第一节表面粗糙度的评定参数-PPT.pptx

第一节表面粗糙度的评定参数二、表面粗糙度得影响二、表面粗糙度得影响v表面粗糙度对机器零件得使用性能有着重要得影响表面粗糙度对机器零件得使用性能有着重要得影响,主要表主要表现在现在:1 1、对摩擦与磨损得影响、对摩擦与磨损得影响 2 2、对配合性得影响、对配合性得影响 3 3、对接触刚度得影响、对接触刚度得影响 4 4、对疲劳强度得影响、对疲劳强度得影响 5 5、对抗腐蚀性得影响、对抗腐蚀性得影响 6 6、对结合密封性得影响、对结合密封性得影响 v此外表面粗糙度还影响检验零件时得测量不确定度、零件外此外表面粗糙度还影响检验零件时得测量不确定度、零件外形得美观等等。形得美观等等。三、表面形貌测量得特点与范围三、表面形貌测量得特点与范围v特点特点:通常为量程小、测量分辨率高通常为量程小、测量分辨率高(nmnm)、v表面粗糙度测量得范围表面粗糙度测量得范围 现在表面分析技术已远走出机器零件现在表面分析技术已远走出机器零件,如如:微电子工业微电子工业:硅片、磁盘表面、光盘、光学元件、硅片、磁盘表面、光盘、光学元件、窗片窗片 材料科学材料科学:表面形貌分析、材料微裂纹表面形貌分析、材料微裂纹 生物工程生物工程:细胞生物、芯片、遗传学细胞生物、芯片、遗传学 科学研究科学研究:纳米技术、物理、化学、生物等基础纳米技术、物理、化学、生物等基础科学等科学等 441 1 表面粗糙度得评定参数表面粗糙度得评定参数 主要内容主要内容:1 1、主要术语及定义、主要术语及定义 取样长度取样长度L L 评定长度评定长度L L 轮廓中线轮廓中线m m 2 2、6 6个评定参数个评定参数 3 3个基本、个基本、3 3个附加个附加 3 3、一般规定、一般规定重点重点:3 3个基本评定参数个基本评定参数一、主要术语及定义一、主要术语及定义1 1、实际轮廓、实际轮廓:平面与实际表面相交所得得轮廓线。平面与实际表面相交所得得轮廓线。按照相截方向得不同按照相截方向得不同,它又可分为横向实际轮廓与纵向实际它又可分为横向实际轮廓与纵向实际轮廓。在评定或测量表面粗糙度时轮廓。在评定或测量表面粗糙度时,除非特别指明除非特别指明,通常均通常均指横向实际轮廓指横向实际轮廓,即与加工纹理方向垂直得截面上得轮廓。即与加工纹理方向垂直得截面上得轮廓。横向实际轮廓图横向实际轮廓图实际轮廓图实际轮廓图2 2、取样长度、取样长度l:用于判别与测量表面粗糙度时所规定得一段基准用于判别与测量表面粗糙度时所规定得一段基准线长度。线长度。v量取方向量取方向:它在轮廓总得走向上。它在轮廓总得走向上。v目得目得:限制与削弱表面波度对表面粗糙度测量结果得影响。限制与削弱表面波度对表面粗糙度测量结果得影响。(几何滤波几何滤波)v选择原则选择原则:5 5 l p/3p/3v常用得取样长度见表常用得取样长度见表4-14-1。3 3、评定长度、评定长度L L:评定轮廓所必须得一段长度评定轮廓所必须得一段长度,它包括一个或数个取样长度。它包括一个或数个取样长度。v目得目得:为充分合理地反映某一表面得粗糙度特征。为充分合理地反映某一表面得粗糙度特征。(加工表面有着不同程度得不均匀性加工表面有着不同程度得不均匀性)。v选择原则选择原则:一般按五个取样长度来确定。一般按五个取样长度来确定。4 4、轮廓中线、轮廓中线m m:就是评定表面粗糙度数值得基准线。具有几就是评定表面粗糙度数值得基准线。具有几何轮廓形状与被测表面几何形状一致何轮廓形状与被测表面几何形状一致,并将被测轮廓加以并将被测轮廓加以划分得线。类型有划分得线。类型有:v(1 1)最小二乘中线最小二乘中线:使轮廓上各点得轮廓偏转距使轮廓上各点得轮廓偏转距y y(在测量方向上轮廓上在测量方向上轮廓上得点至基准线得距离得点至基准线得距离)得平方与为最小得基准线。得平方与为最小得基准线。v()算术平均中线算术平均中线:在取样长度范围内在取样长度范围内,划分实际轮廓为上、下两部分划分实际轮廓为上、下两部分,且且使上下两部分面积相等得线。使上下两部分面积相等得线。轮廓得算术平均中线轮廓得算术平均中线 二、评定参数及数值二、评定参数及数值:v对评定参数得基本要求对评定参数得基本要求:(1 1)正确、充分反映表面微观几何形状特征正确、充分反映表面微观几何形状特征;(2 2)具有定量得结果具有定量得结果;(3 3)测量方便。测量方便。v国标从水平与高度两方向各规定了三个评定参数国标从水平与高度两方向各规定了三个评定参数:三个基本参三个基本参数数(水平水平),),三个附加得评定参数三个附加得评定参数(高度高度)大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静继续保持安静图图4-3 表面粗糙度得高度参数表面粗糙度得高度参数1 1、轮廓算术平均偏差、轮廓算术平均偏差RaRa 在取样长度在取样长度L L内内,轮廓偏转距绝对值得算术平均值。轮廓偏转距绝对值得算术平均值。用公式表示为用公式表示为:=2 2、微观不平度十点高度、微观不平度十点高度 v在取样长度内五个最大得轮廓峰高得平均值与五个最大得轮在取样长度内五个最大得轮廓峰高得平均值与五个最大得轮廓谷深得平均值之与廓谷深得平均值之与,如图如图4-34-3所示。用公式表示为所示。用公式表示为:v在取样长度内在取样长度内,也可从平行于轮廓中线也可从平行于轮廓中线m m得任意一根线算起得任意一根线算起,计算被测轮廓得五个最高点计算被测轮廓得五个最高点(峰峰)到五个最低点到五个最低点(谷谷)之间得平之间得平均距离均距离 3 3、轮廓最大高度、轮廓最大高度v 在取样长度内在取样长度内,轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间得距离轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间得距离(图图4-34-3)。图图4-4表面粗糙度得水平参数表面粗糙度得水平参数表面粗糙度得三个水平参数表面粗糙度得三个水平参数:轮廓微观不平度得平均间距轮廓微观不平度得平均间距Sm 轮廓单峰平均间距轮廓单峰平均间距S 轮廓支承长度率轮廓支承长度率tp4 4、轮廓微观不平度得平均间距、轮廓微观不平度得平均间距SmSmv含有一个轮廓峰与相邻轮廓谷得一段中线长度含有一个轮廓峰与相邻轮廓谷得一段中线长度SmSm(图图4-44-4),),称为轮廓微观不平度间距。称为轮廓微观不平度间距。5 5、轮廓单峰平均间距、轮廓单峰平均间距S Sv两相邻轮廓单峰得最高点在中线上得投影长度两相邻轮廓单峰得最高点在中线上得投影长度S S(图图4-44-4),),称为轮廓单峰得间距。称为轮廓单峰得间距。S=6 6、轮廓支承长度率、轮廓支承长度率tptpv一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为C C得线与轮廓峰相截得线与轮廓峰相截所得到得各段截线所得到得各段截线b bi i之与之与,称为轮廓支承长度称为轮廓支承长度 p p p p 轮廓支承长度率轮廓支承长度率v 轮廓支承长度轮廓支承长度 与取样长度之比与取样长度之比,就就是轮廓支承长度率。就就是轮廓支承长度率。t tp p=(=(p/L)100p/L)100 三、一般规定三、一般规定v1 1、为保证零件得表面质量、为保证零件得表面质量,可按功能需要规定表面粗糙度。可按功能需要规定表面粗糙度。v2 2、在规定表面粗糙度要求时、在规定表面粗糙度要求时,必须给出粗糙度参数值与测定时必须给出粗糙度参数值与测定时得取样长度值两项基本要求得取样长度值两项基本要求,必须时也可规定表面纹理、加工方必须时也可规定表面纹理、加工方法顺序与不同区域得粗糙度等附加要求。法顺序与不同区域得粗糙度等附加要求。v3 3、测量方向、测量方向:表面粗糙度各参数得值就是指在垂直于基准表面表面粗糙度各参数得值就是指在垂直于基准表面(具有几何表面得形状具有几何表面得形状,它得方位与实际表面走向一致它得方位与实际表面走向一致)得各截面得各截面上测得。对给定得表面上测得。对给定得表面,如截面方向与高度参数最大值得方向一如截面方向与高度参数最大值得方向一致致,则可不规定测量方向则可不规定测量方向,否则应在图样上表示截面方向。否则应在图样上表示截面方向。v4 4、表面缺陷、表面缺陷:评定过程中评定过程中,不应把表面缺陷不应把表面缺陷(如沟槽、气孔、划伤如沟槽、气孔、划伤等等)包含进去。必要时包含进去。必要时,应单独规定表面缺陷要求。应单独规定表面缺陷要求。v5 5、测量部位、测量部位:为了完整地反映零件表面得实际状况为了完整地反映零件表面得实际状况,需要在其若需要在其若干具有代表性得位置上进行测量干具有代表性得位置上进行测量,一般可采取在均匀分布得三个一般可采取在均匀分布得三个以上得位置上取其平均值作为最终结果。以上得位置上取其平均值作为最终结果。1、5 表而粗糙度测量方法综述及测量得基本原则表而粗糙度测量方法综述及测量得基本原则v15、1 测量方法综述v 对加工表面质量得评定,除了用视觉与触觉进行定性地比较检验得方法以外,并逐步实现了用数值确定表面粗糙度参数值得定量测量。从本世纪30年代陆续提出了测量粗糙度得方法原理与仪器以来,已发展了一系列利用光学、机械、电气原理得表面粗糙度专用测量仪器,其基本结构模式如图97所示。v 粗糙度测量方法主要就是以不同类型得传感器所反映得测量原理来分类得。表9l 4列出了各类转换形式得传感器。运算装置包括信号放大器、滤波器与各种型式得计算处理(如信号变换、模数转换、时控、数字计算等)装置。输出设备包括指针式电量表、记录器、光电输出器、电传打字机、磁带输出器、Tv显示屏、绘图仪等。其中,传感器就是基本组成部分,在取得表面测量信号以后,亦可用人工进行计算处理给出结果。v1、L 2 表面粗糙度测量得基本原则 v (1)测量方向v 按现行标准所定义得各种粗糙度评定参数,就是基于轮廓法确定数值,就是在被测表面得法向截面上得实际轮廓上进行测量得结果。由于垂直于被测表面得法向截面存在各种不同得测量方向、所以规定在垂直于加工纹理力向得d向截面(参R图g”8)测得得结果,称作横向轮廊得表面粗糙度数值(d);在平行于加工纹理方向得5向截面上所作得测量,称为纵向轮廓得粗糙度数值(6)。试验表明,大多数得切削加工表v面,在横向轮廓上测得得粗糙度数值比较大,只就是有得该铣加工与个别端铣加工表面,在纵向轮廓上会有较大得数值。如果在被测表面上难以确定加工纹理方向,以及某些加工纹理紊乱或不存在固定方向得表面,应分别在多个方向上测量,以获取最大参故值为结果、或取其峰谷高度得最大值,计算一个区域得测量结果。v (2)表面缺陷v 在表面上偶然出现得微观不平度,如划痕、碰伤,以及并非由于加工造成得材料缺陷,如气孔、裂纹、砂眼均属于表面缺陷。在表面祖糙度得评定中不应把表面缺陷包含进去,因此在测量时、原则上应将其影响排除在外,尤其就是对于比股加工痕迹(微观不平度)得深度或宽度大得多得缺陷要特别注意。如果零件表面不允许有某种缺陷或对它要加以控制,应另作规定。v 3)测量部位v 为了完整地反映零件表面得实际状况,需要在其若干具有代表性得位置上进行测量,一般可采取在均匀分布得三个以上得位置上取其平均值作为最终结果。如果几个位置上得粗糙度数值相差甚大,例如大于一个系列值(公比为2)、则应再多测几个部位,判断其均匀性情况,此时最好将各部位得测量结果分别注出,或结出乎均值结果并附加说明v2、1、2测量基准线v 传感器中触针得运行轨迹必须沿着与被测表面基本平行得基准线移动、才能获得其实得被测轮廓形状。触针式仪器建立测量基准线得方式有独立基准与相对基准两类:v (I)独立其难v 独立得测量基准、就是使传感器按直线或一定得弧形线运动。图923为较易调整得直线或弧形线测量装置得示意图。在传感器壳体中触针3得上方有半球形触头2,它与基准面1相接触,基准面采用光学玻璃制成得平面或圆弧面,并相对被测表面或工作台面定位,从而使传感器运行得轨迹依赖于这个参考基准面,根据被测表面得外形作直线或某一曲率得圆弧线运动。这时触针所描绘得将就是包括粗糙度、波纹度相形状误差在内得实际表面轮廓图形。这种方法对拖动传感器运行得驱动机构(导轨)没有严格要求。v 另一种形式为利用精密导轨结构,如直线性很好得轴带动传感器作直线运动,形成独立得测量基准线。v 采用独立基淮需要配备复杂得附属装置(或具有精密导轨得驱动装置),在使用时还需要精细调整,因此其应v用受到一定限制。v (2)相对基准v 相对基准就是利用与传感器壳体安装成一体得导头(支承滑块)作相对测量基准。如图913(a)所示,传感器壳v体通过铰链与驱动器相连接,在触针3附近得圆弧形导头1装在传感器壳休上、测量时传感器通过导头支承在被v测表面5上,由此形成得测量基准线为圆弧形导头曲率中心得移动轨迹,所测得得轮廓信息就是触针相对于导头v(基准线)得垂直位移量,