第五章表面粗糙度_精品文档PPT格式课件下载.ppt

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B表面粗糙度属于表面宏观性质的形状误差。

C表面粗糙度属于表面波纹度误差。

D经过磨削加工所得表面比车削加工所得表面的表面粗糙度值大。

E介于表面宏观形状误差与微观形状误差之间的是波纹度误差。

AE,表面粗糙度对工件性能的影响有哪些？

表面粗糙度的主要表现,对零件耐磨性的影响,对零件配合性质的影响,对零件接触刚度的影响,表面粗糙度越大，配合面之间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快；

但如果表面粗糙度过小，不仅不利于润滑油的储存，还会加大金属分子间的吸附力，也会加快磨损,表面粗糙度会影响配合性质的稳定性。

对于间隙配合，由于微观峰顶会在工作中迅速磨损，从而会使间隙增大；

对于过盈配合，由于压入装配时微观峰顶会被挤平，从而会使实际过盈量减小,两个零件上相互接触的表面粗糙度越大，其实际接触面积越小，单位面积受力越大，峰顶处的局部塑性变形越严重，接触刚度越低,对零件疲劳强度的影响,对零件耐蚀性的影响,对零件密封性的影响,粗糙的零件表面存在较大的微观凹谷，其对应力集中十分敏感，会降低零件的疲劳强度。

对于承受交变载荷的零件，这种影响尤为显著,粗糙的零件表面，易于在表面微观凹谷处积聚腐蚀性气体和液体，并由此渗入内层，造成表面锈蚀，降低零件的抗腐蚀能力,粗糙表面结合时，两表面只在局部点上接触，无法严密贴合，气体或液体容易通过接触面间的微小缝隙发生渗漏,表面粗糙度值越小，则零件的（）。

A耐磨性好。

B配合精度高。

C抗疲劳强度差D传动灵敏性差。

E加工容易。

AB,5.2表面粗糙度的基本知识,5.2.1基本术语及定义,表面粗糙度的基本术语主要包括表面轮廓、取样长度lr、评定长度ln和基准线m等。

表面轮廓是指一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓，如图5-2所示。

1表面轮廓,图5-2表面轮廓,取样长度lr是指在X轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度。

规定取样长度lr的目的是为了限制和减弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响：

若lr过长，则表面粗糙度的测量值中可能含有表面波度的成分；

若lr过短，则不能客观地反映表面粗糙度的实际情况。

如图5-3所示，取样长度lr应在轮廓总的走向上量取。

在取样长度范围内，一般应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷。

表面越粗糙，取样长度lr应越长。

2取样长度lr,图5-3取样长度和评定长度,取样长度lr的数值应从表5-1给出的数系中选取。

表5-1取样长度lr的数值单位：

mm,评定长度ln是指用于评定被评定轮廓的X轴方向上的长度。

由于零件表面存在不均匀性，为了合理、客观地反映表面质量，评定长度ln一般包含一个或几个取样长度lr。

通常取ln5lr；

若被测表面均匀性较好，可选ln5lr；

若被测表面均匀性较差，可选ln5lr。

在评定长度ln内，根据取样长度lr进行测量，可得到一个或几个测量值，取其平均值作为表面粗糙度数值的可靠值。

3评定长度ln,基准线,轮廓最小二乘中线,轮廓算术平均中线,简称为中线，是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，在取样长度内，轮廓线上各点到该线距离Zi的平方和为最小，如图5-4（a）所示，即：

轮廓算术平均中线是指具有几何轮廓形状，在取样长度内与轮廓走向一致，并划分轮廓为上下两部分，且使上下两部分面积相等的基准线，如图5-4（b）所示，即：

（a）（b）图5-4基准线,在二乘中线符合最小二乘原则，从理论上讲是理想的基准线，但在轮廓图形上确定其位置比较困难；

而算术平均中线与最小二乘中线的差别很小，且可用目测方法确定，故通常用算术平均中线来代替最小二乘中线。

当轮廓不规则时，算术平均中线不止一条，而最小二乘中线只有一条。

4基准线m,基准线m是指评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线。

规定取样长度和评定长度的目的是什么？

规定取样长度的目的是为了限制或减弱表面波度的影响；

规定评定长度的目的是为了合理地反映轮廓的真实情况。

5.2.2表面粗糙度的评定参数及其数值,国家标准GB/T35052009规定的评定表面粗糙度的参数有：

幅度参数,轮廓算术平均偏差Ra,轮廓最大高度Rz,轮廓最大高度Rz是指在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zpmax和最大轮廓谷深Zvmax之和，如图5-5所示，其表达式为：

RzZpmaxZvmax,是指在一个取样长度内，纵坐标Z（x）绝对值的算术平均值，其表达式为：

或近似为：

表5-2轮廓算术平均偏差Ra的数值,图5-5轮廓最大高度,一般情况下，在测量Ra和Rz时，应按表5-4所示选用相应的取样长度lr和评定长度ln（表中ln5lr）。

此时，取样长度值的标注在图样上或技术文件中可省略；

当有特殊要求时，应给出相应的取样长度值，并在图样上或技术文件中注出。

表5-4Ra、Rz与lr、ln的对应关系,表面粗糙度的主要评定参数有哪些？

优先采用哪个评定参数？

表面粗糙度的主要评定参数有：

轮廓算术平均偏差Ra；

轮廓最大高度Rz。

优先选用Ra。

5.3表面粗糙度的选择,5.3.1表面粗糙度评定参数的选择,1轮廓算术平均偏差Ra,由于Ra既能反映加工表面的微观几何形状特征，又能反映微观凸峰高度，且测量效率高，测量时便于进行数据处理，因此，在幅度参数常用的参数值范围内（Ra为0.0256.3m、Rz为0.125m），推荐优先选用Ra值。

2轮廓最大高度Rz,Rz反映轮廓情况虽不如Ra全面、客观，但其概念简单，测量方便，同时也弥补了Ra不能测量极小表面的不足。

因此，在零件加工表面过于粗糙（Ra6.3m）、过于光滑（Ra0.025m），或测量面积很小时，可以选用Rz值。

5.3.2表面粗糙度评定参数值的选择,表面粗糙度评定参数值的选择原则是：

在满足功能要求的前提下，尽量选用较大的参数允许值，以减小加工难度，降低生产成本。

在选择表面粗糙度评定参数值时，应根据国家标准GB/T10312009规定的参数值系列来选择。

实际生产中，可参照一些经过验证的实例，用类比法来确定。

根据类比法初步确定表面粗糙度后，再对比工作条件进行适当调整。

调整时应考虑以下几点。

同一零件上，工作表面的粗糙度值（评定参数值）比非工作表面的粗糙度值小。

摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度值小。

运动速度高、压强大、受交变载荷的零件表面及容易产生应力集中的沟槽、圆角部位等，表面粗糙度值应小些。

配合稳定性要求高的表面，如小间隙配合表面、受重载荷的过盈配合表面，表面粗糙度值应小些。

表面粗糙度应与尺寸和形状公差相协调。

例如，尺寸、形状公差小时，表面粗糙度也要小些；

相同公差等级时，轴的表面粗糙度值应比孔要小些。

密封性、抗腐蚀性要求高的表面或外形要求美观的表面，表面粗糙度值要小些。

凡有关标准已对表面粗糙度作出具体规定的，应按该标准的要求选择。

常用表面粗糙度的参数值及其加工方法和应用举例参见课本表5-7和表5-8。

课堂练习题,判断下列各对配合使用性能相同时，哪一个表面粗糙度的要求高？

说明理由。

1）50H7/f6与50H7/h6。

2）20h7与80h7。

3）20H7/e6与20H7/r6。

4）30g6与30G6。

解：

1）50H7/h6要求高些，因为它是小间隙配合，对表面粗糙度比大间隙配合的50H7/f6更敏感。

2）20h7要求高些，因为80h7尺寸较大，加工更困难，因此应放松要求。

3）20H7/r6要求高些，因为是过盈配合，为了连接可靠、安全、应减小粗糙度，以避免装配时将微观不平的峰、谷挤平面减小实际过盈量。

4）30g6要求高些，因为精度相同时，孔比轴难加工。

5.4表面粗糙度的标注,5.4.1表面结构的符号,表5-9表面结构符号,在表面结构符号的基础上，注上其他有关表面特征的符号及数值，即组成了表面结构的代号。

一般情况下，在表面结构代号中，只注出表面结构评定参数代号及其允许值即可。

但为了明确表面结构要求，必要时应注出补充要求。

补充要求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。

在完整符号中，对表面结构的单一要求和补充要求应标注在图5-9所示指定位置上。

5.4.2表面结构的代号,图5-9补充要求的标注位置,表面结构代号的示例及含义如表5-11所示。

表5-11表面结构代号的示例及含义,评定参数规定值的判断规则,16%规则,最大规则,运用最大规则时，被测整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的最大值，此时，应在参数代号后注写“max”,运用16%规则时，当被测表面测得的全部参数值中，超过规定值的个数不多于总个数的16%时，该表面是合格的。

此时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上、下极限值。

当参数代号后未注写“max”时，均默认为应用16%规则,表面结构要求对每一个表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。

国标规定，表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。

表面结构要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。

必要时，表面结构符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注，如图5-10和5-11所示。

5.4.3表面结构在图样和其他技术产品文件中的注法,1表面结构符号、代号的标注位置与方向,图5-10表面结构要求在轮廓线上的标注图5-11用指引线引出标注表面结构要求,在不致引起误解的情况下，表面结构要求可以标注在给定的尺寸线上，如图5-12（a）所示；

也可标注在几何公差框格的上方，如图5-12（b）和图5-12（c）所示。

（a）（b）（c）图5-12表面结构要求标注在尺寸线上或公差框格上,在表面结构要求可以直接标注在延长线上，或用带箭头的指引线从延长线上引出标注，如图5-13所示。

图5-13表面结构要求标注在延长线上,圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次，如果每个棱柱表面都有不同的表面结构要求，则应分别标注，如图5-14所示。

图5-14圆柱和棱柱表面结构要求的标注,2表面结构的简化注法,如果工件的多数（包括全部）表面具有相同的表面结构要求，则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。

此时，表面结构要求的符号后面应有：

在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号，如图5-15（a）所示；

在圆括号内给出不同的表面结构要求，如图5-15（b）所示。

（1）有相同表面结构要求的简化注法,（a）（b）图5-15大多数表面有相同表面结构要求的简化注法,用带字母的完整符号的简化注法可用带字母的完整符号，以等式的形式，在图形或标题栏附近，对有相同表面结构要求的表面进行简化标注，如图5-16所示。

（2）多个表面有共同表面结构要求的简化注法,图5-16用带字母的完整符号的简化注法,图5-17只用表面结构符号的简化注法,只用表面结构符号的简化注法可用表面结构符号，以等式的形式给出