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1、返回本章返回本章结束结束第一节概述第一节概述 一一.表面粗糙度轮廓的界定表面粗糙度轮廓的界定完工零件实际表面轮廓图5-1 表面轮廓 表面轮廓表面轮廓-平面与表面相交所得的轮廓线平面与表面相交所得的轮廓线,称为称为表面轮廓表面轮廓.12/18/2022返回本章返回本章结束结束表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓波纹度轮廓波纹度轮廓宏观形状轮廓宏观形状轮廓实际表面轮廓实际表面轮廓通常波距小于通常波距小于1mm1mm-表面粗糙度表面粗糙度;1-10mm-;1-10mm-表表面波纹度面波纹度;大于大于10mm-10mm-形状误差形状误差12/18/2022返回本章返回本章结束结束1.表面粗糙度概念表面粗糙度概
2、念：是指加工表面所具有的较小间：是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度距和微小峰谷不平度.2.特征特征:微观几何形状的尺寸特征微观几何形状的尺寸特征.一般是由零件的一般是由零件的加工过程和其他因素形成加工过程和其他因素形成.3.我国粗糙度标准我国粗糙度标准:将表面光洁度国标将表面光洁度国标(GB103168、GB13174)作作了修订了修订,并改名为表面粗糙度国家标准并改名为表面粗糙度国家标准.规定规定:表面粗糙度表面粗糙度术语、表面及其参数术语、表面及其参数(GB3505-83)表面粗糙度参数及其数值表面粗糙度参数及其数值(GBT1031一一1995)机械制图表面粗糙度符号机械制图表面
3、粗糙度符号,代号及其注法代号及其注法(GB/T131-93).12/18/2022返回本章返回本章结束结束二二.表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响1 1耐磨性耐磨性2 2配合性质稳定性配合性质稳定性3 3耐疲劳性耐疲劳性4 4抗腐蚀性抗腐蚀性表面粗糙度对机械零件的配合性质、耐磨性、工作表面粗糙度对机械零件的配合性质、耐磨性、工作精度、抗腐蚀性有着密切的关系精度、抗腐蚀性有着密切的关系,它影响到机器或它影响到机器或仪器的可靠性和使用寿命仪器的可靠性和使用寿命.12/18/2022返回本章返回本章结束结束第二节 表面粗糙度轮廓的评定一一.取样长度和评定长度取样长度
4、和评定长度1.1.取样长度取样长度l lr取样长度：取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，至少包含一段基准线长度，至少包含5 5个微峰和个微峰和5 5个微谷。个微谷。它在轮廓总的走向上量取。规定和选择这段长它在轮廓总的走向上量取。规定和选择这段长度是为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度测度是为了限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。量结果的影响。12/18/2022返回本章返回本章结束结束2.2.评定长度评定长度lnln评定长度评定长度:在测量和平定时在测量和平定时,需规定的一段最需规定的一段最 小长度称为评定长度小长度称为评定长度.一般取
5、标准评定长度一般取标准评定长度lnln5lr5lr.若被测表面比较均若被测表面比较均匀匀,可选可选lnln5lr5lr；若均匀性差；若均匀性差,可选可选lnln5lr5lr.由于加由于加工表面有着不同程度的不均匀性工表面有着不同程度的不均匀性,为了充分合理为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性地反映某一表面的粗糙度特性,规定在评定时所规定在评定时所必须的一段表面长度必须的一段表面长度,它包括一个或数个取样长它包括一个或数个取样长度度,称为评定长度称为评定长度L Ln n.12/18/2022返回本章返回本章结束结束中线lnlrlrlrlrlr 图图5-3 取样长度和评定长度取样长度和评定长度
6、12/18/2022返回本章返回本章结束结束在评定长度内在评定长度内,根据取样长度进行测量根据取样长度进行测量,此时可此时可得到一个或数个测量值得到一个或数个测量值,取其平均值作为表面取其平均值作为表面粗糙度数值的可靠值粗糙度数值的可靠值.评定长度一般按五个取评定长度一般按五个取样长度来确定样长度来确定,如下表所列如下表所列:12/18/2022返回本章返回本章结束结束12/18/2022返回本章返回本章结束结束二.表面粗糙度轮廓的中线lryi最小二乘中线最小二乘中线图图5-4 表面粗造度轮廓的最小二乘中线表面粗造度轮廓的最小二乘中线 是为了是为了定量地定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条评定
7、表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线基准线.是具有与被测表面几何形状一致的几何轮是具有与被测表面几何形状一致的几何轮廓形状廓形状,并将被测轮廓加以划分的线并将被测轮廓加以划分的线.1.1.轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线轮廓偏距的平方轮廓偏距的平方和最小和最小:12/18/2022返回本章返回本章结束结束算术平均中线 lrF1F2FiF1F2Fi2.轮廓算术平均中线 图图5-5表面粗造度轮的算术平均中线表面粗造度轮的算术平均中线12/18/2022返回本章返回本章结束结束1)1)轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差RaRa值越大值越大,表面越粗糙表面越粗糙,能能客观全面客观全面的反映表面的反映表面
8、微观几何形状特性微观几何形状特性.Raxynyiy1y2 近似为近似为3.3.评定参数评定参数12/18/2022返回本章返回本章结束结束在一个取样长度范围内在一个取样长度范围内,最大轮廓峰高最大轮廓峰高ZpZp与最大轮廓谷深与最大轮廓谷深ZvZv之和称之为轮廓最大高度之和称之为轮廓最大高度,用符号用符号RzRz表示表示,即即RzRz=RpRp +RvRv RzRz值越大值越大,表面越粗糙表面越粗糙,但它不如但它不如RaRa对粗糙度的反应得可观对粗糙度的反应得可观和全面和全面.Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中线Zv1Zv22)2)轮廓的最大高度轮廓的最大高
9、度12/18/2022返回本章返回本章结束结束一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元.在一个在一个取样长度取样长度lr lr范围内范围内,中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元的宽度做轮廓单元的宽度,用符号用符号XsXsi i表示表示.轮廓单元的平均宽度：轮廓单元的平均宽度：是指在一个取样长度是指在一个取样长度lr lr范围内所有轮廓单元的宽度范围内所有轮廓单元的宽度XsXsi i的平的平均值均值,用符号用符号RSmRSm表示表示,即即 Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中线它是评定轮廓的它是评定轮廓的
10、间距参数间距参数,其大小其大小反映了轮廓峰谷反映了轮廓峰谷的疏密程度的疏密程度,越大越大峰谷越稀峰谷越稀,密封性密封性能越差能越差.3)3)轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RSmRSm12/18/2022返回本章返回本章结束结束4 4）轮廓的支承长度率）轮廓的支承长度率Rmr(CRmr(C)轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(CRmr(C)是在给定水平位置是在给定水平位置C C上的轮上的轮廓实体材料长度廓实体材料长度ML(C)ML(C)与评定长度的比率与评定长度的比率.其大小反映了轮廓表面峰谷其大小反映了轮廓表面峰谷 的形状，其值越大，表的形状，其值越大，表面实体材料越长，接触刚度和耐
11、磨性越好。面实体材料越长，接触刚度和耐磨性越好。12/18/2022返回本章返回本章结束结束第三节 选用与标注一一.表面粗糙度轮廓技术要求的内容表面粗糙度轮廓技术要求的内容规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须给出表规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须给出表面粗糙度轮廓面粗糙度轮廓幅度参数及允许值幅度参数及允许值和测量时的和测量时的取样取样长度值长度值这两项基本要求，必要时可规定轮廓其他这两项基本要求，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和和)加工余量等附加要求。如果采用标准取样长加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样
12、上可以省略标注取样长度值。度，则在图样上可以省略标注取样长度值。12/18/2022返回本章返回本章结束结束二二.表面粗糙度轮廓评定参数的选用表面粗糙度轮廓评定参数的选用通常在常用值范围通常在常用值范围 (Ra:Ra:0.0250.0256.3um)6.3um)内优选内优选RaRa作作为评定参数为评定参数.原因易于测量原因易于测量.在相当粗糙在相当粗糙(Ra:6.3(Ra:6.3 100um)100um)或相当光滑或相当光滑(Ra:0.008 Ra:0.008 0.02um)0.02um)时时采用采用RzRz作为评定参数作为评定参数.原因是易于测量原因是易于测量.当表面不当表面不允许出现较深加
13、工痕迹允许出现较深加工痕迹,应力集中或表面段长度很应力集中或表面段长度很小小,不宜采用不宜采用RaRa时时,采用采用RzRz.或两者一起用或两者一起用.一般情况一般情况下这两个参数控制表面粗糙度可以满足实际需要下这两个参数控制表面粗糙度可以满足实际需要.但在特殊表面要求如但在特殊表面要求如:表面涂层均匀表面涂层均匀,密封性等需密封性等需附加附加RSmRSm或或Rmr(C)Rmr(C)值值.其他选用参考表其他选用参考表5-6.5-6.12/18/2022返回本章返回本章结束结束表表面面粗粗糙糙度度评评定定参参数数值值可可以以从从GBl031-1995GBl031-1995表表面面粗粗糙糙度度参参
14、数数及及其其数数值值规规定定的的参参数数值值系系列列中中选选取取或或根根据据需需要要予予以以规规定定。选选用用时时应应优优先先采采用用第第l l系系列列中的数值。中的数值。合合理理选选取取表表面面粗粗糙糙度度参参数数值值的的大大小小，对对零零件件的的使使用性能和加工成本具有重要意义。选用原则如下用性能和加工成本具有重要意义。选用原则如下(1)(1)同同一一零零件件上上，工工作作表表面面的的表表面面粗粗糙糙度度参参数数值值应应比比非工作表面非工作表面小小。(2)(2)对对于于摩摩擦擦表表面面，相相对对运运动动速速度度高高，单单位位面面积积压压力大的表面，表面粗糙度参数值应力大的表面，表面粗糙度参
15、数值应小小。12/18/2022返回本章返回本章结束结束(3)(3)承承受受交交变变应应力力作作用用的的零零件件，在在容容易易产产生生应应力力集集中中的的部部位位，如如圆圆角角、沟沟槽槽处处，表表面面粗粗糙糙度度参参数数值值应应小小。(4)(4)对对于于配配合合性性质质要要求求稳稳定定的的较较小小间间隙隙的的间间隙隙配配合合和和承承受受重重载载荷荷的的过过盈盈配配合合，它它们们的的孔孔，轴轴表表面面粗粗糙糙度参数值应度参数值应小小。(5)(5)要要求求防防腐腐蚀蚀、密密封封性性能能好好或或外外表表美美观观的的表表面面，表面粗糙度参数值应表面粗糙度参数值应小小。(6)(6)确确定定表表面面粗粗糙
16、糙度度参参数数值值时时,应应注注意意它它与与形形状状公公差值差值的协调的协调.12/18/2022返回本章返回本章结束结束参参考考课课本本表表5-75-7所所列列按按公公差差等等级级确确定定表表面面粗粗糙糙度度参参数数值值.尺尺寸寸公公差差等等级级越越高高,则则表表面面粗粗糙糙度度参参数数值值应应越越小小.但但尺尺寸寸公公差差等等级级低低的的表表面面,其其表表面面粗粗糙糙度度要要求求不不一一定定也也低低.如如医医疗疗器器械械,机机床床摇摇把把等等的的表表面面对对尺尺寸寸精度的要求不高精度的要求不高.但却要求光滑。但却要求光滑。(7)(7)凡凡有有关关标标准准业业已已对对表表面面粗粗糙糙度度要要
17、求求作作出出具具体体规规定定(例例如如与与滚滚动动轴轴承承配配合合的的轴轴颈颈和和外外壳壳孔孔的的表表面面租租糙糙度度)，则则应应按按该该标标准准的的规规定定确确定定表表面面粗粗糙糙度度参参数数值的大小。值的大小。12/18/2022返回本章返回本章结束结束三.表面粗糙度轮廓参数允许值的选择表面粗糙度参数值的选用原则：首先满足功能表面粗糙度参数值的选用原则：首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。课本表课本表5-75-712/18/2022返回本章返回本章结束
18、结束四.表面粗糙度轮廓的符号和代号1.1.表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号12/18/2022返回本章返回本章结束结束a a1 1，a a2 2 粗糙度幅度参数粗糙度幅度参数代号及其数值代号及其数值（mmmm）；b b 加工要求加工要求,镀覆镀覆,涂覆涂覆,表面处理或其他说明等；表面处理或其他说明等；c c 取样长度取样长度（mmmm）或波纹或波纹度度（mmmm）.d d 加工纹理方向符号；加工纹理方向符号；e e 加工余量加工余量（mmmm）；f f 粗糙度间距参数粗糙度间距参数（mmmm）(e)bc/fa1a2d 图图5-9 表面粗糙度轮廓代号表面粗糙度轮廓代号 2.2.表面粗糙度的代号表
19、面粗糙度的代号12/18/2022返回本章返回本章结束结束3.3.表面粗糙度轮廓代号表面粗糙度轮廓代号 a.a.标注方法标注方法12/18/2022返回本章返回本章结束结束b.b.标注位置标注位置表面粗糙度符号表面粗糙度符号,代号一般标注在代号一般标注在可见轮廓线可见轮廓线,尺寸界线尺寸界线,引出线引出线或它们的或它们的延长线延长线上上.符号的尖端必须从材料外指符号的尖端必须从材料外指向表面向表面,表面粗糙度的代号中数字及其符号的方向必须表面粗糙度的代号中数字及其符号的方向必须按图按图5-12(p109)5-12(p109)标注标注.12/18/2022返回本章返回本章结束结束b)c)d)a)
20、0.86.3铣3.23.2(5)3.2图图5-11表面粗糙度其它项目的标注表面粗糙度其它项目的标注12.512.53.23.23.2f其余2512.50.4M1.63.23.2ff图图5-12表面粗糙度代号标注示例表面粗糙度代号标注示例12/18/2022返回本章返回本章结束结束12/18/2022返回本章返回本章结束结束 1.1.比较法比较法 比比较较法法是是将将被被测测零零件件表表面面与与表表面面粗粗糙糙度度样样块块直直接接进进行行比比较较，以以确确定定实实际际被被测测表表面面的的表表面面粗粗糙糙度度合合格格与与否否的的方方法法所所使使用用的的表表面面粗粗糙糙度度样样块块和和被被测测零零件
21、件两两者者的的材材料料及及表表面面加加工工纹纹理理方方向向应应尽尽量量一一致致。也也可可从从成成品品零零件件中中挑挑选选几几个个样样品品，经经检检定定后后作作为为表表面面粗粗糙度样块使用。糙度样块使用。第四节第四节 表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测12/18/2022返回本章返回本章结束结束 触触针针法法又又称称感感触触法法或或针针描描法法，是是一一种种接接触触测测量量表表面面粗粗糙糙度度的的方方法法。采采用用触触针针法法制制成成的的量量仪仪称称为为触触针针式式电电动动轮轮廓廓仪仪，它它利利用用金金刚刚石石触触针针在在被被测测零零件件表表面面上上移移动动，该该表表面面轮轮廓廓的的微微观观不不平
22、平度度痕痕迹迹使使触触针针在在垂垂直直于于被被测测轮轮廓廓的的方方向向产产生生上上下下位位移移，把把这这种种位位移移量量通通过过机机械械和和电电子子装装置置加加以以放放大大，并并经经过过处处理理，由由量量仪仪指指示示出出表表面面粗粗糙糙度度参参数数R Ra a值值(0.025(0.0255m)5m)，或或者者由由量量仪仪将将放放大大的的被被测测表表面面轮轮廓廓图图形形记记录录下下来来，按按此记录图形计算此记录图形计算R Ra a值值R RZ Z值。值。2.2.触针法触针法12/18/2022返回本章返回本章结束结束 3.3.光切法光切法光光切切法法是是利利用用光光切切原原理理测测量量表表面面粗
23、粗糙糙度度的的方方法法。采采用用光光切切原原理理制制成成的的量量仪仪称称为为光光切切显显微微镜镜(又又名名双双管管显显微微镜镜)，光光切切法法通通常常用用于于测测量量R Ra a值值(0.5(0.560m)60m)和和RyRy值值 4.4.干涉法干涉法干干涉涉法法是是利利用用光光波波干干涉涉原原理理测测量量表表面面粗粗糙糙度度的的方方法法。采采用用光光波波干干涉涉原原理理制制成成的的量量仪仪称称为为干干涉涉显显徽徽镜镜。它它 通通 常常 用用 于于 测测 量量 极极 光光 滑滑 表表 面面 的的RzRz值值(0.025(0.0250.8m)0.8m)。12/18/2022返回本章返回本章结束结
24、束 小小 结结（1 1）表面粗糙度轮廓的概念）表面粗糙度轮廓的概念 （2 2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度时，规定了取样长度lr lr、评定长度评定长度lnln和中线。和中线。（3 3）表面粗糙度轮廓的评定参数）表面粗糙度轮廓的评定参数 有幅度参有幅度参数（包括轮廓的算术平均偏差数（包括轮廓的算术平均偏差RaRa轮廓的最大轮廓的最大高度高度RzRz）和间距特征参数（轮廓单元的平均和间距特征参数（轮廓单元的平均宽度宽度RSmRSm）12/18/2022返回本章返回本章结束结束（4 4）通常只给出幅度参数）通常只给出幅度参数RaRa或或R
25、zRz及允许值，必及允许值，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或理方向、加工方法或(和和)加工余量等附加要求。加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。标注取样长度值。（5 5）国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法）国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法,见表见表5-85-8表表5-105-10及图及图5-115-11、图、图5-12.5-12.（6 6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验法、针描法、光切法和干涉法。法、针描法、光切法和干涉法。12/18/2022