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1、第五章 表面粗糙度轮廓及检测本讲稿第一页，共三十三页 1 表面粗糙度轮廓的表面粗糙度轮廓的 基本概念基本概念 表面粗糙度的界定表面粗糙度的界定 图图5-1本讲稿第二页，共三十三页 被被加加工工零零件件表表面面的的形形状状是是复复杂杂的的，一一般般包包括括表表面面粗粗糙糙度度、表表面面波波纹纹度度和和形形状状误误差差，可可以以按按波波距距（波波形形起起伏伏间间距）距）来划分：来划分：n波距波距1mm 属于属于表面粗糙度表面粗糙度n波距波距在在110mm 属于属于表面波纹度表面波纹度n波距波距10mm 属于属于形状误差形状误差 本讲稿第三页，共三十三页图图5-2本讲稿第四页，共三十三页 2 表面粗
2、糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定一、取样长度、评定长度及传输带一、取样长度、评定长度及传输带 1.取样长度取样长度lr 规定取样长度，是为了抑制和减弱表面波纹度对表面粗规定取样长度，是为了抑制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响（标准取样长度的数值见附表糙测量结果的影响（标准取样长度的数值见附表5-1）。）。2.评定长度评定长度 ln 评定长度可包括一个或连续的几个取样长度。评定长度可包括一个或连续的几个取样长度。标准的标准的ln=5 lr。本讲稿第五页，共三十三页 图图5-33.传输带传输带 长波轮廓滤波器的截止波长长波轮廓滤波器的截止波长c=lr 短波轮廓滤波器的截止波长短波轮廓滤波
3、器的截止波长s （截止波长截止波长s和和c的标准化值由附表的标准化值由附表5-1查取查取）本讲稿第六页，共三十三页附表附表51 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度、轮廓最大高度Rz和轮廓单元的平和轮廓单元的平均宽度均宽度Rz，标准取样长度和标准评定长度（摘自标准取样长度和标准评定长度（摘自GB/T 13012009、GB/T 106102009）、）、表示滤波器传输带表示滤波器传输带s c 这两个极限值这两个极限值的标准化值取自的标准化值取自GB/T 60622002。本讲稿第七页，共三十三页 二、表面粗糙度轮廓的中线二、表面粗糙度轮廓的中线 为了定量地评定表面粗糙度轮廓，首先
4、应确定一条中为了定量地评定表面粗糙度轮廓，首先应确定一条中线。以中线为基础来计算各种评定参数的数值。线。以中线为基础来计算各种评定参数的数值。1.轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线（图（图5-4）在一个取样长度在一个取样长度lr范围内，轮廓的最小二乘中线使轮廓范围内，轮廓的最小二乘中线使轮廓上各点至该线的距离的平方之和为最小。上各点至该线的距离的平方之和为最小。图图5-4 本讲稿第八页，共三十三页2.轮廓的算术平均中线轮廓的算术平均中线（图（图5-5）在一个取样长度在一个取样长度lr范围内，轮廓的算术平均中线将实际范围内，轮廓的算术平均中线将实际轮廓划分为上、下两部分，使上部分各个峰面积之和
5、等轮廓划分为上、下两部分，使上部分各个峰面积之和等于下部分各个谷面积之和于下部分各个谷面积之和。图图5-5 本讲稿第九页，共三十三页三、表面粗糙度的评定参数三、表面粗糙度的评定参数 1.轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差a（幅度参数，图（幅度参数，图5-4）在一个取样长度在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各点至轮廓范围内，被评定轮廓上各点至轮廓中线的纵坐标值的绝对值的算术平均值，即中线的纵坐标值的绝对值的算术平均值，即 2.2.轮廓最大高度轮廓最大高度Rz Rz（幅度参数，图（幅度参数，图5-6）在一个取样长度在一个取样长度lr范围范围内，被评定轮廓上各个极点至内，被评定轮廓上各个极点至中线
6、的距离中，最大轮廓峰高中线的距离中，最大轮廓峰高RpRp与与最大轮廓谷深最大轮廓谷深RvRv之和的之和的高度，即高度，即 Rz Rz=Rp Rp+RvRv 本讲稿第十页，共三十三页图图5-6本讲稿第十一页，共三十三页 3.轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度（间距参数，图（间距参数，图5-7）一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元，在一一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元，在一个取样长度个取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的宽度范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的宽度（轮廓的宽度（轮廓的宽度Xsi）的平均值）的平均值RSm，即即本讲稿第十二页，共三十三页图图5-7本讲稿第
7、十三页，共三十三页 在零件图上，对零件某一表面的表面粗糙度在零件图上，对零件某一表面的表面粗糙度轮廓要求，按需要选择轮廓要求，按需要选择Ra或或Rz标注。标注。RSm 属于附加评定参数，只能与属于附加评定参数，只能与Ra或或Rz同同时选用，不能独立采用。时选用，不能独立采用。本讲稿第十四页，共三十三页3 表面粗糙度轮廓的技术要求表面粗糙度轮廓的技术要求 一、表面粗糙度轮廓技术要求的内容一、表面粗糙度轮廓技术要求的内容 在零件图上规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须在零件图上规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须标注幅度参数符号及允许值，同时还应标注传输带、取标注幅度参数符号及允许值，同时还应标注
8、传输带、取样长度、评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不样长度、评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不标注）、极限值判断规则（若默认采用标注）、极限值判断规则（若默认采用16%规则，则不规则，则不标注）。标注）。必要时可以标注补充要求，如表面加工纹理及方向、必要时可以标注补充要求，如表面加工纹理及方向、加工余量、附加的加工余量、附加的RSm等。等。本讲稿第十五页，共三十三页二、表面粗糙度轮廓幅度参数的选择二、表面粗糙度轮廓幅度参数的选择 在机械零件精度设计中，对于表面粗糙度轮廓的技术要在机械零件精度设计中，对于表面粗糙度轮廓的技术要求，通常只给出幅度参数符号（求，通常只给出幅度参数符号（R
9、a或或Rz）及极限值，而其）及极限值，而其他要求则采用默认的标准化值。他要求则采用默认的标准化值。一般采用一般采用Ra 作为评定参数。作为评定参数。对于极光滑和粗糙的表对于极光滑和粗糙的表面，不能用面，不能用Ra仪器测量，而采用仪器测量，而采用Rz作为评定参数。作为评定参数。表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的选择原则是：在满表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的选择原则是：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。足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。本讲稿第十六页，共三十三页4 表面粗糙度轮廓技术要求在零件表面粗糙度轮廓技术要求在零件 图上的标注图上的标注一、表面粗糙度轮廓的基本
10、图形符号和完整一、表面粗糙度轮廓的基本图形符号和完整图形符号图形符号 绘制机械零件图时，需要使用绘制机械零件图时，需要使用1个基本图形符个基本图形符号和号和3个完整图形符号，来标注表面粗糙度轮廓各个完整图形符号，来标注表面粗糙度轮廓各种不同的技术要求。种不同的技术要求。（a）图为基本图形符号。）图为基本图形符号。（b）图为用于任何工艺的完整图形符号。）图为用于任何工艺的完整图形符号。本讲稿第十七页，共三十三页 （c）图为用于去除材料的完整图形符号。）图为用于去除材料的完整图形符号。（d）图为用于不去除材料的完整图形符号。）图为用于不去除材料的完整图形符号。（a）（b）（c）（d）图图5-8本讲
11、稿第十八页，共三十三页 二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形 符号上的标注符号上的标注 1.表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符 号上的标注位置号上的标注位置 在完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极限值在完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极限值和其他技术要求。各项技术要求应分别标注在该符号周和其他技术要求。各项技术要求应分别标注在该符号周围的指定位置上。围的指定位置上。在周围标注了技术要求的完整图形符号称为表面粗糙在周围标注了技术要求的完整图形符号称为表面粗糙度轮廓代号，简称粗糙度代号。度轮廓代号，简称粗糙度代
12、号。本讲稿第十九页，共三十三页位置位置a：下列符号和数值排成一行下列符号和数值排成一行 位置位置b：附加评定参数：附加评定参数（如（如RSm，mm）位置位置c：加工方法：加工方法位置位置d：表面纹理：表面纹理位置位置e：加工余量（：加工余量（mm）图图5-9上、下限值符号上、下限值符号 传输带数值传输带数值/幅度参数符号幅度参数符号 评定长度值评定长度值 极限值判断规则极限值判断规则(空格空格)幅度参数极限值幅度参数极限值(m)本讲稿第二十页，共三十三页 2.表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的标注表面粗糙度轮廓幅度参数极限值的标注 （1）标注极限值中的一个数值且默认为上限值（图）标注极限值中的一个
13、数值且默认为上限值（图5-10）图图5-10 （2）同时标注上、下限值（图）同时标注上、下限值（图5-11）图图5-11本讲稿第二十一页，共三十三页 3.极限值判断规则的标注极限值判断规则的标注 （1）16%规则（图规则（图5-10、图、图5-11）16%规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。若采用，则图样上不需注出。若采用，则图样上不需注出。（2）最大规则（图）最大规则（图5-12、图、图5-13）在幅度参数符号在幅度参数符号Ra或或Rz的后面标注一个的后面标注一个“max”的标记。的标记。图图5-12 图图5-13本讲稿第二十二页，共三十三页
14、4.传输带和取样长度、评定长度的标注传输带和取样长度、评定长度的标注 需要指定传输带时，传输带需要指定传输带时，传输带（mm）标注在幅度参数符号的前面，标注在幅度参数符号的前面，并用斜线并用斜线“/”隔开（图隔开（图5-14a、b、c）。）。c=lr。图图5-14 需要指定评定长度时，则应在幅度参数符号的后面注写取样长度的需要指定评定长度时，则应在幅度参数符号的后面注写取样长度的个数（图个数（图5-15a、b）。）。图图5-15本讲稿第二十三页，共三十三页 5.表面纹理的标注表面纹理的标注 需要标注表面纹理及其方向时，则应采用规定的符号需要标注表面纹理及其方向时，则应采用规定的符号（图（图5-
15、16）进行标注。）进行标注。本讲稿第二十四页，共三十三页图图5-16本讲稿第二十五页，共三十三页 6.附加评定参数和加工方法的标注附加评定参数和加工方法的标注 需要标注附加评定参数或（和）加工方法时的标注示需要标注附加评定参数或（和）加工方法时的标注示例见图例见图5-17。该图亦为表面粗糙度轮廓各项技术要求在完。该图亦为表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符号上标注的示例。整图形符号上标注的示例。图图5-17 7.加工余量的标注加工余量的标注 图图5-18本讲稿第二十六页，共三十三页 三、表面粗糙度轮廓代号在零件图标注三、表面粗糙度轮廓代号在零件图标注 的规定和方法的规定和方法 1.一般规定一
16、般规定 粗糙度代号尽可能标注在注了相应的尺寸及其极限偏差的同一粗糙度代号尽可能标注在注了相应的尺寸及其极限偏差的同一视图上。视图上。粗糙度代号上的各种符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的粗糙度代号上的各种符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取方向一致。注写和读取方向一致。粗糙度代号的尖端必须从材料外指向并接触零件表面粗糙度代号的尖端必须从材料外指向并接触零件表面。本讲稿第二十七页，共三十三页 2.常规标注方法常规标注方法 标注示例见图标注示例见图5-195-19a、b b，图，图5-205-20，图，图5-215-21，图图5-225-22a、b b，图，图5-235-23a、b b。
17、图图5-195-19本讲稿第二十八页，共三十三页 图图5-205-20本讲稿第二十九页，共三十三页 图图5-215-21本讲稿第三十页，共三十三页 图图5-225-22本讲稿第三十一页，共三十三页 图图5-235-23本讲稿第三十二页，共三十三页 3.简化标注的规定方法简化标注的规定方法 当零件的某些表面当零件的某些表面（或多数表面）（或多数表面）具有相同的技术要求时，具有相同的技术要求时，对这些表面的技术要求可以用特定符号（图对这些表面的技术要求可以用特定符号（图5-245-24），统一标注在），统一标注在零件图的标题栏附近，省略对这些表面分别标注。零件图的标题栏附近，省略对这些表面分别标注。图图5-245-24 本讲稿第三十三页，共三十三页