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1、课题八表面粗糙度本讲稿第一页，共十九页基本概念基本概念 表面轮廓：表面轮廓：通常用垂直于零件实际表面的平面与该通常用垂直于零件实际表面的平面与该零件实际表面相交所得到的轮廓作为评估零件实际表面相交所得到的轮廓作为评估对象。对象。表现形式：表现形式：表面粗糙度轮廓（间距表面粗糙度轮廓（间距1 mm）波纹度轮廓波纹度轮廓（1 mm 间距间距10 mm）宏观形状轮廓（间距宏观形状轮廓（间距10 mm）本讲稿第二页，共十九页基本概念基本概念表面粗糙度：表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于平程度，其波长和波高之比一般小于 50。属于微观几何
2、形状误差。属于微观几何形状误差。表面波纹度：表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之零件表面中峰谷的波长和波高之比等于比等于501000的不平程度称为波纹度。的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的目前旋转零件（如轴承）的影响是相当大的目前表面波纹度还没有制定国家标准。表面波纹度还没有制定国家标准。形状误差形状误差：零件表面中峰谷的波长和波高之零件表面中峰谷的波长和波高之比大于比大于1000的不平程度属于形状误差。的不平程度属于形状误差。本讲稿第三页，共十九页表面粗糙度对零件性能的影响表面粗糙度对零件性
3、能的影响w影响零件的耐磨性。影响零件的耐磨性。w影响配合性质的稳定性。影响配合性质的稳定性。w影响零件的疲劳强度。影响零件的疲劳强度。w影响零件的抗腐蚀性。影响零件的抗腐蚀性。w影响零件的密封性。影响零件的密封性。w对零件的外观、测量精度、表面光学性能、对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。的影响。本讲稿第四页，共十九页表面粗糙度的基本术语（一）表面粗糙度的基本术语（一）w取样长度取样长度l：评定表面粗糙度所规定的一段基评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。规定取样长度是为了限制和减弱准线长度。规定取样长度是为
4、了限制和减弱表面波纹度、形状误差对表面粗糙轮廓测量表面波纹度、形状误差对表面粗糙轮廓测量结果的影响。一般在一个取样长度内应包含结果的影响。一般在一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷。个以上的波峰和波谷。w评定长度评定长度 ln：为了全面可靠地反映表面粗糙为了全面可靠地反映表面粗糙度轮廓的特性，应测量连续的几个取样长度度轮廓的特性，应测量连续的几个取样长度的上的表面粗糙度轮廓。评定长度可包括一的上的表面粗糙度轮廓。评定长度可包括一个或多个取样长度。评定长度一般按个或多个取样长度。评定长度一般按5个连续个连续的取样长度来确定。的取样长度来确定。本讲稿第五页，共十九页取样长度与评定长度表面粗糙度的
5、基本术语（一）表面粗糙度的基本术语（一）本讲稿第六页，共十九页表面粗糙度的基本术语（二）表面粗糙度的基本术语（二）评定表面粗糙度的基准线评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度：评定表面粗糙度的一段参考线。有以下两种：的一段参考线。有以下两种：w轮廓的最小二乘中线：轮廓的最小二乘中线：在取样长度内，使轮在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。即：即：w轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线：在取样长度内，将实际在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线直线。即：。即：F1+F2+Fn=F1+
6、F2+Fn本讲稿第七页，共十九页本讲稿第八页，共十九页表面粗糙度的评定参数（一）表面粗糙度的评定参数（一）国家标准国家标准GB3505-83和和GB/T1031-95中规定了中规定了6个评定参数，其中有关高度特性的参数个评定参数，其中有关高度特性的参数3个，间距个，间距特性的参数有特性的参数有2个，形状特性参数有个，形状特性参数有1个，其中高度个，其中高度参数是主要的。参数是主要的。（1）轮廓算术平均偏差）轮廓算术平均偏差a 在在取取样样长长度度内内，被被测测实实际际轮轮廓廓上上各各点点至至轮轮廓廓中中线纵坐标线纵坐标Z（x）绝对值的算数平均值，即）绝对值的算数平均值，即 本讲稿第九页，共十九
7、页表面粗糙度评定参数（二）表面粗糙度评定参数（二）（2）轮廓最大高度）轮廓最大高度z 在在取取样样长长度度内内，轮轮廓廓各各个个高高极极点点至至中中线线的的距距离离称称为为轮轮廓廓峰峰高高，用用Zpi表表示示，最最大大的的距距离离称称为为最最大大轮轮廓廓峰峰高高Rp；轮轮廓廓轮轮廓廓各各个个低低极极点点至至中中线线的的距距离离称称为为轮轮廓廓谷谷深深，用用Zvi表表示示，最大的距离称为最大轮廓谷深最大的距离称为最大轮廓谷深Rv；轮轮廓廓最最大大高高度度是是在在一一个个取取样样长长度度内内，最最大大轮轮廓廓峰峰高高Rp和和最最大大轮轮廓廓谷谷深深Rv之之和和，即即Rz=Rp+Rv 本讲稿第十页，
8、共十九页表面粗糙度评定参数（三）表面粗糙度评定参数（三）轮廓最大高度z本讲稿第十一页，共十九页表面粗糙度评定参数（三）表面粗糙度评定参数（三）（3）轮廓单元的平均宽度）轮廓单元的平均宽度 一一个个轮轮廓廓峰峰与与相相邻邻的的轮轮廓廓谷谷的的组组合合称称为为轮轮廓廓单单元元，在在一一个个取取样样长长度度内内，中中线线与与各各个个轮轮廓廓单单元元相相交交线线段段称称为为各各个个轮轮廓廓单单元元的的宽宽度度，用符号用符号Xsi表示表示本讲稿第十二页，共十九页表面粗糙度（评定参数）的选择表面粗糙度（评定参数）的选择w评定参数的选择一般仅选用高度参数，推荐优先选用评定参数的选择一般仅选用高度参数，推荐优
9、先选用Ra值，因为值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。能充分反映零件表面轮廓的特征。w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 0.025 m）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。w当零件材料较软时，因为当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。一般采用触针测量。w当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用的表面，可选用Ry值。值。本讲稿第十三页，共十九页表面粗糙度（参数值）的选择表面粗糙度（参数值）的选择
10、w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：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量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。选取较大的参数值。w一般原则：一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；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；受循环载荷的表面粗糙度摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面粗糙度要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙要小；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，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。面粗糙度值要小。
11、(p120）本讲稿第十四页，共十九页表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号 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：wa为基本符号，表示表面可用任何方法获得为基本符号，表示表面可用任何方法获得wb表示表面是用去除材料的方法获得的表示表面是用去除材料的方法获得的wc表示表面是用不去除材料的方法获得的表示表面是用不去除材料的方法获得的 a b c本讲稿第十五页，共十九页表面粗糙度的代号表面粗糙度的代号wa1、a2 处处为为粗粗糙糙度度高高度度参参数数的的允许值（允许值（m）；）；wb处处标标注注加加工工方方法法、镀镀涂涂或或其其它它表面处理；表面处理；wc处标出取样长度（
12、处标出取样长度（mm）；）；wd标出加工纹理方向符号；标出加工纹理方向符号；we处标出加工余量（处标出加工余量（mm）；）；wf处标出间距参数值（处标出间距参数值（mm）或）或轮廓支承长度率。轮廓支承长度率。本讲稿第十六页，共十九页表面粗糙度的标注表面粗糙度的标注表面粗糙度轮廓幅度参数给定允许值：表面粗糙度轮廓幅度参数给定允许值：给定上限值给定上限值 给定上限值和下限值给定上限值和下限值 给定最大值给定最大值 给定最大值和最小值给定最大值和最小值本讲稿第十七页，共十九页标注举例标注举例本讲稿第十八页，共十九页表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量w比较检验法比较检验法w针描法针描法w光切法光切法w显微干涉法显微干涉法本讲稿第十九页，共十九页