表面粗糙度與檢測(cè)(新國(guó)標(biāo))課件

1、一. 表面粗糙度的含義,微小峰谷的高低程度和間距狀況稱為表面粗糙度，它是一種微觀幾何形狀誤差，也稱微觀不平度。,5.1 概 述,1,學(xué)習(xí)交流PPT,一般按S分：,S1mm 為表面粗糙度；,1S10mm為 波紋度；,S10mm為 f形狀.。,表面粗糙度的產(chǎn)生：,(3) 以及機(jī)床等工裝系統(tǒng)的振動(dòng)等。,(2) 切削過(guò)程中切屑分離時(shí)的塑性變形；,(1) 切削后遺留 的刀痕；,表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和間距（S）狀況。,間距S,高低 Z,2,學(xué)習(xí)交流PPT,表面不平度按表面輪廓誤差曲線相鄰兩波峰或波谷之間的距離（波距）的大小劃分為三類：,（1）波距小于1mm的屬于表面粗糙度（

2、微觀幾何形狀誤差）,（2）波距在110mm的屬于表面波紋度（中間幾何形狀誤差）,（3）波距大于10mm的屬于形狀誤差（宏觀幾何形狀誤差）,3,學(xué)習(xí)交流PPT,如下圖所示為某工件表面實(shí)際輪廓誤差曲線，將這一段輪廓誤差曲線按波距的大小分解為三部分的誤差曲線：,零件表面的幾何形狀誤差,4,學(xué)習(xí)交流PPT,表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響,表面粗糙度對(duì)機(jī)械零件的使用性能和壽命都有很大的影響，尤其是對(duì)在高溫、高壓和高速條件下工作的機(jī)械零件影響更大，其影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：,（1）對(duì)摩擦和磨損的影響,具有微觀幾何形狀誤差的兩個(gè)表面只能在輪廓的峰頂發(fā)生接觸，如下圖所示 。,5,學(xué)習(xí)交流PPT,（2）對(duì)配

3、合性能的影響,如果是間隙配合，磨損后，間隙增大； 如果是過(guò)盈配合，由于峰值的存在，壓入后，過(guò)盈量不足。,（3）對(duì)抗腐蝕性的影響,粗糙的表面，易使腐蝕性物質(zhì)存積在表面的微觀凹谷處，并滲入到金屬內(nèi)部，致使腐蝕加劇。,6,學(xué)習(xí)交流PPT,（4）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響,零件表面越粗糙，凹痕就越深，當(dāng)零件承受交變載荷時(shí)，對(duì)應(yīng)力集中就越敏感，使疲勞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生裂紋而損壞。,（5）對(duì)結(jié)合面密封性的影響,粗糙的表面結(jié)合時(shí)，兩表面只在局部點(diǎn)上接觸，中間有縫隙，影響密封性。因此，降低表面粗糙度，可提高其密封性。,(6）對(duì)接觸剛度的影響：,表面越粗糙，峰值越大，實(shí)際接觸面小，單位面積受力增加。,7,學(xué)習(xí)交流

4、PPT,1、取樣長(zhǎng)度（lr） 用于評(píng)定表面粗糙度的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。一般應(yīng)包括5個(gè)以上的波峰和波谷。,二、表面粗糙度基本術(shù)語(yǔ),規(guī)定和選取取樣長(zhǎng)度的目的是為了限制和削弱表面波紋度對(duì)表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的影響。,8,學(xué)習(xí)交流PPT,2、評(píng)定長(zhǎng)度（ln） 評(píng)定輪廓所必須的一段長(zhǎng)度。一般取ln=5lr。若被測(cè)表面比較均勻，可選ln5lr；若均勻性差，可選ln5lr。評(píng)定長(zhǎng)度的作用是保證測(cè)量結(jié)果有較好的的重復(fù)性。,9,學(xué)習(xí)交流PPT,3、評(píng)定表面粗糙度的基準(zhǔn)線（中線）,基準(zhǔn)線用于評(píng)定表面粗糙度參數(shù)給定的線。,（1）輪廓的最小二乘中線在取樣長(zhǎng)度內(nèi)使輪廓上各點(diǎn)的輪廓偏距y的平方和為最小。,（2）輪廓的算術(shù)平均中

5、線在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐譃樯?、下兩部分，并使上、下兩部分的面積相等的基準(zhǔn)線。,F1F3F2n-1F2F4F2n,10,學(xué)習(xí)交流PPT,輪廓參數(shù),輪廓參數(shù)，與GB/T 3505標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的參數(shù)有： R輪廓（粗糙度參數(shù)）； W輪廓（波紋度參數(shù)）； P輪廓（原始輪廓參數(shù)）。,11,學(xué)習(xí)交流PPT,二. 評(píng)定參數(shù)(R輪廓，表面粗糙度輪廓),1. 幅度參數(shù)（高度參數(shù)）,（1）輪廓的算術(shù)平均偏差Ra,在取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，縱坐標(biāo)值Z(x)的絕對(duì)值的算術(shù)平均值,算術(shù)平均 偏差Ra,12,學(xué)習(xí)交流PPT,（2）輪廓的最大高度Rz,在取樣長(zhǎng)度lr內(nèi),Rz,最大高度Rz,13,學(xué)習(xí)交流PPT,高度參數(shù)比較,Ra參

6、數(shù)反映表面輪廓信息較全面，概念直觀，用于測(cè)量的電子儀器的電路設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，用觸針式電動(dòng)輪廓儀測(cè)量，可以直接讀出Ra的數(shù)值。,Rz參數(shù)測(cè)量比較簡(jiǎn)單，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。,14,學(xué)習(xí)交流PPT,2. 間距參數(shù),輪廓單元的平均寬度 RSm:,在取樣長(zhǎng)度lr 內(nèi)，輪廓單元寬度Xsi的平均值：,輪廓單元:,一個(gè)輪廓峰和相鄰輪廓谷的組合。,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。,15,學(xué)習(xí)交流PPT,RSm越大，峰谷越稀，密封性能越差。,16,學(xué)習(xí)交流PPT,3. 混合參數(shù)（形狀參數(shù)）,在給定的水平位置C上，輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml(C)與

7、評(píng)定長(zhǎng)度ln的比率。,輪廓的支承長(zhǎng)度率Rmr(C) ,C = Rz %,輪廓的支承長(zhǎng)度率,17,學(xué)習(xí)交流PPT,輪廓的支承長(zhǎng)度率Rmr(C)的大小反映了輪廓表面峰谷的形狀， 同樣水平位置下Rmr(C)越大，表面實(shí)體材料越長(zhǎng)，接觸的耐磨 性越好。,18,學(xué)習(xí)交流PPT,表面粗糙度評(píng)定參數(shù)共 4個(gè)：,基本參數(shù) 2 個(gè),附加參數(shù) (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,19,學(xué)習(xí)交流PPT,輪廓濾波器和傳輸帶,粗糙度的三類輪廓各有不同的波長(zhǎng)范圍, 它們又同時(shí)疊加在同一表面輪廓上, 因此,在測(cè)量評(píng)定三類輪廓上的參數(shù)時(shí),

8、必須先將表面輪廓在特定儀器上進(jìn)行濾波, 以便分離獲得所需波長(zhǎng)范圍的輪廓。 將輪廓分成長(zhǎng)波和短波成分的儀器稱為輪廓濾波器。由兩個(gè)不同截止波長(zhǎng)的濾波器分離獲得的輪廓波長(zhǎng)范圍則稱為傳輸帶。 按濾波器的不同截止波長(zhǎng)值, 由小到大順次分為 s、c 、和f 三種。 應(yīng)用s濾波器修正后的輪廓稱為原始輪廓( P 輪廓) ; 在 P 輪廓上再應(yīng)用 c 濾波器修正后形成的輪廓即為粗糙度輪廓( R 輪廓) ; 對(duì)P輪廓連續(xù)應(yīng)用f 和c 濾波器后形成的輪廓?jiǎng)t稱為波紋度輪廓( W 輪廓) 。,20,學(xué)習(xí)交流PPT,極限值判斷規(guī)則,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

9、限值判斷規(guī)則有兩種: 16%規(guī)則: 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(guò)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(guò)極限值有兩種含義: 當(dāng)給定上限值時(shí), 超過(guò)是指大于給定值; 當(dāng)給定下限值時(shí), 超過(guò)是指小于給定值。,21,學(xué)習(xí)交流PPT,最大規(guī)則: 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(guò)給定的極限值。 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),22,學(xué)習(xí)交流PPT,三. 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值及其選用

10、,1. 表面粗糙度的參數(shù)數(shù)值,表5.15.5,表5.1 Ra 的數(shù)值,表5.2 Rz 的數(shù)值,23,學(xué)習(xí)交流PPT,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） m；,選Rz ：粗糙度參數(shù)值在 (6.3100)m ，(0.0080.020 ) m；,2. 表面粗糙度參數(shù)的選用,RSm 用于密封性、對(duì)涂漆性能、抗裂紋和抗腐蝕等有要求時(shí)；,Rmr(c)用于對(duì)耐磨性和接觸剛度等有要求時(shí)，但同時(shí)要給出C值。,24,學(xué)習(xí)交流PPT,類比法 （1）在同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表

11、面、滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的表面粗糙度值小。 （3）運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大、受交變載荷的零件表面，以及最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位（如溝槽、圓角、臺(tái)肩等），表面粗糙度值均應(yīng)小些。 （4）配合要求高的表面，表面粗糙度值應(yīng)小些。,表面粗糙度評(píng)定參數(shù)值的選擇,25,學(xué)習(xí)交流PPT,（5）對(duì)防腐性能、密封性能要求高的表面，表面粗糙度值應(yīng)小些。 （6）配合零件表面的粗糙度與尺寸公差、形位公差應(yīng)協(xié)調(diào)。一般應(yīng)符合：尺寸公差形位公差表面粗糙度。 （7）同一公差等級(jí)的零件，小尺寸比大尺寸，軸比孔的粗糙度值要小。 （8）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對(duì)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. （9）要求外表美觀的表

12、面，表面粗糙度值應(yīng)小些。,26,學(xué)習(xí)交流PPT,27,學(xué)習(xí)交流PPT,28,學(xué)習(xí)交流PPT,29,學(xué)習(xí)交流PPT,5.3 表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其注法,一. 表面粗糙度的符號(hào),30,學(xué)習(xí)交流PPT,二. 表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容及其注法,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,31,學(xué)習(xí)交流PPT,表面粗糙度要求標(biāo)注的內(nèi)容在圖中注寫的位置，見(jiàn)圖所示。,粗糙度要求的注寫的位置,a 第一個(gè)表面粗糙度（單一）要求（m）；,b 第二個(gè)表面粗糙度要求（m）；,c 加工方法（車，銑）；,d 表面紋理和

13、紋理方向；,e 加工余量（mm）。,32,學(xué)習(xí)交流PPT,2. 表面粗糙度要求在圖中注法,表面粗糙度的單一要求標(biāo)注示例,(1) 位置a處注寫表面粗糙度的單一要求，該要求不能省略。,上限或下限的標(biāo)注：表示雙向極限時(shí)應(yīng)標(biāo)注上限符號(hào)“U”和下限符號(hào)“ L”。 如果同一參數(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” 。,1,2,3,4,5,6,33,學(xué)習(xí)交流PPT,圖5.11 表面粗糙度的單一要求標(biāo)注示例, 傳輸帶和取樣長(zhǎng)度的標(biāo)注：傳輸帶是指兩個(gè)濾波器的截止波長(zhǎng)值之間的波長(zhǎng)范圍。長(zhǎng)波濾波器的截止波長(zhǎng)值就是取樣長(zhǎng)度lr。,傳輸帶的標(biāo)注時(shí)，短波在前

14、，長(zhǎng)波在后，并用連字號(hào)“”隔開(kāi)。,在某些情況下，傳輸帶的標(biāo)注中，只標(biāo)一個(gè)濾波器，也應(yīng)保留連字號(hào)“” ，來(lái)區(qū)別是短波還是長(zhǎng)波。, 參數(shù)代號(hào)的標(biāo)注：參數(shù)代號(hào)標(biāo)注在傳輸帶或取樣長(zhǎng)度后，它們之間用“/”隔開(kāi)。, 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),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：極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注如圖5.11中所示上限為“16規(guī)則”，下限為“最大規(guī)則” 。為了避免誤解，在參數(shù)代號(hào)和極限值之間插入一個(gè)空格。,34,學(xué)習(xí)交流PPT,35,學(xué)習(xí)交流PPT,36,學(xué)習(xí)交流PPT,37,學(xué)習(xí)交流PPT,38,學(xué)習(xí)交流PPT,.表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣上的標(biāo)

15、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(shuō)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。 可以標(biāo)注在輪廓線或輪廓延長(zhǎng)線上，也可標(biāo)注在指引線上、特征尺寸的尺寸線上、形位公差框格上。,39,學(xué)習(xí)交流PPT,表面結(jié)構(gòu)要求可標(biāo)注在輪廓線上，也可標(biāo)注在延長(zhǎng)線上，其符號(hào)應(yīng)從材料外指向并接觸表面，或用指引線引出標(biāo)注。 表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在指引線上，指引線應(yīng)帶箭頭 。,表面結(jié)構(gòu)代號(hào)只能水平朝上或垂直朝左標(biāo)注。,表面結(jié)構(gòu)代號(hào)水平朝上或垂直朝左標(biāo)注。,40,學(xué)習(xí)交流PPT,標(biāo)注在輪廓線以內(nèi)的指引

16、線，其端部不是帶箭頭，而是帶圓點(diǎn)。,41,學(xué)習(xí)交流PPT,(3)在不致引起誤解時(shí)，表面結(jié)構(gòu)要求可以標(biāo)注在給定的尺寸線上。,(4)表面結(jié)構(gòu)要求可標(biāo)注在形位公差框格的上方。,42,學(xué)習(xí)交流PPT,(5)圓柱和棱柱表面的表面結(jié)構(gòu)要求只標(biāo)注一次。,43,學(xué)習(xí)交流PPT,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。,44,學(xué)習(xí)交流PPT,5.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,標(biāo)注方式有兩種： 在圓括號(hào)內(nèi)給出無(wú)任何其它標(biāo)注的基本符號(hào)。,45,學(xué)習(xí)交流PPT,標(biāo)題欄附近,在圓括號(hào)內(nèi)給出不同的表面結(jié)構(gòu)要求 。,不同