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1、第五章表面粗糙度及测量第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量5.1表面粗糙度对零件使用性能的表面粗糙度对零件使用性能的 影响影响5.2表面粗糙度基本术语评定参数表面粗糙度基本术语评定参数 5.3表面粗糙度的符号及注法表面粗糙度的符号及注法5.4表面粗糙度数值的选择及测量表面粗糙度数值的选择及测量 第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量一、一、表面粗糙度表面粗糙度的基本概念的基本概念 由于零件由于零件表面的物理力学作用表面的物理力学作用，加工加工的的误差误差及缺陷，及缺陷，切削用量切削用量的选择以及材料的选择以及材料材质、综合材质、综
2、合机械性能机械性能都将影响表面精度的都将影响表面精度的获得。所以，获得。所以，零件的表面不会是绝对完美零件的表面不会是绝对完美和绝对平滑的和绝对平滑的。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量表面粗糙度的性质：表面粗糙度的性质：（1）表面粗糙度）表面粗糙度是是一种一种微观的几何形状误微观的几何形状误 差差，是几何参数精度指标是几何参数精度指标之一。之一。（2）表面粗糙度）表面粗糙度属于属于零件的零件的表面精度表面精度，不不 属于属于零件的零件的加工精度加工精度！第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 尺寸精度（几何参数精度）的目的尺寸精度（几何参数精度）的目的在于保证零件的使用性
3、能及配合性质，而在于保证零件的使用性能及配合性质，而表面粗糙度则服务于尺寸精度（巩固和保表面粗糙度则服务于尺寸精度（巩固和保证尺寸精度的作用效果）。故此，证尺寸精度的作用效果）。故此，表面粗表面粗糙度值要与尺寸精度、配合公差对应，协糙度值要与尺寸精度、配合公差对应，协调调。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量表面精度的分类：表面精度的分类：1、表面粗糙度（微观几何形状误差，微观不、表面粗糙度（微观几何形状误差，微观不 平度）；平度）；2、表面波度（中间几何形状误差）、表面波度（中间几何形状误差）3、形状误差（宏观几何形状误差）、形状误差（
4、宏观几何形状误差）【关键词：表面关键词：表面 峰谷峰谷】第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量二、表面粗糙度对零件使用性能及使用寿二、表面粗糙度对零件使用性能及使用寿 命的影响命的影响 1、对摩擦与磨损的影响（对、对摩擦与磨损的影响（对“峰峰”而言）而言）（1）越粗糙，零件表面间的摩擦越严）越粗糙，零件表面间的摩擦越严 重，越容易被磨损；重，越容易被磨损；（2）越光滑，零件表面附着力越大，）越光滑，零件表面附着力越大，（f=uN）润滑失效加剧磨损。）润滑失效加剧磨损。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量2、对配合性能的影响（对、对配合性能的影响（对“峰峰”而言）而言）零件表面
5、越粗糙越容易被磨损。过多零件表面越粗糙越容易被磨损。过多的磨损将造成配合精度的减低或配合性质的磨损将造成配合精度的减低或配合性质的改变；的改变；3、对抗腐蚀性能的影响（对、对抗腐蚀性能的影响（对“谷谷”而而言）言）越粗糙表面越容易残留腐蚀物，从而越粗糙表面越容易残留腐蚀物，从而破坏材料机械性能和物理力学平衡；破坏材料机械性能和物理力学平衡；第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 4、对抗疲劳强度的影响（对、对抗疲劳强度的影响（对“谷谷”而言）而言）越粗糙承载负荷的有效截面越小，在越粗糙承载负荷的有效截面越小，在交变载荷和应力集中的共同作用下材料容交变载荷和应力集中的共同作用下材料容易被
6、屈服而产生破坏；易被屈服而产生破坏；5、对接触刚度的影响（对、对接触刚度的影响（对“峰峰”、“谷谷”及及 波距的共同作用而言）波距的共同作用而言）越粗糙配合部位有效面积越少，材料越粗糙配合部位有效面积越少，材料在载荷力作用下容易发生变形；在载荷力作用下容易发生变形；第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量6、对配合面密封性能的影响（对、对配合面密封性能的影响（对“峰峰”、“谷谷”及波距的共同作用而言）及波距的共同作用而言）越粗糙配合部位有效面积越少，除变越粗糙配合部位有效面积越少，除变形外非配合空间增多令密封性能下降。形外非配合空间增多令密封性能下降。7、对其他性能的影响、对其他性能的影
7、响 运动的灵活性（爬行现象）、速度；运动的灵活性（爬行现象）、速度；折射能力，流体阻力、检测精度等。折射能力，流体阻力、检测精度等。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 三、表面粗糙度基本术语三、表面粗糙度基本术语 1、取样长度、取样长度评定表面粗糙度所规定的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一段基准线长度。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响 2、评定长度、评定长度 为了全面、充分地反映为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的
8、一段长度。必需的一段长度。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 3、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评定表面粗糙度的一段参考线。粗糙度的一段参考线。四、表面粗糙度评定参数四、表面粗糙度评定参数 Ra值（轮廓算术平均偏差）值（轮廓算术平均偏差）在一个取样长度上纵坐标值的绝对值在一个取样长度上纵坐标值的绝对值 的算术平均。的算术平均。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量Ra值越大表面越粗糙。它可以客观地、较全面的反映表面微观形状特值越大表面越粗糙。它可以客观地、较全面的反映表面微观形状特征征第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量五、表面粗糙度的符号
9、及注法五、表面粗糙度的符号及注法 表面粗糙度的符号（表面粗糙度的符号（GB/T131-2006）1）可用任何方法获得；）可用任何方法获得；2）用去除材料的方法获得；）用去除材料的方法获得；3）用不去除材料的方法获得；）用不去除材料的方法获得；注法：注法：填入适当填入适当 表面粗糙度表面粗糙度Ra值。值。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量表面粗糙度的代号：表面粗糙度的代号：位置位置a、b：注写两个或多个表面结构要求：注写两个或多个表面结构要求 1）位置）位置a注写第一个表面结构要求：注写第一个表面结构要求：2）位置）位置b注写第二个表面结构要求。注写第二个表面结构要求。如果要注写第三
10、个或更多的表面结构要求，如果要注写第三个或更多的表面结构要求，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空间。扩大图形符号时，间。扩大图形符号时，a 和和 b的位置随之上的位置随之上移。移。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量位置位置c：注写加工方法。：注写加工方法。注写加工方法、表面处理、涂层或注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等，如车、磨、镀等加其他加工工艺要求等，如车、磨、镀等加工表面。工表面。位置位置d：注写表面纹理及其方向。：注写表面纹理及其方向。位置位置e：注写加工余量。：注写加工余量。注写所要求的加工余量，以毫米为注写所要
11、求的加工余量，以毫米为单位给出数值。单位给出数值。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量六、表面粗糙度选用六、表面粗糙度选用 正确选择表面粗糙度值对改善机械的正确选择表面粗糙度值对改善机械的工作性能、提高使用寿命很有好处。工作性能、提高使用寿命很有好处。选用原则选用原则满足零件的使用功能要求，满足零件的使用功能要求，参数值设定合理、方便评定。参数值设定合理、方便评定。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量1、选用评定参数、选用评定参数 1）在）在0.0256.3(um)量级量级 优先选用优先选用 Ra值值 2）在）在6.325（um）量级常用）量级常用Ra值。值。3）在）在50
12、以上基本上使用不去除材料的方以上基本上使用不去除材料的方法获得表面精度。法获得表面精度。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 2、选用评定参数值、选用评定参数值 选用评定参数值应服从如下规范：选用评定参数值应服从如下规范：（1）满足性能要求前提下，尽量选择较大）满足性能要求前提下，尽量选择较大 的的Ra值以降低制造成本；值以降低制造成本；（2）工作表面比非工作表面的）工作表面比非工作表面的 Ra值要小值要小（3）摩擦表面比非摩擦表面的）摩擦表面比非摩擦表面的 Ra值要小值要小（4）滚动摩擦表面（轴线稳定，不能振）滚动摩擦表面（轴线稳定，不能振 动）比滑动摩擦表面的动）比滑动摩擦表面的
13、 Ra值要小；值要小；第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量（5）运动速度高，单位面积载荷大，交）运动速度高，单位面积载荷大，交 变力强，重要部位的变力强，重要部位的Ra值要小；值要小；（6）与尺寸精度选用协调。尺寸精度、）与尺寸精度选用协调。尺寸精度、形位精度高的部位形位精度高的部位Ra值要小；值要小；（7）同公差等级轴比孔的）同公差等级轴比孔的Ra值要小；值要小；（8）有关标准推荐使用的）有关标准推荐使用的Ra值依标准优值依标准优 先选取。先选取。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量表面粗糙度系列值与推荐配合使用值：表面粗糙度系列值与推荐配合使用值：表表5-1 表面粗糙度
14、表面粗糙度Ra基本系列与补充基本系列与补充 系列系列表表5-6 表面粗糙度的标注举例表面粗糙度的标注举例 表表5-7孔轴配合的表面粗糙度推荐值孔轴配合的表面粗糙度推荐值第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量1、比较法、比较法采用表面粗糙度样板与实际表采用表面粗糙度样板与实际表面的粗糙度进行比较确定参数值。直观、操作面的粗糙度进行比较确定参数值。直观、操作容易但分级程度不精密，常用于生产现场。容易但分级程度不精密，常用于生产现场。2、光切法、光切法光切显微镜将光切显微镜将一束平行光带以一束平行光带以一定角度投射与被测表面上，光带与表面轮廓一定角度投射与被测
15、表面上，光带与表面轮廓相交的曲线影像即为被测表面的微观几何形状相交的曲线影像即为被测表面的微观几何形状（光切原理）。（光切原理）。但当峰谷高度超出一定的范围，但当峰谷高度超出一定的范围，就不能在目镜视场中形成清晰的真实图像而导就不能在目镜视场中形成清晰的真实图像而导致无法测量或者测量误差很大。致无法测量或者测量误差很大。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量3、干涉法、干涉法采用干涉显微镜利用光干涉原采用干涉显微镜利用光干涉原理对表面粗糙度进行测量，可以达到理对表面粗糙度进行测量，可以达到0.031um的精度。的精度。光干涉原理光干涉原理光投射到介质（被测表面）光投射到介质（被测表面）
16、表面，因表面粗糙度的存在造成折射率产生变表面，因表面粗糙度的存在造成折射率产生变化。不同的光强通过透镜后被记录成不同的光化。不同的光强通过透镜后被记录成不同的光谱。根据光谱就可鉴定出表面粗糙度值的等级。谱。根据光谱就可鉴定出表面粗糙度值的等级。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量针描法针描法使用红宝石（或蓝宝石）制成使用红宝石（或蓝宝石）制成测针头与被测表面接触，微观几何形状误测针头与被测表面接触，微观几何形状误差将令测头产生振动（位移）。通过微机差将令测头产生振动（位移）。通过微机将这种位移转化为电平信号再处理成为图将这种位移转化为电平信号再处理成为图样轮廓。其轮廓就是被测表面的表面粗糙样轮廓。其轮廓就是被测表面的表面粗糙度形成的图像。度形成的图像。第五章第五章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量