互換性與測量技術(shù)第五章

1、互換性與測量技術(shù)第五章第1頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第一節(jié) 基本概念零件圖中除了視圖和尺寸之外，還應(yīng)具備加工和檢驗(yàn)零件的技術(shù)要求。技術(shù)要求主要有：1，零件的表面粗糙度。2，尺寸公差、形狀公差和位置公差。3，對零件材料、熱處理和表面修飾的要求。4，對于特殊加工和檢驗(yàn)的說明等。第2頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第一節(jié) 基本概念一、表面粗糙度的概念零件表面加工后，由于切削過程中各種幾何、物理因素的影響，其幾何形狀在微觀上總呈現(xiàn)“峰”、“谷”相間的起伏不平。這種微觀幾何形狀偏差，稱為表面粗糙度。表面越粗糙，表面粗糙度越大。零件表面的形貌可分為三種

2、情況：表面粗糙度：零件表面所具有的較小間距和微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于50。屬于微觀幾何形狀誤差。表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和波高之比等于501000的不平程度稱為波紋度。會引起零件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、噪聲，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的。形狀誤差：零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。第3頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第一節(jié) 基本概念表面實(shí)際輪廓表面粗糙度形狀誤差表面波紋度第4頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第一節(jié) 基本概念二、表面粗糙度對零件使用性能的影響摩擦和磨損方面：表面越粗糙，

3、摩擦系數(shù)就越大，而結(jié)合面的磨損越快。配合性質(zhì)方面：對間隙配合來說，表面越粗糙，越易磨損，使工作過程中間隙增大。疲勞強(qiáng)度方面：表面越粗糙，越易產(chǎn)生疲勞裂紋，使得零件的強(qiáng)度大大削弱。耐腐蝕性方面：表面越粗糙，與腐蝕物的接觸面積就越大，耐腐蝕性能越差。接觸剛度方面：表面越粗糙，結(jié)合面面積越小，零件的接觸剛度越低。第5頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定一、表面粗糙度評定的主要術(shù)語1，實(shí)際輪廓：實(shí)際輪廓是平面與實(shí)際表面垂直相交所得的輪廓線，可分為橫向?qū)嶋H輪廓和縱向?qū)嶋H輪廓。通常指橫向?qū)嶋H輪廓。第6頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第

4、二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定2，取樣長度l：是指測量或評定表面粗糙度時(shí)所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度，它至少包含五個(gè)以上輪廓峰和谷。取樣長度L的方向與輪廓走向一致。目的：在于限制和減弱其他幾何形狀誤差，特別是表面波紋度對測量結(jié)果的影響。表面越粗糙，取樣長度越大，因?yàn)楸砻嬖酱植冢ň嘁苍酱?，較大的取樣長度才能反映一定數(shù)量的微量高低不平的痕跡。第7頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定3，評定長度Ln：評定表面輪廓所必需的一段長度。評定長度包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長度，由于零件表面各部分的表面粗糙不一定很均勻，在一個(gè)取樣長度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需

5、在表面上取幾個(gè)取樣長度來評定表面粗糙度。4，輪廓中線m：輪廓中線m是評定表面粗糙度數(shù)值大小的基準(zhǔn)線。輪廓最小二乘中線：是在取樣長度范圍內(nèi)，實(shí)際被測輪廓線上的各點(diǎn)至該線的距離平方和為最小。輪廓算術(shù)平均中線：是在取樣長度范圍內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐譃樯舷聝刹糠?，且使上下面積相等的直線，即：F1F2+ Fn=S1+ S2 + Sm 。第8頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定基準(zhǔn)線輪廓最小二乘中線輪廓算術(shù)平均中線F1F2+ Fn =G1+ G2 + Gm第9頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定二、表面粗糙度主要評

6、定參數(shù)評定參數(shù)：國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了6個(gè)評定參數(shù)，其中高度參數(shù)3個(gè)，間距參數(shù)2個(gè)，形狀參數(shù)1個(gè)。確定表面粗糙度時(shí)，可在三項(xiàng)高度參數(shù)中選取，只有當(dāng)用高度參數(shù)不能滿足表面功能要求時(shí)，才選取附加參數(shù)。輪廓算術(shù)平均偏差Ra微觀不平度十點(diǎn)高度Rz輪廓最大高度Ry優(yōu)先選用輪廓算術(shù)平均偏差Ra第10頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定1，輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在零件表面一段取樣長度L（用于判斷表面粗糙度特征的段中線長度）內(nèi)，輪廓的偏距y是輪廓線上的點(diǎn)到中線的距離，中線以上，y為正值；反之y為負(fù)值。Ra是輪廓偏差絕對值，用公式表示為：顯然，Ra的值越大，則表面越粗糙。

7、 Ra能客觀地反映表面微觀幾何形狀誤差，但因受到計(jì)量器具功能的限制，不宜用做過于粗糙或太光滑表面的評定參數(shù)。第11頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定2，微觀不平度十點(diǎn)高度Rz：在取樣長度內(nèi)5個(gè)最大的輪廓峰高ypi的平均值與5個(gè)最大的輪廓谷深yyi的平均值之和。顯然，Rz的值越大，則表面越粗糙。 Rz只能反映輪廓的峰高和谷深，不能反映峰頂和谷底的尖銳或平鈍的幾何特性。同時(shí)若取點(diǎn)不同，則所得Rz值不同，因此受測量者的主觀影響較大。第12頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第二節(jié) 表面粗糙度輪廓的評定3，輪廓最大高度Ry: 在取樣

8、長度內(nèi)，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離。Ry值是微觀不平度十點(diǎn)中最高點(diǎn)和最低點(diǎn)至中線的垂直距離之和，因此它不如Rz值反映的幾何特性準(zhǔn)確，它對某些表面上不允許出現(xiàn)較深的加工痕跡和小零件的表面質(zhì)量有實(shí)用意義。第13頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第三節(jié) 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求一、評定參數(shù)的選擇表面粗糙度參數(shù)的選用原則：在滿足工作性能要求的情況下，盡量把數(shù)值取大。以減少加工難度，降低加工成本。評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數(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（Ra0.025

9、m）時(shí)，可選用Rz，因?yàn)榇朔秶阌谶x擇用于測量Rz的儀器進(jìn)行測量；因?yàn)镽a一般采用觸針測量，當(dāng)零件材料較軟時(shí)一般不用；當(dāng)測量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Ry值。當(dāng)零件的疲勞強(qiáng)度和密封性要求較高時(shí)，不允許零件表面出現(xiàn)較深的加工痕跡，可用Ry。一般Ry要和Ra、Rz聯(lián)合使用。第14頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第三節(jié) 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求二、 參數(shù)值的選擇國標(biāo)規(guī)定采用中線制來評定表面粗糙度，粗糙度的評定參數(shù)由GB/T 1031-1995規(guī)定的參數(shù)值中選取，如附表5-1、5-2所示。在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)（0.0256.3m）推薦優(yōu)先選用。一

10、般原則如下：同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面；摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大，以及受交變應(yīng)力作用的鋼質(zhì)零件圓角、溝槽處、應(yīng)有較小的粗糙度；配合性質(zhì)要求高的配合表面，如小間隙的配合表面，受重載荷作用的過盈配合表面，都應(yīng)有較小的表面粗糙度；尺寸精度要求高時(shí)，參數(shù)值應(yīng)相應(yīng)地取得小。要求耐腐蝕的零件表面，粗糙度數(shù)值應(yīng)小一些。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對表面粗糙度要求作出規(guī)定的，應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定表面粗糙度數(shù)值。（附表6-2）具體實(shí)例見表5-2第15頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注首選標(biāo)準(zhǔn)系列若不滿足要求可以從補(bǔ)充系列選取輪廓算術(shù)平

11、均偏差Ra標(biāo)準(zhǔn)系列0.012 0.025 0.050 0.100 0.20 0.40 0.80 1.60 3.2 6.3 12.5 25 50 100 補(bǔ)充系列0.008 0.010 0.016 0.020 0.032 0.040 0.063 0.080 0.125 0.160 0.25 0.32 0.50 0.63 1.00 1.25 2.0 2.5 4.0 5.0 8.0 10.0 16.0 20 32 40 63 80第16頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第三節(jié) 表面粗糙度輪廓的技術(shù)要求三、參數(shù)值選用方法：類比法?？捎妙惐确▉泶_定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時(shí)，

12、表面粗糙度參數(shù)值也小，但不存在確定的函數(shù)關(guān)系。一般的，設(shè)形狀公差為T，尺寸公差為IT，則它們之間的關(guān)系可參照以下對應(yīng)關(guān)系：若T0.6IT，則Ra0.05 IT； Rz 0.2 ITT0.4IT，則Ra0.025 IT； Rz 0.1 ITT0.25IT，則Ra0.012 IT； Rz 0.05 ITT0.25 IT，則Ra0.15 T； Rz 0.6 T 考慮重要性和加工方法第17頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注一、表面粗糙度的符號第18頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注二、表面粗糙度的代號（

13、符）號及其標(biāo)注a粗糙度高度參數(shù)代號及其數(shù)值(m )；b附加評定參數(shù)符號及數(shù)值(RSm 單位mm)；c加工要求、鍍覆、表面處理或其它說明等(m )；d加工紋理方向符號（圖5-16）；e加工余量（mm）第19頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注表面粗糙度的代號（符）號及其標(biāo)注 工廠中當(dāng)前使用的符號第20頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注三、表面粗糙度參數(shù)的說明:表面粗糙度參數(shù)的單位是m。標(biāo)注時(shí)將其標(biāo)注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向被注表面。參數(shù)值只注一個(gè)時(shí)，

14、表示為上限值；注兩個(gè)值時(shí)，表示為上限值和下限值。表示當(dāng)允許實(shí)測值中，超過規(guī)定值的個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16%時(shí)為合格。當(dāng)所有實(shí)測值不允許超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值(max)或最小值(min)。如按國標(biāo)選用取樣長度，取樣長度可省略標(biāo)注。表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，一般不標(biāo)注，必要時(shí)才規(guī)定（P127 圖5-16）。第21頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注四、表面粗糙度參數(shù)值的選用及標(biāo)注舉例第22頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注1，在同一圖樣上每一表

15、面只標(biāo)注一次粗糙度代號，且應(yīng)注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，并盡可能靠近有關(guān)尺寸線，同時(shí)符號的尖端必須從材料外指向加工表面。第23頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注2，在不同方向的表面上標(biāo)注時(shí)，代號中的數(shù)字及符號的方向應(yīng)與尺寸數(shù)字的方向一致。第24頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注3，當(dāng)零件所有表面都有相同表面粗糙度要求時(shí)，可在圖紙標(biāo)題欄附近統(tǒng)一標(biāo)注代號（P130）4，對不連續(xù)的同一表面，可用細(xì)實(shí)線相連，其表面粗糙度代號可注一次。5，零件上連續(xù)要素及重復(fù)要素（孔、槽、齒等）的表

16、面，其表面粗糙度代號只注一次。第25頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注9，齒輪、漸開線花鍵的工作表面，在圖中沒有表示出齒形時(shí)，其粗糙度代號可注在分度線上。螺紋表面需要標(biāo)注表面粗糙度時(shí)，標(biāo)注在螺紋尺寸線上。10，同一表面上有不同表面粗糙度要求時(shí)，應(yīng)用細(xì)實(shí)線分界，并注出尺寸與表面粗糙度代號。第26頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注五、表面對應(yīng)加工方法及應(yīng)用實(shí)例表面微觀特征Ra(m)Rz(m)加工方法應(yīng) 用 舉 例粗糙表面可見刀痕2080粗車、粗銑、粗刨、鉆、鋸斷等粗加工過的表面，非配合的加工表面，如

17、軸端面、倒角鉆孔等一般接合面可見加工痕跡1040車、刨、銑、鏜、擴(kuò)孔、粗鉸、拉、粗磨、銑齒軸上不安裝軸承、齒輪的非配合表面、箱體側(cè)面、螺栓孔、鉚釘孔、墊圈接觸面等微見加工痕跡520半精加工表面、箱體、套筒等與其他零件接合而無配合要求的表面看不清加工痕跡2.510接近于精加工表面、箱體上安裝軸承的鏜孔表面、普通級齒輪的齒面第27頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第四節(jié) 表面粗糙度輪廓的標(biāo)注表面微觀特征Ra(m)Rz(m)加工方法應(yīng) 用 舉 例重要接合面可辨加工痕跡方向1.256.3精車、精鉸、精拉、精磨IT8IT6公差的零件的配合面、軸頸表面、絲杠工作面、較精密齒輪的齒面微

18、辨加工痕跡方向0.633.2無法辨加工痕跡方向0.321.6特別精密接合面量塊接合面暗光澤面0.160.8精磨、研磨、普通拋光精密機(jī)床主軸頸表面、一般量規(guī)工作表面、汽缸套內(nèi)表面亮光澤面0.080.4超精磨、精拋光、鏡面磨削精密機(jī)床主軸頸表面、精密滾動(dòng)軸承的滾道、滾珠表面、高壓油泵中柱塞和套的配合表面鏡狀光澤面0.040.2霧狀鏡面0.020.1鏡面磨削、超精研高精度量儀、量塊的測量面、光學(xué)儀器的金屬鏡面鏡面0.010.05第28頁，共30頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)36分，星期日第五節(jié) 表面粗糙度輪廓的檢測表面粗糙度的測量方法比較法：將被測表面和表面粗糙度樣板直接進(jìn)行比較，多用于車間，評定表面粗糙度值較大的工件。又分為觸覺比較和視覺比較，觸覺比較適于檢驗(yàn)Ra值為1.2510m的表面，視覺比較適于檢驗(yàn)Ra值為0.16100m的表面.這種方法簡單易行，但精度較低。光切法：利用光切原理，用雙管顯微鏡測量。常用于測量Rz為0.563m的表面。干涉法：利用光波干涉原理，用干涉顯微鏡測量?？蓽y