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1、 第五章 表面粗糙度轮廓及其检测1 表面粗糙度轮廓的基本概念表面粗糙度轮廓的基本概念2 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定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4 表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上的表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上的标注标注 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 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（波形起伏间距）（波形起伏间距）来划分：来划分：n波距波距1mm 属于属于表面
2、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 2 表面粗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 评定长度可包括评定长度可包括一个或连续的一个或连续的几个取样长度。标准的几个取样长度。标准的ln=5 lr。图图5-33.传输带传
3、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）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。二、表面粗糙度轮廓的中线二、表面粗
4、糙度轮廓的中线 为了定量地评定表面粗糙度轮廓，首先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上各点至该线的距离的平方之和为最小距离的平方之和为最小。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
5、个轮廓划分为上、下两部分，使上部分各个峰面积峰面积之和之和等于下部分各个等于下部分各个谷面积谷面积之和之和。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）（幅度参数）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中线的纵坐标值的绝对值纵坐标值的绝对值的的算术平均值算术平均值，即，即 2.2.轮廓最大高度轮廓最大高度RzRz （幅度参数）（幅度参数）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的距离中，最大轮廓峰高中线的距离中，最大轮廓峰高
6、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 RzRz =RpRp +RvRv 3.轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度（间距参数）（间距参数）RSm 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元轮廓单元，在，在一个取样长度一个取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的宽度（轮廓的宽度的宽度（轮廓的宽度Xsi）的平均值）的平均值RSm，即即 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
7、评定参数，属于附加评定参数，只能与只能与Ra或或Rz同同时时选用，选用，不能独立采用。不能独立采用。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，必须标注标注幅度参数符号及允许值幅度参数符号及允许值。同时还应标注同时还应标注:传输带传输带(若采用默认值，则不标注）若采用默认值，则不标注）、取样长度、取样长度、评定长度的数值评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不标注）、（若默认采用标准化值，则不标注）、极限值判断规则极限值判断规则（若
8、默认采用（若默认采用16%规则，则不标注）。规则，则不标注）。必要时可以标注补充要求，如必要时可以标注补充要求，如表面加工纹理及方向表面加工纹理及方向、加工余量加工余量、附加的附加的RSm等。等。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 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，足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大
9、的参数值尽量选取较大的参数值。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，求，通常只给出幅度参数符号（通常只给出幅度参数符号（Ra或或Rz）及极限值）及极限值，而，而其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。表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用 各种各种Ra值下的表面状况、加工方法和应用值下的表面状况、加工方法和应用 100 12.5 Ra（m）6.3 1.60 0.80 0.20 0.10 0.012 表面状况表面状况 可见刀纹可见刀纹 可见加工痕迹可见加工痕迹 看不见加工痕迹看不见加工痕迹 光泽面光泽面 加工方法加工方法
10、粗车、粗铣、钻孔、粗车、粗铣、钻孔、粗刨等粗刨等 精车、精铣、粗磨、精车、精铣、粗磨、粗铰等粗铰等 精磨、精铰、精磨、精铰、精拉等精拉等 研磨、抛光、超级研磨、抛光、超级加工等加工等 应应 用用 不接触表面。如倒角、退刀槽表面等不接触表面。如倒角、退刀槽表面等 静止的接触面或零件相对运动速度低静止的接触面或零件相对运动速度低的接触面。如凸台、沉孔的加工面、键的接触面。如凸台、沉孔的加工面、键和键槽的表面等和键槽的表面等 要求密合很好的接触面或相对运动速度要求密合很好的接触面或相对运动速度较高的接触面。如轴和孔的配合面、定位较高的接触面。如轴和孔的配合面、定位销和销孔的表面、阀和阀座的接触面等销
11、和销孔的表面、阀和阀座的接触面等 精密量具的工作面等精密量具的工作面等 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、表面粗糙度轮廓的图形符号一、表面粗糙度轮廓的图形符号 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。（c）图为用于去除材料的）图为用于去除材料的完整完整图形符号，如图形符号，如车、车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等气割等。（d）
12、图为用于不去除材料的）图为用于不去除材料的完整完整图形符号，如图形符号，如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。（a）图为）图为基本基本图形符号。图形符号。（b）图为用于任何工艺的）图为用于任何工艺的完整完整图形符号。图形符号。（a）（b）（c）（d）上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表上述三个符号上均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求面具有相同的表面粗糙度要求 示例：示例：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表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形
13、符号上的标注位置形符号上的标注位置在在完整图形符号的周围完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极限值标注评定参数的符号及极限值和其他技术要求。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各项技术要求应分别标注在该符号周围的指定位置指定位置上。上。位置位置a：下列符号和数值排成一行（共下列符号和数值排成一行（共6个参数）个参数）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）上、下限值符号、传输带数值上、下限值符号、传输带数值/幅度参数符号幅度参数符号（空格）（空格）评定评定长
14、度值、极限值判断规则长度值、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)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）标注极限值中的一个数值且默认为上限值默认为上限值 （2）同时标注上、下限值（图）同时标注上、下限值（图5-11）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-
15、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。注：注：16%规则：当标注上限值或上限值与下限值时，规则：当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有允许实测值中有16%的测值超差的测值超差，该表面合格。，该表面合格。最大规则：最大规则：不允许任何实测值超差不允许任何实测值超差。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
16、5.需要指定评定长度时标注需要指定评定长度时标注在在幅度参数符号的后面幅度参数符号的后面注写取样长度的个数（图注写取样长度的个数（图5-15a、b）。）。图图5-16 6.表面纹理的标注表面纹理的标注 7.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。例。8.加工余量的标注加工余量的标注 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 1.一般规定一般规定 粗糙度代号尽可能标注在相应的尺寸及其极粗糙度代号尽可能标注在相应的尺寸及其极限偏差的
17、限偏差的同一视图同一视图上。上。粗糙度代号上的各种符号和数字的注写和读粗糙度代号上的各种符号和数字的注写和读取方向应取方向应与尺寸的注写和读取方向一致与尺寸的注写和读取方向一致。粗糙度代号的尖端必须粗糙度代号的尖端必须从材料外指向并接触从材料外指向并接触零件表面。零件表面。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。图图5-195-19 图图5-205-20 图图5-215-21 图图5-225-22 图图5-235-23 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