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1、YCF正版可修改PPT（中职）极限配合与测量技术第四章 表面粗糙度电子课件第四章第四章 表面粗糙度表面粗糙度第一节第一节 表面粗糙度概述表面粗糙度概述第二节第二节 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定第三节第三节 表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用第四节第四节 表面粗糙度的符号代号及其注法表面粗糙度的符号代号及其注法第五节第五节 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量第一节第一节 表面粗糙度概述表面粗糙度概述一、基本概念一、基本概念 表面粗糙度是指加工表面上所具有的较小间距和峰谷所表面粗糙度是指加工表面上所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。表面粗糙度是实际表面几何形状组成的微观几何形状特性。表
2、面粗糙度是实际表面几何形状误差的微观特征，而形状误差则是宏观的，介于两者之间的误差的微观特征，而形状误差则是宏观的，介于两者之间的是表面波纹度，如是表面波纹度，如图图4-14-1所示。这三种误差通常以一定的波距所示。这三种误差通常以一定的波距入和波高入和波高h h之比来划分，一般比值大于之比来划分，一般比值大于1 0001 000为形状误差、小为形状误差、小于于4040为表面粗糙度、介于两者之间的为表面波纹度。为表面粗糙度、介于两者之间的为表面波纹度。下一页下一页第一节第一节 表面粗糙度概述表面粗糙度概述二、表面粗糙度的影响二、表面粗糙度的影响表面粗糙度对机械零件的配合性质、耐磨性、工作精度、
3、抗表面粗糙度对机械零件的配合性质、耐磨性、工作精度、抗腐蚀性有着密切关系，影响机械零件的使用性能，影响机器腐蚀性有着密切关系，影响机械零件的使用性能，影响机器的工作可靠性和使用寿命。的工作可靠性和使用寿命。1.1.对摩擦和磨损的影响对摩擦和磨损的影响 零件实际表面越粗糙，摩擦系数就越大，相互运动的两零件实际表面越粗糙，摩擦系数就越大，相互运动的两个表面磨损就越快。个表面磨损就越快。2.2.对配合性质的影响对配合性质的影响 表面粗糙度会影响配合性质的可靠性和稳定性。对间隙表面粗糙度会影响配合性质的可靠性和稳定性。对间隙配合会因表面峰尖在工作过程中很快磨损而使间隙增大，对配合会因表面峰尖在工作过程
4、中很快磨损而使间隙增大，对过盈配合，粗糙表面轮廓的波峰在装配时被挤平，实际有效过盈配合，粗糙表面轮廓的波峰在装配时被挤平，实际有效过盈减小，降低了连接强度。过盈减小，降低了连接强度。下一页下一页上一页上一页第一节第一节 表面粗糙度概述表面粗糙度概述3.3.对疲劳强度的影响对疲劳强度的影响 零件表面粗糙会引起应力集中，尤其在交变应力的作用零件表面粗糙会引起应力集中，尤其在交变应力的作用下，零件疲劳损坏的可能性越大，疲劳强度就会降低。下，零件疲劳损坏的可能性越大，疲劳强度就会降低。4.4.对接触刚性的影响对接触刚性的影响 表面越粗糙，两表面间的实际接触面积就越小，单位面表面越粗糙，两表面间的实际接
5、触面积就越小，单位面积受力就越大，受到外力时极易产生接触变形，接触刚度变积受力就越大，受到外力时极易产生接触变形，接触刚度变低，影响机器的工作精度和抗振性。低，影响机器的工作精度和抗振性。5.5.对耐腐蚀性能的影响对耐腐蚀性能的影响 粗糙的表面易使腐蚀性物质附着于表面的微观凹谷，且粗糙的表面易使腐蚀性物质附着于表面的微观凹谷，且向零件表层渗透，加剧锈蚀。向零件表层渗透，加剧锈蚀。此外，表面粗糙度对零件结合面的密封性能、流体阻力、此外，表面粗糙度对零件结合面的密封性能、流体阻力、外观质量和表面涂层的质量等都有一定的影响。外观质量和表面涂层的质量等都有一定的影响。上一页上一页返返 回回第二节第二节
6、 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定一、基本术语一、基本术语1.1.表面轮廓表面轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓称为表面轮廓。平面与实际表面相交所得的轮廓称为表面轮廓。2.2.取样长度取样长度L L 取样长度是用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线取样长度是用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。长度。3.3.评定长度评定长度L Ln n评定长度评定长度L Ln n是评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。是评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。4.4.评定基准线评定基准线 标准以轮廓最小二乘中线作为评定表面粗糙度的基准线，标准以轮廓最小二乘中线作为评定表面粗糙度的基准线，轮廓最小二乘中线根据实
7、际轮廓用最小二乘法确定。轮廓最小二乘中线根据实际轮廓用最小二乘法确定。下一页下一页第二节第二节 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定二、表面粗糙度的评定参数二、表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的主要评定参数有轮廓的算术平均偏差表面粗糙度的主要评定参数有轮廓的算术平均偏差RaRa和轮廓和轮廓的最大高度的最大高度RzRz。1.1.轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRa2.2.微观不平度十点平均高度微观不平度十点平均高度RzRz3.3.轮廓最大高度轮廓最大高度RyRy上一页上一页返返 回回第三节第三节 表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用一、表面粗糙度的选择一、表面粗糙度的选择 表面粗糙度参数值的选择遵循既
8、满足零件表面功能要求、表面粗糙度参数值的选择遵循既满足零件表面功能要求、又考虑经济性的原则，尽量选用大的参数值，一般用类比法又考虑经济性的原则，尽量选用大的参数值，一般用类比法确定。确定。表表4-24-2给出了表面粗糙度参数值在某一范围内的表面特征及应给出了表面粗糙度参数值在某一范围内的表面特征及应用举例。用举例。二、一般加工方法所能达到的表面粗糙度二、一般加工方法所能达到的表面粗糙度RaRa值值 根据零件的加工方法，在正常加工的情况下一般可以判根据零件的加工方法，在正常加工的情况下一般可以判断出所加工出的表面粗糙度断出所加工出的表面粗糙度RaRa值的大致范围。各类加工方法值的大致范围。各类加
9、工方法对应的表面粗糙度对应的表面粗糙度RaRa值见值见表表4-34-3。下一页下一页第三节第三节 表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用选择表面粗糙度数值时必须谨慎，特别是选择表面粗糙度数值时必须谨慎，特别是RaRa值较小时更应注值较小时更应注意。若取的太小，加工困难，使成本增加意。若取的太小，加工困难，使成本增加;如取得过大，则难如取得过大，则难以满足设计要求，影响产品质量。以满足设计要求，影响产品质量。上一页上一页返返 回回第四节第四节 表面粗糙度的符号代号及其表面粗糙度的符号代号及其注法注法一、表面粗糙度的符号一、表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号及说明见表面粗糙度的符号及说明见表表4-4 4-
10、4。国标规定，有关表面粗糙度的各项规定按功能要求给定，并国标规定，有关表面粗糙度的各项规定按功能要求给定，并注在符号中相应的位置。若仅表示需要加工注在符号中相应的位置。若仅表示需要加工(采用去除材料的采用去除材料的方法或不去除材料的方法方法或不去除材料的方法)，但对表面粗糙度的其他规定没有，但对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许只注表面粗糙度符号。要求时，允许只注表面粗糙度符号。二、表面粗糙度代号二、表面粗糙度代号在表面粗糙度符号的基础上，注出表面粗糙度符号数值及其在表面粗糙度符号的基础上，注出表面粗糙度符号数值及其有关的规定项目后就形成了表面粗糙度代号。表面粗糙度数有关的规定项目后就形成了
11、表面粗糙度代号。表面粗糙度数值及其有关的规定在符号中注写的位置，如值及其有关的规定在符号中注写的位置，如图图4-64-6所示。所示。下一页下一页第四节第四节 表面粗糙度的符号代号及其表面粗糙度的符号代号及其注法注法1.1.表面粗糙度高度参数表面粗糙度高度参数特征参数特征参数RaRa的表面粗糙度代号标注见的表面粗糙度代号标注见表表4-54-5。表面粗糙度高度参数表面粗糙度高度参数Ra,Ry,RzRa,Ry,Rz在代号中用数值标注时，在代号中用数值标注时，除参数代号除参数代号RaRa可省略外其余在参数值前需注出相应的参数代可省略外其余在参数值前需注出相应的参数代号。号。2.2.在图样上的标注方法在
12、图样上的标注方法 (1)(1)表面粗糙度的代表面粗糙度的代符符号一般注在可见轮廓线、尺寸号一般注在可见轮廓线、尺寸界限、引出线或它们的延长线上，也可以注在指引线上，如界限、引出线或它们的延长线上，也可以注在指引线上，如图图4-74-7(a)(a)所示所示;符号的尖端必须从材料外指向表面，且代号符号的尖端必须从材料外指向表面，且代号中数字及符号的方向都必须与尺寸数字方向一致，如中数字及符号的方向都必须与尺寸数字方向一致，如图图4-74-7(b)(b)所示。所示。下一页下一页上一页上一页第四节第四节 表面粗糙度的符号代号及其表面粗糙度的符号代号及其注法注法 (2)(2)当零件表面加工有特殊要求时，
13、采用长边带横线的表面当零件表面加工有特殊要求时，采用长边带横线的表面粗糙度符号，加工方法注写在横线上，带有横线的表面粗糙粗糙度符号，加工方法注写在横线上，带有横线的表面粗糙度符号应按度符号应按图图4-84-8所示的规定标注。所示的规定标注。(3)(3)在同一图样上，同一表面一般只标注一次代在同一图样上，同一表面一般只标注一次代 符符 号，号，并尽可能标注在轮廓线上。当地方狭小或不便于标注时，代并尽可能标注在轮廓线上。当地方狭小或不便于标注时，代 符符 号可以引出标注。号可以引出标注。当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一
14、种代其中使用最多的一种代 符符 号可以统一标注在图样的右上角，号可以统一标注在图样的右上角，并加注并加注“其余其余”两字，如两字，如图图4-7 4-7 (a)(a)所示。所示。(4)(4)当零件上所有表面的表面粗糙度要求相同时，其代当零件上所有表面的表面粗糙度要求相同时，其代 符符 号可在图样的右上角统一标注，如号可在图样的右上角统一标注，如图图4-94-9所示。所示。上一页上一页返返 回回第五节第五节 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量一、目测检查一、目测检查 当工件表面粗糙度比规定的粗糙度明显好或不好时，不当工件表面粗糙度比规定的粗糙度明显好或不好时，不需用精确的方法检验。工件表面存在着明显
15、影响表面功能的需用精确的方法检验。工件表面存在着明显影响表面功能的表面缺陷时，选择目测法检验判定。通常表面缺陷时，选择目测法检验判定。通常Ra1.6 umRa1.6 um时目测。时目测。二、比较法二、比较法 比较法是将被测表面与表面粗糙度样块相比较来判断工比较法是将被测表面与表面粗糙度样块相比较来判断工件表面粗糙度是否合格的检验方法。件表面粗糙度是否合格的检验方法。比较时，可借助于放大镜、比较显微镜等工具，以减少误差，比较时，可借助于放大镜、比较显微镜等工具，以减少误差，提高准确度。比较时，样块与被测表面的加工纹理方向保持提高准确度。比较时，样块与被测表面的加工纹理方向保持一致。一致。Ral.
16、6Ra0.4u mRal.6Ra0.4u m时用放大镜，时用放大镜，Ra0.4umRa0.4um时用比较显微时用比较显微镜。镜。下一页下一页第五节第五节 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量比较法简单易行，适合车间于车间现场测量，常用于中等或比较法简单易行，适合车间于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表面的测量。由于其评定的可靠性在很大程度上取决较粗糙表面的测量。由于其评定的可靠性在很大程度上取决于检验人员的经验，因而主要用于评定表面粗糙度要求不很于检验人员的经验，因而主要用于评定表面粗糙度要求不很严格的表面。严格的表面。三、光切法三、光切法光切法是利用光切法是利用“光切原理光切原理”，借助于双管显
17、微镜来测量表面，借助于双管显微镜来测量表面粗糙度的方法。粗糙度的方法。下一页下一页上一页上一页第五节第五节 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量四、感触法四、感触法感触法感触法(又称针描法或轮廓法又称针描法或轮廓法)测量表面粗糙度值原理测量表面粗糙度值原理:是利用是利用传感器端部的金刚石触针直接在被测表面上轻轻划过，被测传感器端部的金刚石触针直接在被测表面上轻轻划过，被测表面的微观不平度使触针在垂直于表面轮廓方向上产生上、表面的微观不平度使触针在垂直于表面轮廓方向上产生上、下移动。仪器通过传感器，将这种移动转换为电量变化，再下移动。仪器通过传感器，将这种移动转换为电量变化，再经滤波器将表面轮廓上属
18、于形状误差和波度的部分滤去，留经滤波器将表面轮廓上属于形状误差和波度的部分滤去，留下属于表面粗糙度的轮廓曲线信号送入放大器，在记录装置下属于表面粗糙度的轮廓曲线信号送入放大器，在记录装置上得到实际轮廓的放大图，可直接从仪器指示表上得到上得到实际轮廓的放大图，可直接从仪器指示表上得到Ra值值或其他参数值。或其他参数值。五、干涉法五、干涉法干涉法是利用光学干涉原理来测量表面粗糙度的方法，常用干涉法是利用光学干涉原理来测量表面粗糙度的方法，常用的仪器为干涉显微镜，其测量原理如图的仪器为干涉显微镜，其测量原理如图4-13所示。所示。上一页上一页返返 回回图图4-1 零件实际表面的几何误差零件实际表面的
19、几何误差返返 回回表表4-2表面粗糙度的表面特征及应用表面粗糙度的表面特征及应用举例举例下一页下一页表表4-2表面粗糙度的表面特征及应用表面粗糙度的表面特征及应用举例举例返返 回回上一页上一页表表4-3 各类加工方法对应的表面粗各类加工方法对应的表面粗糙度糙度Ra下一页下一页表表4-3 各类加工方法对应的表面粗各类加工方法对应的表面粗糙度糙度Ra返返 回回上一页上一页表表4-4 表面粗糙度符号及意义表面粗糙度符号及意义返返 回回图图4-6 表面粗糙度代号表面粗糙度代号返返 回回表表4-5 表面粗糙度高度参数标注示表面粗糙度高度参数标注示例及意义例及意义返返 回回图图4-7 轰面粗糙磨代号存图样的标轰面粗糙磨代号存图样的标件件返返 回回图图4-8 带横线的表面粗糙度符号标带横线的表面粗糙度符号标注注返返 回回图图4-9 4-9 表面粗糙度代号的统一标注表面粗糙度代号的统一标注返返 回回图图4-13 干涉显微镜干涉显微镜返返 回回