第5章表面粗糙度与检测.ppt

1、机械精度机械精度设计尺寸精度尺寸精度几何精度几何精度（形状、方向、位置形状、方向、位置和和跳跳动公差公差）表面粗糙度表面粗糙度第5章 表面粗糙度与检测 第一节第一节 概述概述 一、表面粗糙度轮廓的界定一、表面粗糙度轮廓的界定完完工工零零件件实实际表面轮廓际表面轮廓 表面轮廓表面轮廓 表面轮廓表面轮廓：平面与实际表面相交所得的轮廓线。：平面与实际表面相交所得的轮廓线。表面粗糙度轮廓波纹度轮廓实际表面轮廓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形状误差一般按一般按S分：分：S1mm 为表面粗糙度表面粗糙度；1S10mm为 波波纹度度；S10mm为 形状形状误差差.。表面粗糙

2、度的表面粗糙度的产生：生：(3)(3)以及机床等工装系统的以及机床等工装系统的振动振动等。等。(2)(2)切削过程中切屑分离时的切削过程中切屑分离时的塑性变形塑性变形；(1)(1)切削后遗留的切削后遗留的刀痕刀痕；表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和间距（S）状况。间距距S高低高低Z表面表面实际轮廓廓S1mm短波通短波通滤波器波器滤波后波后：一般按一般按间距距S分：分：1S10mm带通通滤波器波器滤波后波后：S10mm长波通波通滤波器波器滤波后波后：（1 1）影响零件的）影响零件的耐磨性耐磨性；（2 2）影响）影响配合性质的稳定性配合性质的稳定性；（3 3）影响）影响抗疲劳强

3、度抗疲劳强度；（4 4）影响）影响抗腐蚀性抗腐蚀性；表面不是越光越好。表面不是越光越好。二二.表面粗糙度表面粗糙度对机械零件使用性能的影响机械零件使用性能的影响 第二节 表面粗糙度轮廓的评定1取样长度取样长度lr 取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，至少包含一段基准线长度，至少包含5个微峰和个微峰和5个微谷。个微谷。中线lnlrlrlrlrlr取样长度和评定长度一、一、取样长度和评定长度取样长度和评定长度2评定长度评定长度ln 取标准评定长度ln5lr。若被测表面比较均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选ln5lr。在lr内，使轮廓上

4、各点至该线的距离Zi平方和为最小。1.轮廓最小二乘中线最小二乘中线最小二乘中线ziXZ(x)xlr最小二最小二乘中线乘中线二、二、表面粗糙度轮廓的中线表面粗糙度轮廓的中线2.轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线在在 lr r 内，内，XZ(x)lrF1FiF2S1S2Sj算术平均算术平均中线中线算术平均中线算术平均中线12三、三、评定参数定参数 1.幅度参数幅度参数（1）轮廓的算廓的算术平均偏差平均偏差Ra 在取在取样长度度lr内，内，纵坐坐标值Z(x)的的绝对值的算的算术平平均均值。ZiZ(x)xlrRa算算术平平均偏差均偏差Ra（2）轮廓的最大高度廓的最大高度Rz在取在取样长度度lr内内Z(x

5、)xlrRz最大高度最大高度Rz中中线2.2.间距参数间距参数 轮廓廓单元元的的平平均均宽度度 RSm:在在取取样长度度lr 内内，轮廓廓单元元宽度度Xsi的平均的平均值。轮廓廓单元元:一个一个轮廓廓峰峰和相和相邻轮廓廓谷谷的的组合。合。轮廓廓单元元宽度度Xsi:中中线与一个与一个轮廓廓单元相元相交交线段的段的长度。度。4 4.形状参数形状参数 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(Rmr(c c)：在给定的在给定的水平位置水平位置c c上，上，轮廓的实体材料长度轮廓的实体材料长度Ml(Ml(c c)与评定长度与评定长度ln ln的比率。的比率。轮廓的支承廓的支承长度率度率支撑支撑长度率曲度

6、率曲线Rmr(c)Rmr(c)的大小反映了轮廓表面峰谷的形状，同样的大小反映了轮廓表面峰谷的形状，同样水平位置下水平位置下Rmr(c)Rmr(c)值愈大，表面实体材料愈长，值愈大，表面实体材料愈长，接触刚度和耐磨性愈好接触刚度和耐磨性愈好。表面粗表面粗糙度评糙度评定参数定参数基本参数基本参数 2 个个 附加参数附加参数(辅助参数助参数)2 个个Ra 轮廓算廓算术平均偏差平均偏差Rz 轮廓最大高度廓最大高度RSm 轮廓廓单元平均元平均宽度度 Rmr(c)轮廓支承廓支承长度率度率四、评定参数的数值规定四、评定参数的数值规定表面粗糙度的参数值已由国家标准GB/T10312009规定，设计时从参数值系

7、列中选取。Ra、Rz和RSm的规范数值分主系列和补充系列，其主系列分别列于表5-1、表5-2和表5-3。轮廓支撑长度率值列于表5-4。表5-1 Ra的数值0.0120.0500.200.803.212.5500.0250.1000.401.606.325100表5-2 Rz的数值0.0250.201.6012.51008000.0500.403.22520016000.1000.806.350400表5-3 RSm的数值（um）0.0060.0250.1000.401.606.30.01250.0500.200.803.212.5表5-4 Rmr(c)(%)的数值101520253040506

8、0708090表5-5 lr和ln的数值 (摘自GB/T 10312009)Ra（m）Rz（m）Lr（mm）ln=5lr（mm）0.0080.020.020.100.102.02.010.010.080.00.0250.100.100.500.5010.010.050.050.03200.080.250.82.58.00.41.254.012.540.0符 号意 义 及 说 明基本符号，表示表面可用任何工艺获得。仅用于简化代号标注，没有补充说明时不能单独使用。表示表面是用去除材料的方法获得。如通过机械加工获得的表面。如果单独使用仅表示所标注表面“被加工并去除材料”。表示表面是用不去除材料的方法

9、获得。也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管这种状况是通过去除料或不去除材料形成的。表5-6表面粗糙度符号（GB/T 1312006）第三节 表面粗糙度的标注符 号意 义 及 说 明完整图形符号，在上述三个符号的长边上均加一横线，用于标注补充信息，如评定参数和数值、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。在上述三个符号上均可加一小圆，表示对投影视图上封闭的轮廓线所表示的各表面具有相同的表面粗糙度要求。粗糙度粗糙度代号注法代号注法a 第一个表面粗糙度（第一个表面粗糙度（单一）要求（一）要求（m）；b 第二个表面粗糙度要求（第二个表面粗糙度要求（m）；）；c 加工方法（加工方法（车，铣）

10、；）；d 表面表面纹理和理和纹理方向；理方向；e 加工余量（加工余量（mm）。）。表面粗糙度表面粗糙度代号代号及其注法及其注法表面粗糙度表面粗糙度代号及其代号及其注法注法(1)位置位置a处注写表面粗糙度的注写表面粗糙度的单一要求一要求，该要求不能省略要求不能省略。上限或下限的上限或下限的标注：注：表示双向极限表示双向极限时应标注上限符号注上限符号“U”和下限符号和下限符号“L”。如果同一参数具有双向极限要求，在不如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧引起歧义时，可省略，可省略“U”和和“L”的的标注。注。传输带和取样长度的标注：传输带和取样长度的标注：传输带是指两个滤波器的截止波长值之间的波

11、长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr。表面粗糙度表面粗糙度代号及其代号及其注法注法参数代号的参数代号的标注：注：它它们之之间用用“/”隔开。隔开。表面粗糙度表面粗糙度代号及其代号及其注法注法评定长度的标注：如果默认的评定长度时，可省略标注。如果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。表面粗糙度表面粗糙度代号及其代号及其注法注法极限极限值判断判断规则：极限极限值判断判断规则的的标注如注如图中所示中所示上限上限为“16规则”，下限，下限为“最大最大规则”。极限极限值标注注：在参数极限：在参数极限值之前插入一个空格。之前插入一个空格。表面粗糙度表面粗糙度代号及其代号及其注法注法极限值判断规

12、则1）“16%规则”在同一评定长度下的表面粗糙度参数的全部实测值中，超过极限值的个数小于总数的16。2）“最大规则”要求表面粗糙度参数的所有实测值不得超过规定的极限值。“16%规则”是表面粗糙度是表面粗糙度标注的默注的默认规则。而如果。而如果“最大最大规则”应用于表面粗糙度要求，用于表面粗糙度要求，则参数符号参数符号后面增加一个后面增加一个“max”表面粗糙度幅度参数的代号及意义表面粗糙度幅度参数的代号及意义代代 号号意意 义代代 号号意意 义用任何方法用任何方法获得的得的表面粗糙度，表面粗糙度，RaRa的的上上限限值为3.23.2 m m，传输带、评定定长度度及及评定定规则按默按默认。用去除

13、材料方法获得用去除材料方法获得的表面粗糙度，的表面粗糙度，RaRa的的上限值为上限值为3.23.2 m m，传，传输带、评定长度按默输带、评定长度按默认，认，“最大规则最大规则”；RaRa的的下限值为下限值为1.61.6 m m，传输带、评定长度传输带、评定长度及评定规则按默认。及评定规则按默认。用去除材料方法用去除材料方法获得的表面粗糙度，得的表面粗糙度，RaRa的上限的上限值为3.23.2 m m，RaRa的下限的下限值为1.61.6 m m，传输带、评定定长度及度及评定定规则按默按默认。表面粗糙度幅度参数的代号及意义代代 号号意意 义代代 号号意意 义用去除材料方法用去除材料方法获得，得

14、，RzRz的上限的上限值为3.23.2 m m，RzRz的的下限下限值为1.61.6 m m。传输带、评定定长度及度及评定定规则按按默默认。用去除材料方法用去除材料方法获得，获得，RaRa的上限的上限值为值为0.40.4 m m，RzRz的的上限值为上限值为1.61.6 m m。传输带、评定长传输带、评定长度及评定规则按度及评定规则按默认。默认。用去除材料方法用去除材料方法获得，得，RaRa的上限的上限值为3.23.2 m m。传输带0.008-0.8mm0.008-0.8mm，评定定长度及度及评定定规则按默按默认。用去除材料方法用去除材料方法获得，得，RaRa的上限的上限值为3.23.2 m

15、 m，取取样长度度0.8mm0.8mm，评定定长度包含个取度包含个取样长度，度，评定定规则按默按默认。纹理方向纹理方向表面粗糙度在图样上的标注方法表面粗糙度在图样上的标注方法在同一图样上，表面粗糙度要求尽量与其他技术要求（如尺寸精度和形状方向位置精度）标注在同一视图上。一个表面一般只标注一次。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。标注方向注方向与尺寸相与尺寸相同同指引指引线上上标注注一般注在可见轮廓线或其延长线、尺寸线、尺寸界线，也可以引出标注。表面粗糙度要求在表面粗糙度要求在图样上的上的标注方法注方法标注在几注在几何公差框何公差框格上方格上方标注在延注在延长线上上表面粗糙度要

16、求在表面粗糙度要求在图样上的上的标注方法注方法其余要求其余要求标注在注在标题栏附近附近（给出基本符号出基本符号）简化注法多数表面有相同粗糙度要求时的简化标注 其余所有表面粗糙度其余所有表面粗糙度Ra值均均为3.2m简化注法图纸空间有限时的简化注法 41表面粗糙度要求在表面粗糙度要求在图样上的上的标注方法注方法全部要求全部要求标注在注在标题栏附近附近作业1将下列表面粗糙度的要求标注在图上。（1）用去除材料方法获得表面a和b，要求Ra上限值为1.6m。（2）用任何方法加工表面d1和d2圆柱面，要求Rz上限值为6.3m，下限值为3.2m。（3）用去除材料方法加工其余表面，要求Ra上限值为12.5m。评定参评定参数选用数选用幅度参数幅度参数R Ra a、R Rz z有特殊要求选用附加参数有特殊要求选用附加参数RSm RSm，Rmr Rmr(c c)R Ra a值在值在0.0250.025 6.36.3 m m时：时：优先优先选选R Ra aR Ra a值值在在6.36.3 100100 m m或或0.0080.008 0.0200.020 m m 时：时：选选R Rz z 5.4 表面粗糙度参