第五章 表面粗糙度3.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章表面粗糙度,基本内容：,掌握表面粗糙度的基本概念，,表面粗糙度的评定、选用、标注及测量。,重点、难点：,表面粗糙度的评定、选用及标注。,操作技能,：表面粗糙度的测量。,一、基本概述,表面粗糙度是指加工表面上所具有的,较小间距,和,微小峰谷,所组成的,微观几何,形状特性。这种微观几何形状的尺寸特征，一般是在零件的加工过程中，由于,机床,刀具,工件,系统的振动等原因引起的。,机械零件表面精度所研究和描述的对象是零件的,表面形貌,特性。,（1）表面粗糙度：,是零件表面所具有的,较小间距,和,微小峰谷不平程度,。波距,小于1,mm,。,属于,微观几何形状误差,。,（2）,表面波纹度：,波距在,110,mm,的属于,表面波度,。,（3）形状误差：,波距,大于10,mm,的属于形状误差,1）影响零件的耐磨性：,表面越粗糙，配合表面的有效接触,面积,减小，压强增大，磨损就越快。,2）影响配合性质的稳定性：,对间隙配合：,表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中,间隙逐渐增大,;,对过盈配合:,由于装配时将微观凸峰挤平,减小了实际有效过盈,降低了联接强度,.,表面粗糙度,的大小，,对零件使用性能,有很大,影响,3)影响零件的疲劳强度:,粗糙的零件表面,存在较大的波谷,它们像,尖角缺口和裂纹,一样,对,应力集中越敏感,从而影响零件的疲劳强度.,4)影响零件的抗腐蚀性:,零件表面越粗糙，则积累在零件表面上的,腐蚀性气体、液体也越多,，且通过微观凹谷向零件,内层渗透,，使腐蚀加剧。,5)影响零件的密封性:,粗糙的表面之间无法严密地贴合,气体或液体通过,接触面间,的,缝隙渗漏,.,此处,表面粗糙度对零件的,外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能,和,胶合强度,等也有着不同程度的影响。,*,为保证机械零件的使用性能，在对零件进行几何,精度设计时,，必须合理地,提出表面粗糙度的要求,。,二、表面粗糙度的基本术语,为了评定表面粗糙度的数值大小及其量值统一，需要确定,取样长度,，,评定长度和基准线。,实际轮廓是平面与实际表面垂直相交所得的轮廓线（,如下图所示,）。,按照所取截面方向的不同，又可分为,横向实际轮廓和纵向实际轮廓,。在评定或测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常是指,横向,实际轮廓，即与,加工纹理方向垂直,的截面上的轮廓,（一）取样长度,是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段,基准线长度，,它至少包含,5个以上轮廓峰和谷,。,如图所示，,取样长度,的方向与轮廓走向一致。,目的,：,在于限制和减弱其他几何形状误差，特别是表面波纹度对测量结果的影响。,表面越粗糙，取样长度越大，因为表面越粗糙，波距也越大，较大的取样长度才能反映一定数量的微量高低不平的痕迹。,（二）评定长度,规定在评定时所必需的,一段表面长度,。,评定长度包括,一个或几个取样长度,(5,个,),，由于零件表面各部分的表面粗糙不一定很均匀，在一,个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征,，故需在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度。,（三）评定表在粗糙度的,基准线：,评定表面粗糙度,参数值大小,的一条参考线。,基准线,有下列两种,1）,轮廓最小二乘中线（,m）,：,指在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至该线的,距离平方和为最小,2）,轮廓算术平均中线(,m)：,指在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使,上下两部分面积相等的直线,轮廓算术平均中线往往不是唯一的，在一簇算术平均中线只有一条与最小二乘中线重合。在实际评定和测量表面粗糙度时，使用图解法时可用,算术平均中线代替,最小二乘中线.,三、表面粗糙度评定参数及其数值,为了满足对零件表面不同的功能要求，,国家标准,GB3505-83,和,GB/T1031-95,中规定了,6个,评定参数，,其中有关,高度,特性的参数,3个,，,间距,特性的参数有,2个,，,形状,特性参数有,1个,，其中高度参数是主要的。,（,1,）高度特性参数,1,）轮廓算术平均偏差,在,取样,长度,l,内，被测实际轮廓上,各点至轮廓中线距离绝对值的平均值。,即：,或,R,a,能客观反映表面微观几何形状,高度,方面的特性，但因受计量器具功能的限制，不用作过于粗糙或太光滑的表面的评定参数。（,通常采用电动轮廓仪测量,）,2）,微观不平度十点平均高度,Rz,在取样长度内被测表面上,个最大的轮廓峰,高,y,pi,平均值与5个最大轮廓谷深,y,vi,平均值之和,。,即：,R,z,只能反映轮廓的,峰高,，不能反映,峰顶的尖锐,或,平钝的几何特性,，同时若取点不同，则所得,Rz,值不同，因此受测量者的主观影响较大。（,采用双管显微镜或干涉显微镜测量,）,2）,轮廓最大高度,R,y,在取样长度内，轮廓的,峰顶线和轮廓的谷底线,之间的,距离,（,如图所示，,峰顶线和谷底线平行于,中线且分别通过轮廓最高点和最低点）,即：,R,y,值是微观不平度十点中最高点和最低点至中线的垂直距离之和，因此它不如,R,z,值反映的几何特性,准确,，它对某些表面上,不允许出现较深的加工痕迹,和小零件的表面质量有实用意义。,（,2,）间距特征参数,1）,轮廓微观不平度的平均间距,S,m,是指含有一个轮廓峰,(,与中线有交点的峰,),和相邻,(,与中线有交点的峰,),的一段,中线长度,S,m,。,在取样长度内轮廓微观不平度的间距的,平均值,即：,2）,轮廓单峰平均间距,S,：,在取样长度内轮廓的,单峰间距,的平均值,即：,单峰间距是指两,相邻单峰的最高点,间沿中线方向上的距离。,解释：,A,轮廓单峰、轮廓单谷分别是指两相邻轮廓最低、最高之间的轮廓部分；,B,轮廓峰是指在取样长度内，连接轮廓与中线两相邻交点向外（从材料到周围介质）的轮,廓,部分；,C,所谓轮廓谷是指在取样长度内，连接轮廓两相邻交点向内（从周围介质到材料）的轮廓部分,.,（,3,）形状特性参数,轮廓支承长度率,t,p,：,在取样长度内轮廓,支承长度,与取样长度,之比，用,t,p,表示。,即：,支承长度,是指在取样长度内，一平行于中线且与轮廓峰,顶线相距为,C,的线,与轮廓峰相截所得到的各段,截线长度,b,i,之和,，称为轮廓支承长度,。,（,如图,6.3.9,所示,）,即：,评定参数的选择：,如无特殊要求，,一般仅选用高度参数。,推荐优先选用,R,a,值，因为,R,a,能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：,当表面过于粗糙（,R,a,6.3,m,）,或过于光滑（,R,a,0.025,m,）时，,可选用,R,z,，,因为此范围便于选择用于测量,R,z,的,仪器,测量。,当零件材料,较软,时，因为,R,a,一般采用触针测量。,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,R,y,值,。,表面粗糙度（评定参数）的选择,表面粗糙度（参数值）的选择,表面粗糙度参数值的选择原则是：,在满足零件,表面功能,要求的前提下，尽量选取,较大,的参数值。,一般原则：,同一零件上，,工作表面,比非工作表面粗糙度值小；,摩擦,表面比非摩擦表面要小；,受循环载荷的表面要小；,配合,要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；,同一精度，,小尺寸,比大尺寸、,轴,比孔的表面粗糙度值要小。,常用表面粗糙度值与所适应的零件表面见,P112,表5-6、5-7。,参数值的选用方法,可用类比法来确定。一般,尺寸公差,、表面,形状,公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。,一般情况下，它们之间有一定的,对应,关系，设,形状公差为,T，,尺寸公差为,IT，,它们之间的关系可参照以下对应关系：,若,T0.6 IT，,则,R,a,0.05 IT；,R,z,0.2 IT,T0.4 IT，,则,R,a,0.025 IT；,R,z,0.1 IT,T0.25 IT，,则,R,a,0.012 IT；,R,z,0.05 IT,T0.25 IT，,则,R,a,0.15 T；,R,z,0.6 T,表面粗糙度的符号,在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：,a,为基本符号，表示表面可以用,任何方法,获得,b,表示表面是用,去除材料,的方法获得的；,c,表示表面是用,不去除材料,的方法获得的。,a b c,表面粗糙度的代号,a,1,、a,2,处为粗糙度,高度参数,的允许值（,m）；,b,处标注,加工方法、镀涂或其它表面处理,；,c,处标出,取样长度,（,mm）；,d,标出,加工纹理方向,符号；,e,处标出,加工余量,（,mm）；,f,处标出,间距参数值,（,mm）,或,轮廓支承长度率。,表面粗糙度的标注,标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的,延长线上,，符号的,尖端必须从材料外指向被注表面,。,高度参数：当选用,R,a,时，只需在代号中标出其参数值，“,R,a,”,本身可以省略；,当选用,R,z,或,R,y,时，,参数和参数值都应标出,；,当允许实测值中，超过规定值的,个数少于总数,的,16%,时，应在图中标注上限值和下限值，,当所有实测值,不允许超过规定值,时，应在图样上标注最大值或最小值。,取样长度：如按国标选用，则可省略标注；,表面加工纹理方向：指表面,微观结构的主要方向,，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。常见加工纹理方向符号见,P116,表5-10。,标注举例,表面粗糙度在图样上标注实例1,表面粗糙度在图样上标注实例2,表面粗糙度在图样上标注实例3,表面粗糙度在图样上标注实例4,表面粗糙度在图样上标注实例5,第三节表面粗糙度的测量,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，评定表面粗糙度值,较大,的工件。,光切法：,利用光切原理，用双管显微镜测量,。,常用于测量,R,z,为,0.560,m。,干涉法：,利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量,R,z,和,R,y,值。,印模法：,利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于,笨重零件及内表面,。,