理狀況等）時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注處理狀況等）時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注 基本符號(hào)加一短劃：基本符號(hào)加一短劃：表示表面是用去除材料的方法獲得。表示表面是用去除材料的方法獲得。 例如：車、銑、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割例如：車、銑、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等方法獲得的表面。等方法獲得的表面。 基本符號(hào)加一小圓：基本符號(hào)加一小圓：表示表面

15、是用不去除材料的方法獲得。表示表面是用不去除材料的方法獲得。 例如：鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、粉末冶金等。或者是用例如：鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、粉末冶金等?；蛘呤怯糜诒３衷?yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況） 圖示符號(hào)：表示相應(yīng)方法獲得的表面具有相同的表面粗圖示符號(hào)：表示相應(yīng)方法獲得的表面具有相同的表面粗糙度要求糙度要求1.表面粗糙度的符號(hào)和代號(hào)表面粗糙度的符號(hào)和代號(hào)49 粗糙度代號(hào)：粗糙度代號(hào)： a1a1、a2a2粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及允許值（粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及允許值（mm），），若選用若選用RaRa時(shí)，時(shí)， 可省略可省略RaRa

16、，只標(biāo)注參數(shù)值，只標(biāo)注參數(shù)值 b b加工要求：鍍、涂、表面處理或其他加工要求；加工要求：鍍、涂、表面處理或其他加工要求； c c取樣長(zhǎng)度（取樣長(zhǎng)度（mmmm），與規(guī)定相同時(shí)可省略；），與規(guī)定相同時(shí)可省略； d d加工紋理方向符號(hào)；加工紋理方向符號(hào)； e e加工余量（加工余量（mmmm）；）； f f間距參數(shù)間距參數(shù)SmSm，S S（mmmm）或輪廓支承率）或輪廓支承率RmrRmr 。 圖樣上圖樣上通常只標(biāo)注高度參數(shù)（通常只標(biāo)注高度參數(shù)（RaRa、RzRz）且）且 選用選用RaRa時(shí)，只標(biāo)注參數(shù)值，時(shí)，只標(biāo)注參數(shù)值，“Ra” Ra” 可以省略；其余各項(xiàng)在需要可以省略；其余各項(xiàng)在需要時(shí)標(biāo)注。時(shí)標(biāo)注

17、。 如如對(duì)零件表面功能有特殊要求時(shí)，則還應(yīng)注出表面特征的其對(duì)零件表面功能有特殊要求時(shí)，則還應(yīng)注出表面特征的其它規(guī)定它規(guī)定，如取樣長(zhǎng)度、加工紋理方向、加工方法等。，如取樣長(zhǎng)度、加工紋理方向、加工方法等。503.251 最大（?。┲蹬c上（下）限值最大（小）值與上（下）限值1. 1. 2. 2. 若允許表面粗糙度實(shí)測(cè)值超過規(guī)定值，且超差次數(shù)少于總數(shù)的若允許表面粗糙度實(shí)測(cè)值超過規(guī)定值，且超差次數(shù)少于總數(shù)的16%16%時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注表面粗糙度參數(shù)的上限值或下限值。時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注表面粗糙度參數(shù)的上限值或下限值。5253 常用的表面粗糙度的檢測(cè)方法：常用的表面粗糙度的檢測(cè)方法： 比較法、光切法、干涉

18、法、針描法。比較法、光切法、干涉法、針描法。1 1、比較法、比較法 將被測(cè)表面與粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較將被測(cè)表面與粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較, ,通過視覺通過視覺, ,觸感或其它方觸感或其它方法，對(duì)被測(cè)表面粗糙度作出評(píng)定的方法。法，對(duì)被測(cè)表面粗糙度作出評(píng)定的方法。 用比較法評(píng)定表面粗糙度雖然不能精確地得出被測(cè)表面的粗糙用比較法評(píng)定表面粗糙度雖然不能精確地得出被測(cè)表面的粗糙度的數(shù)值，但由于器具簡(jiǎn)單，使用方便且能滿足一般生產(chǎn)要求，度的數(shù)值，但由于器具簡(jiǎn)單，使用方便且能滿足一般生產(chǎn)要求，故常用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。故常用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。2 2、光切法、光切法 在雙管顯微鏡上，利用在雙管顯微鏡上，利用“光切原理光切原理”

19、” 測(cè)量表面粗糙度的方法測(cè)量表面粗糙度的方法. . 常用于測(cè)量常用于測(cè)量RzRz值為值為0.50.560m60m的車、的車、 銑、刨等外表面銑、刨等外表面54 光切法一般用于測(cè)量表面粗糙度光切法一般用于測(cè)量表面粗糙度R RZ Z值值,R,RZ Z值實(shí)測(cè)大小：因儀器型值實(shí)測(cè)大?。阂騼x器型號(hào)和測(cè)量范圍不同而有所差異。號(hào)和測(cè)量范圍不同而有所差異。3 3、干涉法、干涉法 在干涉顯微鏡上利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的方法在干涉顯微鏡上利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的方法. . 常用于測(cè)量常用于測(cè)量RzRz的大小的大小, ,可獲得較小的參數(shù)值可獲得較小的參數(shù)值0.030.031 1mm。4 4、針描法（感觸法）、針描法（感觸法） 在電動(dòng)輪廓儀上，使金剛石觸頭與被測(cè)在電動(dòng)輪廓儀上，使金剛石觸頭與被測(cè) 表面相接觸，并以一定的速度移動(dòng)，獲得表面相接觸，并以一定的速度移動(dòng)，獲得 被測(cè)表面微觀實(shí)際輪廓圖的測(cè)量方法。被測(cè)表面微觀實(shí)際輪廓