第四章 表面粗糙度

第四章表面粗糙度第一頁，共二十七頁，2022年，8月28日2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。

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。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。

第二頁，共二十七頁，2022年，8月28日

2.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?！粲绊懥慵钠趶?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。

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§4.1表面粗糙度的國家標(biāo)準(zhǔn)1.表面粗糙度的基本術(shù)語

1）.取樣長(zhǎng)度l：評(píng)定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(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５個(gè)以上的波峰和波谷。第四頁，共二十七頁，2022年，8月28日2）.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)度可包括一個(gè)或多個(gè)取樣長(zhǎng)度。表面不均勻的表面，宜選用較長(zhǎng)的評(píng)定長(zhǎng)度。評(píng)定長(zhǎng)度一般按5個(gè)取樣長(zhǎng)度來確定。第五頁，共二十七頁，2022年，8月28日3）基準(zhǔn)線：為了計(jì)算粗糙度值時(shí)，所用的一條線。輪廓最小二乘中線：輪廓上的點(diǎn)到輪廓偏距的平方和為最小輪廓算術(shù)平均中線：在輪廓上找到一條直線，該直線使上、下部分的面積相等。基準(zhǔn)線第六頁，共二十七頁，2022年，8月28日◆輪廓的最小二乘中線m：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至一條該線的距離平方和為最小。即第七頁，共二十七頁，2022年，8月28日◆輪廓算術(shù)平均中線m

：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=G1+G2+…+Gn第八頁，共二十七頁，2022年，8月28日

2.表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3505-83和GB/T1031-95中規(guī)定了6個(gè)評(píng)定參數(shù)，其中有關(guān)高度特性的參數(shù)3個(gè)，間距特性的參數(shù)有2個(gè)，形狀特性參數(shù)有1個(gè)，其中高度參數(shù)是主要的。1）輪廓算術(shù)平均偏差Ｒa

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:Ra越大，表面越粗糙第九頁，共二十七頁，2022年，8月28日

2）微觀不平度十點(diǎn)高度Ｒz

在取樣長(zhǎng)度內(nèi)５個(gè)最大的輪廓峰高ypi平均值與5個(gè)最大輪廓谷深yvi平均值之和。第十頁，共二十七頁，2022年，8月28日

3）輪廓最大高度Ｒy

在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。第十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日

在三個(gè)評(píng)定參數(shù)中，Ra最能客觀反映工件的表面實(shí)際情況，常用表示零件表面粗糙度。第十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日3、表面特征代號(hào)及標(biāo)注1)、表面粗糙度符號(hào)和代號(hào)基本符號(hào)表示表面是用去除材料的方法獲得。如車、銑、刨、磨、鉆、剪切、拋光、腐蝕、電火花加工、氣割等表示表面是用不去除材料方法獲得。如鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、粉末冶金等。或者是用于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）

表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求

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2)表面粗糙度的代號(hào)

a1、a2

處為粗糙度高度參數(shù)的允許值（μm）；

b

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）；

f

處標(biāo)出間距參數(shù)值（mm）或輪廓支承長(zhǎng)度率。a1a2bc∕（f）de第十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日

3)表面粗糙度的標(biāo)注◆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(zhǎng)線上，符號(hào)的尖端必須從材料外指向被注表面?！舾叨葏?shù)：當(dāng)選用Ra時(shí)，只需在代號(hào)中標(biāo)出其參數(shù)值，“Ra”本身可以省略；◆當(dāng)選用Rz或Ry時(shí)，參數(shù)和參數(shù)值都應(yīng)標(biāo)出；◆當(dāng)所有實(shí)測(cè)值不允許超過規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值或最小值?！羧娱L(zhǎng)度：如按國標(biāo)選用，則可省略標(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，必要時(shí)才規(guī)定。第十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日3)、表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法第十六頁，共二十七頁，2022年，8月28日表面粗糙度高度參數(shù)值得標(biāo)注示例及意義代號(hào)意義代號(hào)意義用任何方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm用任何方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm，Ra的下限值為3.2μm用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm，Ra的最小值為3.2μm用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ry的上限值為100μm用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ry的最大值為100μm用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3μm，Rz的上限值為100μm用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為6.3μm，Rz的最大值為100μm第十七頁，共二十七頁，2022年，8月28日

§4.2表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇

1.表面粗糙度（評(píng)定參數(shù)）的選擇評(píng)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（Ra＞6.3μm）或過于光滑（Ra＜0.025μm）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?！舢?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、儀表的小元件的表面，可選用Ry值。第十八頁，共二十七頁，2022年，8月28日

2.表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇表面粗糙度參數(shù)值的選擇原則是：

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小；◆摩擦表面比非摩擦表面要小；◆受循環(huán)載荷的表面要?。弧襞浜弦蟾?、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)??；◆同一精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小。第十九頁，共二十七頁，2022年，8月28日

3.參數(shù)值的選用方法可用類比法來確定。

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。如機(jī)床的手輪或手柄。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T≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，則Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，則Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，則Ra≤0.15T；Rz≤0.6T第二十頁，共二十七頁，2022年，8月28日五、表面粗糙度的測(cè)量1）比較法：將被測(cè)表面與粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較，通過視覺、觸感或其它方法進(jìn)行比較后，對(duì)被測(cè)表面的粗糙度作出評(píng)定的方法。1、測(cè)量方法介紹第二十一頁，共二十七頁，2022年，8月28日2）光切法：利用“光切原理”測(cè)量表面粗糙度的方法。光切顯微鏡又稱雙管顯微鏡,常用于測(cè)量Rz為0.5～60μm第二十二頁，共二十七頁，2022年，8月28日

3）干涉法：利用光波干涉原理來測(cè)量表面粗糙度的方法。主要用于測(cè)量表面粗糙度的Rz和Ry值，可以測(cè)到較小的參數(shù)值，通常測(cè)量范圍0.03—1μm常用的測(cè)量?jī)x器——干涉顯微鏡第二十三頁，共二十七頁，2022年，8月28日4）針描法：利用觸針直接在被測(cè)表面上輕輕劃過，從而測(cè)出表面的粗糙度的Ra值。電動(dòng)輪廓儀第二十四頁，共二十七頁，2022年，8月28日5)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。第二十五頁，共二十七頁，2022年，8月28日

例：將表面粗糙度符號(hào)標(biāo)注在圖上，要求（1）用去除材料的加工圓柱面φd3，Ra最大允許值為