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1、关于关于表面粗糙度第1页，讲稿共33张，创作于星期三基本概念表面粗糙度：表面粗糙度：加工表面所具有的较小间加工表面所具有的较小间距和峰谷的微观几何形状特性称为表面距和峰谷的微观几何形状特性称为表面粗糙度。零件的表面粗糙度对该零件的粗糙度。零件的表面粗糙度对该零件的工作性能有重大影响。工作性能有重大影响。第2页，讲稿共33张，创作于星期三波距h波高/h1000宏观/h=401000波度误差/h 40微观第3页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度对零件性能的影响影响零件运动表面的摩擦和磨损。影响零件运动表面的摩擦和磨损。表面越粗糙，表面越粗糙，则摩擦系数就越大，两个相对运动的表面峰顶间则摩擦系数
2、就越大，两个相对运动的表面峰顶间的实际有效接触面积就越小，使单位面积上的压的实际有效接触面积就越小，使单位面积上的压力增大，零件运动表面磨损加快。力增大，零件运动表面磨损加快。影响配合性质的稳定性和机器的工作精度。影响配合性质的稳定性和机器的工作精度。对间对间隙配合来说，表面粗糙则易磨损，使配合表面间隙配合来说，表面粗糙则易磨损，使配合表面间的实际间隙逐渐增大；对过盈配合而言，表面粗的实际间隙逐渐增大；对过盈配合而言，表面粗糙会减小配合表面间的实际有效过盈，降低联结糙会减小配合表面间的实际有效过盈，降低联结强度，从而降低机器的工作精度。强度，从而降低机器的工作精度。第4页，讲稿共33张，创作于
3、星期三表面粗糙度对零件性能的影响影响零件的强度。影响零件的强度。零件表面越粗糙，则对应力集零件表面越粗糙，则对应力集中越敏感，特别是在交变应力的作用下，在零件中越敏感，特别是在交变应力的作用下，在零件的沟槽或圆角处，其影响更大，零件往往因此失的沟槽或圆角处，其影响更大，零件往往因此失效。效。影响零件的抗腐蚀性。影响零件的抗腐蚀性。表面越粗糙，则越容易在该表面越粗糙，则越容易在该表面上积聚腐蚀性物质，且通过该表面的微观凹谷表面上积聚腐蚀性物质，且通过该表面的微观凹谷向其表层渗透，使腐蚀加剧。向其表层渗透，使腐蚀加剧。影响零件的密封性。影响零件的密封性。第5页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度
4、的基本术语取样长度取样长度l：指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。在一个取样长度范围内，一般应包含五个以上的轮度。在一个取样长度范围内，一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。表面越粗糙，取样长度就应越大。廓峰和轮廓谷。表面越粗糙，取样长度就应越大。评定长度评定长度ln：指为了合理且较全面地反映整个表面的表面粗指为了合理且较全面地反映整个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段长糙度特性，而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段长度，如图所示。评定长度度，如图所示。评定长度ln可以包括一个或几个取样长度，一可以包括一个或几个取样长度，一
5、般情况下取般情况下取ln=5l第6页，讲稿共33张，创作于星期三基准线轮廓最小二乘中线：轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小轮廓算术平均中线：在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等。基准线算术平均法常用目测确定中线，是一种近视的图解，在生产中常用它替代最小二乘法。第7页，讲稿共33张，创作于星期三y dx=极小值0l第8页，讲稿共33张，创作于星期三基准线第9页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的评定参数 表面粗糙度的评定参数按照微观不平度高度、间距和形状表面粗糙度的评定参数按照微观不平度高度、间距和形状等三个方面的特性来划分。等三个方面的特性来划分。轮廓算术平均偏差轮廓算术平均
6、偏差Ra：是指在取样长度是指在取样长度l内被测轮廓上各点内被测轮廓上各点到基准线的距离到基准线的距离yi的绝对值的算术平均值。用公式表示为：的绝对值的算术平均值。用公式表示为：Ra越大，表面越粗糙在实际测量中，n为有效数，测量次数越多，Ra越准确。第10页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的评定参数微观不平度十点高度微观不平度十点高度Rz：是指在取样长度是指在取样长度l内，被测轮廓上五内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高个最大轮廓峰高ypi的平均值与五个最大轮廓谷深的平均值与五个最大轮廓谷深yvi的平均值的平均值之和。用公式表示为：之和。用公式表示为：Rz=（）+Rz和Ra比较，测点少，故Ra更
7、客观反映工件的表面实际情况。第11页，讲稿共33张，创作于星期三轮廓最大高度轮廓最大高度Ry：是指在取样长度是指在取样长度l内，被测轮廓的峰顶内，被测轮廓的峰顶线与谷底线之间的距离。线与谷底线之间的距离。Ry=Rp+Rm在三个评定参数中，Ra最能客观反映工的表面实际 情况，常用表示零件表面粗糙度。第12页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的评定参数轮廓微观不平度的平均间距：轮廓微观不平度的平均间距：含有一个轮廓峰和相邻轮廓含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度，称为轮廓微观不平度的间距。轮廓微谷的一段中线长度，称为轮廓微观不平度的间距。轮廓微观不平度的平均间距观不平度的平均间距sm是指在
8、取样长度是指在取样长度l内，轮廓微观不平度内，轮廓微观不平度间距的平均值。用公式表示为：间距的平均值。用公式表示为：轮廓单峰的平均间距：轮廓单峰的平均间距：是指在取样长度是指在取样长度l内，轮廓单峰间距的内，轮廓单峰间距的平均值。用公式表示为：平均值。用公式表示为：第13页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的评定参数轮廓支承长度率轮廓支承长度率tp：在取样长度在取样长度l内，一条平行于中内，一条平行于中线的直线与轮廓相截，所得各截线长度之和称为线的直线与轮廓相截，所得各截线长度之和称为轮廓支承长度轮廓支承长度p，即，即 轮廓支承长度率轮廓支承长度率tp是指轮廓支承长度是指轮廓支承长度p与取
9、样长度与取样长度l之之比。即比。即第14页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度评定参数的选择 评定参数的选择：评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用参数。推荐优先选用Ra值，因为值，因为Ra能充分反映零件能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况例外：表面轮廓的特征。以下情况例外：当表面过于粗糙当表面过于粗糙(Ra6.3m)或过于光滑或过于光滑(Ra 0.025m)时，可选用时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于，因为此范围便于选择用于测量测量Rz的仪器测量。的仪器测量。当零件材料较软时，不能选用当零件材料较软时，不能选用Ra。因为因为Ra一般
10、采一般采用触针测量。用触针测量。当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用元件的表面，可选用Ry值。值。第15页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度（参数值）的选择表面粗糙度参数值的选择原则是：表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。一般选择原则：一般选择原则：同一零件上，工作表面比非工作表同一零件上，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；受循面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合
11、要求高、联接要求可靠、环载荷的表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。常用表面比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。常用表面粗糙度值与所适应的零件表面见粗糙度值与所适应的零件表面见P118表表5-6、5-7。第16页，讲稿共33张，创作于星期三参数值的选用方法可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。定的函数关系。如机床
12、的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为状公差为T，尺寸公差为，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参，它们之间的关系可参照以下对应关系：照以下对应关系：若若 T0.6 IT，则，则Ra0.05 IT；Rz 0.2 IT T0.4 IT，则，则Ra0.025 IT；Rz 0.1 IT T0.25 IT，则，则Ra0.012 IT；Rz 0.05 IT T0.25 IT，则，则Ra0.15 T；Rz 0.6 T第17页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的符号在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：基
13、本符号表示表面是用去除材料的方法获得。如车、铣、刨、磨、钻、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等 表示表面是用不去除材料方法获得。如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）第18页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的代号在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数、加工要求和其他说明等。如图为表面粗糙度的各个特数、加工要求和其他说明等。如图为表面粗糙度的各个特性参数及其数值和对零件表面的其他要求在表面粗糙度符性参数及其数值和对零件表面的其他要求在表面粗糙度符号中标注的位置，它们和表
14、面粗糙度符号就构成表面粗糙号中标注的位置，它们和表面粗糙度符号就构成表面粗糙度代号。度代号。a1、a2 处为粗糙度高度参数的允许值处为粗糙度高度参数的允许值(m)；b处标注加工方法、镀涂或其它表面处理；处标注加工方法、镀涂或其它表面处理；c处标出取样长度处标出取样长度(mm)；d标出加工纹理方向符号；标出加工纹理方向符号；e处标出加工余量处标出加工余量(mm)；f处标出间距参数值处标出间距参数值(mm)或轮廓支承长度率或轮廓支承长度率.第19页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的代号表面粗糙度代号中各种要求和数值的标注方法及其含义如下表所表面粗糙度代号中各种要求和数值的标注方法及其含义如下
15、表所示。示。第20页，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的标注在零件图上标注表面粗糙度代号时，代号的尖端指向在零件图上标注表面粗糙度代号时，代号的尖端指向可见轮廓线、可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，并且必须从材料外指向零件尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，并且必须从材料外指向零件表面。零件所有的表面或某些表面具有相同要求的表面粗糙度代号表面。零件所有的表面或某些表面具有相同要求的表面粗糙度代号标注在图样的右上角。标注在图样的右上角。下图分别表示表面粗糙度代号在不同位置上的标注方法和在图样上标注下图分别表示表面粗糙度代号在不同位置上的标注方法和在图样上标注的示例。的示例。第21页
16、，讲稿共33张，创作于星期三表面粗糙度的测量比较法：比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。件。第22页，讲稿共33张，创作于星期三光切法：光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量常用于测量Rz为为0.560m。第23页，讲稿共33张，创作于星期三干涉法：干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量测量Rz和和Ry值。值。常用的测量仪器干涉显微镜第24页，讲稿共33张，创作于星期三针描法
17、：针描法又称感触法，是一种接触式测量表面粗糙度的方法，电动轮廓仪 第25页，讲稿共33张，创作于星期三印模法：印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。第26页，讲稿共33张，创作于星期三综合标注试将下列技术要求标注在图上。试将下列技术要求标注在图上。大端圆柱面的尺寸要求为大端圆柱面的尺寸要求为 ，并采用包容要求。，并采用包容要求。小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴度公差为小端圆柱面轴线对
18、大端圆柱面轴线的同轴度公差为0.03mm。小小端端圆圆柱柱面面的的尺尺寸寸要要求求为为25土土0.007mm，素素线线直直线线度度公公差差为为0.01mm，并并采采用用包容要求。包容要求。大大端端圆圆柱柱面面的的表表面面粗粗糙糙度度Ra值值不不允允许许大大于于0.8m，其其余余表表面面Ra值值不不允允许许大大于于1.6m第27页，讲稿共33张，创作于星期三综合标注将表面粗糙度符号标注在图上，要求将表面粗糙度符号标注在图上，要求用任何方法加工圆柱面用任何方法加工圆柱面d3，Ra最大允许值为最大允许值为3.2m。用去除材料的方法获得孔用去除材料的方法获得孔d1，要求，要求Ra最大允许值为最大允许值
19、为3.2m。用去除材料的方法获得表面用去除材料的方法获得表面a，要求，要求Ry最大允许值为最大允许值为3.2m。其余用去除材料的方法获得表面，要求其余用去除材料的方法获得表面，要求Ra允许值均为允许值均为25m。第28页，讲稿共33张，创作于星期三3、双管显微镜测量步骤实验目的1）掌握目测被测工件的粗糙度技能 2）掌握用双管显微镜测量 值的方法 1)根据表面粗糙度要求，按下表选择合适的物镜，装在观察 光管的下端2)接通电源第29页，讲稿共33张，创作于星期三3)擦净工件，使被测表面的切削痕迹方向和光带垂直。若测量轴类零件的表面时，应放在V型铁上 4）粗调节 5)细调节 6)调整目镜中的十字线7)旋转刻度套筒，使目镜中十字线的一根与光带轮廓一边的峰（谷）相切，从测微器中读出该峰（谷）的数值8)纵向移动工作台，按步骤6测量，计算平均值9)根据计算结果，判定被测表面的粗糙度 值第30页，讲稿共33张，创作于星期三第31页，讲稿共33张，创作于星期三第32页，讲稿共33张，创作于星期三感感谢谢大大家家观观看看17.09.2022第33页，讲稿共33张，创作于星期三