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1、表面粗糙度及检测第1页，此课件共34页哦 加工表面的几何形貌是由加工过程加工表面的几何形貌是由加工过程中中刀具与被加工工件的摩擦刀具与被加工工件的摩擦、切屑分切屑分离时塑性变形离时塑性变形及及加工系统的振动加工系统的振动等因等因素的作用，在工件表面留下的表面结素的作用，在工件表面留下的表面结构。构。零件表面的形貌可分为四种情况：零件表面的形貌可分为四种情况：1）宏观几何形状误差（形状公差）宏观几何形状误差（形状公差）2）表面波纹度（波度）表面波纹度（波度）3）微观几何形状误差（表面粗糙度）微观几何形状误差（表面粗糙度）4）表面缺陷）表面缺陷引入：引入：刀具刀具工件工件切屑切屑第2页，此课件共3
2、4页哦波距波距1mm表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓波距在波距在110mm波纹度轮廓波纹度轮廓波距波距10mm宏观形状轮廓宏观形状轮廓实际表面轮廓实际表面轮廓图图 零件表面几何形状误差及其组成成份零件表面几何形状误差及其组成成份表面粗糙度轮廓的界定表面粗糙度轮廓的界定表面粗糙度值越小，表面越光滑表面粗糙度值越小，表面越光滑第3页，此课件共34页哦 是是指指测测量量或或评评定定表表面面粗粗糙糙度度时时用用于于判判别别具具有有表表面面粗粗糙糙度度特特征征的的一一段段基基准准线线长度。长度。所取范围至少包含所取范围至少包含五个五个以上的轮廓峰和谷。以上的轮廓峰和谷。表面越粗糙，取样长度应越长。表面越粗糙
3、，取样长度应越长。是指为了合理并且较全面地反映整个表面的表面粗糙度特征而在测是指为了合理并且较全面地反映整个表面的表面粗糙度特征而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段长度。量和评定表面粗糙度时所必需的一段长度。一般情况一般情况取评定长度取评定长度ln=5lr规则表面规则表面取评定长度取评定长度ln=（13）lr不规则表面不规则表面取评定长度取评定长度ln=（525）lr1、取样长度、取样长度lr 2、评定长度、评定长度ln 一、基本术语一、基本术语第4页，此课件共34页哦 是指评定表面粗糙度参数值时所取的基准。是指评定表面粗糙度参数值时所取的基准。GB3505-83表面粗糙度术语表面及其参数表
4、面粗糙度术语表面及其参数规定下列中线作为基规定下列中线作为基准线：准线：1）轮廓的最小二乘中线）轮廓的最小二乘中线 是指具有理想直线形状并划分被测轮廓的基准线在取样长度内使轮廓上各是指具有理想直线形状并划分被测轮廓的基准线在取样长度内使轮廓上各点到该基准线的距离（轮廓偏距）的平方之和为最小点到该基准线的距离（轮廓偏距）的平方之和为最小。3、基准线、基准线（中线）（中线）第5页，此课件共34页哦2）轮廓算术平均中线）轮廓算术平均中线 在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。线。n即：即：F1+F2+F3+Fn=G
5、1+G2+G3+Gm注注：在在轮轮廓廓图图形形上上确确定定最最小小二二乘乘中中线线的的位位置置比比较较困困难难，故故通通常常用用算算术术平均中线来代替最小二乘中线。平均中线来代替最小二乘中线。第6页，此课件共34页哦二、评定参数（二、评定参数（GB/T3505-2000）粗糙度轮廓的参数由粗糙度轮廓的参数由幅度参数、间距参数、混合参数幅度参数、间距参数、混合参数以及以及曲线和曲线和相关参数相关参数组成。组成。1、幅度参数、幅度参数轮廓算术平均偏差（轮廓算术平均偏差（Ra）微观不平度十点平均高度（微观不平度十点平均高度（Rz）轮廓的最大高度（轮廓的最大高度（Ry）2、间距参数、间距参数轮廓单元的
6、平均宽度轮廓单元的平均宽度(Rsm)3、形状特征参数、形状特征参数轮廓支承长度率（轮廓支承长度率（Rmr(c)）第7页，此课件共34页哦1、轮廓算术平均偏差、轮廓算术平均偏差RaRa-取样长度取样长度内，被测实际轮廓上内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值各点至轮廓中线距离绝对值的平均值。Ra=Zi n1i=1 n近似表示：近似表示：第8页，此课件共34页哦轮廓最大峰高轮廓最大峰高RpRplrZxZiZ ZpipiZ ZviviXsiR Rz z轮廓最大谷深轮廓最大谷深RvRv-maxZ Zpipi-maxZ Zvivi轮廓最大高度轮廓最大高度RzRz-取样取样取样取样长度长度内，
7、轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。2、微观不平度十点平均高度、微观不平度十点平均高度Rz 第9页，此课件共34页哦lrZxZiZ ZpipiZ ZviviXsiR Rz z-取样取样取样取样长度长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。3、轮廓最大高度、轮廓最大高度Ry 第10页，此课件共34页哦4、轮廓单元的平均宽度、轮廓单元的平均宽度(Rsm)在在取样长度取样长度内，轮廓单元宽度内，轮廓单元宽度Xs的的平均值。平均值。第11页，此课件共34页哦5、轮廓支承长度率、轮廓支承长度率Rmr(c)C1C2 M l(c)lnM l(
8、c)i峰顶线峰顶线Rmr(c)-在给定的在给定的水平位置水平位置c上上,轮廓的实体材料长度轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度与评定长度ln之比之比 1）当给定水平位置）当给定水平位置C1时，时，Rmr(c)=M l(c)i/ln；2）当给定水平位置）当给定水平位置C2时，时，Rmr(c)=M l(c)/ln=100%注：优先选用轮廓算术平均偏差注：优先选用轮廓算术平均偏差Ra第12页，此课件共34页哦三、表面粗糙度评定参数的数值三、表面粗糙度评定参数的数值0.0120.0250.050.1501000.81.60.20.43.26.312.525Ra的数值的数值(um)0.0250.050
9、.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600Rz的数值的数值(um)0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090 Rmr(c)的数值的数值RSmRSm的数值的数值的数值的数值第13页，此课件共34页哦5.2表面粗糙度的选择表面粗糙度的选择一、一、表面粗糙度评定参数的选择表面粗糙度评定参数的选择 如无特殊要求，一般仅选用如无特殊要求，一般仅选用幅度参数幅度参数。在在Ra=0.0256.3范围内，推荐优先选用范围内，推荐优先选用Ra值，值，因为因为Ra能能充分反映零
10、件表面轮廓的特征，以下情况例外：充分反映零件表面轮廓的特征，以下情况例外：1、表面过于、表面过于粗糙或太光滑粗糙或太光滑时，多采用时，多采用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。2、当表面不允许出现、当表面不允许出现较深加工痕迹较深加工痕迹，防止应力过于集中防止应力过于集中，要求保证，要求保证零件的零件的抗疲劳强度和密封性抗疲劳强度和密封性时，应选择时，应选择Ra与与Rz联用。联用。3、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、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，可选用选用Ry值。值。第14页，此课件共
11、34页哦附加参数一般不单独使用。附加参数一般不单独使用。1）对有特殊要求的少数零件的重要表面（如要求喷涂均匀、）对有特殊要求的少数零件的重要表面（如要求喷涂均匀、涂层有较好的附着性和光泽表面）需要控制涂层有较好的附着性和光泽表面）需要控制Rsm数值。数值。2）对于有较高支撑刚度和耐磨性的表面，应规定）对于有较高支撑刚度和耐磨性的表面，应规定Rmr(c)参参数。数。第15页，此课件共34页哦 零件表面粗糙度数值的选用，应该既要满足零件表面功用要求，零件表面粗糙度数值的选用，应该既要满足零件表面功用要求，又要考虑经济合理性。选用时要注意以下问题：又要考虑经济合理性。选用时要注意以下问题：a.在满足
12、功用的前提下，尽量选用在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度数值较大的表面粗糙度数值，以降低生产成本。以降低生产成本。b.一般情况下，零件的一般情况下，零件的接触表面接触表面比非接触表面的粗糙度参比非接触表面的粗糙度参数值要数值要小小。c.受受循环载荷的表面循环载荷的表面极易引起应力集中的表面，表面粗糙度极易引起应力集中的表面，表面粗糙度参数值要参数值要小小。二、二、表面粗糙度数值的选择表面粗糙度数值的选择 第16页，此课件共34页哦d.配合性质相同，零件配合性质相同，零件尺寸小尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参的比尺寸大的表面粗糙度参数值要数值要小小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的
13、表面；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。粗糙度参数值要小。e.运动速度高、单位压力大的磨擦表面比运动速度低，单位运动速度高、单位压力大的磨擦表面比运动速度低，单位压力小的磨擦表面的粗糙度参数值小。压力小的磨擦表面的粗糙度参数值小。f.要求密封性、耐腐蚀的表面其粗糙度参数值要小。要求密封性、耐腐蚀的表面其粗糙度参数值要小。第17页，此课件共34页哦表面粗糙度参数值表面粗糙度参数值：m Ra：0.0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.52550Rz：0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.52550100200第
14、18页，此课件共34页哦表面度的测量表面度的测量n比较法：比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，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件。评定表面粗糙度值较大的工件。n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。n干涉法：干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量Rz和和Ry值。值。n针描法：针描法：用触针划过被测表面，把表面粗糙度轮廓放大描绘出来，通用触针划过被测表面，把表面粗糙度轮廓放大描绘出来，通过计算处
15、理直接给出过计算处理直接给出Ra值。值。第19页，此课件共34页哦一、表面粗糙度代（符）号一、表面粗糙度代（符）号表面粗糙度代号表面粗糙度代号表面粗糙度符号表面粗糙度符号表面粗糙度参数表面粗糙度参数其它有关规定其它有关规定表面粗糙度符号画法表面粗糙度符号画法6060H2H1h/10，11.4，为图中线宽，为图中字高为图中线宽，为图中字高表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度在图样上的标注第20页，此课件共34页哦基本符号基本符号:6060H H2 2HH1 1H11.4hh字高字高数字与字母高度数字与字母高度符号的线宽符号的线宽高度高度H1高度高度H22.50.253.57.53.53.50.35
16、0.355 510.510.55 50.50.57 7151570.710211011430（最小值）（最小值）第21页，此课件共34页哦表表 面面 粗粗 糙糙 度度 符符 号号用任何方法获得的表面用任何方法获得的表面（单独使用无意义）（单独使用无意义）用用去除材料去除材料的方法获得的表面的方法获得的表面用用不去除材料不去除材料的方法获得的表面的方法获得的表面横线上用于标注有关参数和说明横线上用于标注有关参数和说明符符 号号意意 义义 及及 说说 明明表示所有表面具有相同的表面粗糙度表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求要求第22页，此课件共34页哦说明：表面粗糙度参数说明：表面粗糙度参数1）表
17、面粗糙度参数的单位是）表面粗糙度参数的单位是 m。2）注写注写Ra时，只写数值时，只写数值;注写注写Rz时，应同时注出时，应同时注出Rz和数值。和数值。例如：例如：3.2用任何方法获得的表面粗糙度用任何方法获得的表面粗糙度,Ra的上限值为的上限值为3.2 m。3）只注）只注一个值一个值时，表示为时，表示为上限值上限值；注两个值时，表示为上限值和下；注两个值时，表示为上限值和下限值。限值。3.21.6用去除材料方法获得的表面粗糙度用去除材料方法获得的表面粗糙度,Ra的上限值为的上限值为3.2 m，下限下限值为值为1.6 m。Rz3.2用任何方法获得的表面粗糙度用任何方法获得的表面粗糙度,Rz的上
18、限值为的上限值为3.2 m。第23页，此课件共34页哦na-注写表面注写表面结构的单一要求结构的单一要求;na和和b(同时存在同时存在)a注写注写第一表面结第一表面结构要求构要求,b注写注写第二表面结构要求第二表面结构要求;nc-注写加工方法注写加工方法,车、铣、镀车、铣、镀等等;nd-注写表面纹理方向注写表面纹理方向,如如“=”、“”、“M”等等ne-注写注写加工余量（加工余量（mm）。在在完完整整符符号号中中，对对表表面面结结构构的的单单一一要要求求和和补补充充要要求求应应注注写写在在图图中中所所示示的的指指定位置。定位置。Rzmax 0.4Ra 25Ra 6.3铣铣Ra 3.2Rz 0.
19、4第24页，此课件共34页哦第25页，此课件共34页哦表面粗糙度标注示例表面粗糙度标注示例用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表面,Ra的的上限上限值为值为3.2 m，加，加工方法为工方法为铣削铣削。铣铣Ra 3.2Rz 0.4Rzmax 0.4Ra 25Ra 6.3采用不去除材料的方法获得的表面采用不去除材料的方法获得的表面,Rz的上限值为的上限值为0.4 m。用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表面,Rz的最大值为的最大值为0.4 m。用去除材料的方法获得的表面用去除材料的方法获得的表面,Ra的上限值为的上限值为25 m，Ra的下限值为的下限值为6.3 m。第26页
20、，此课件共34页哦第27页，此课件共34页哦第28页，此课件共34页哦3.23.23.23.23.23.23.23.23.23.2303.23.230二、表面粗糙度在图样上的注法二、表面粗糙度在图样上的注法表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。符号的尖端必须从材料符号的尖端必须从材料外指向表面。外指向表面。第29页，此课件共34页哦标注在轮廓线上或指引线上标注在轮廓线上或指引线上图图a）表面结构要求在轮廓线上的标注表面结构要求在轮廓线上的标注 表面结构要求可标注在表面结构要求可标注在轮廓线上轮廓线上,如图如图a）所示。必要时）所示。必要时,表面结构也表面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注可用带箭头或黑点的指引线引出标注,如图如图b）所示。）所示。第30页，此课件共34页哦标注在轮廓线上或指引线上标注在轮廓线上或指引线上 图图b）用指引线引出标注表面结构要求用指引线引出标注表面结构要求 第31页，此课件共34页哦第32页，此课件共34页哦第33页，此课件共34页哦第34页，此课件共34页哦