25表面结构表示方法.pptx

2.5 表面结构表示方法u2.5.1 2.5.1 概述概述u2.5.2 2.5.2 粗糙度的评定标准粗糙度的评定标准u2.5.3 2.5.3 粗糙度轮廓参数的选择粗糙度轮廓参数的选择u2.5.4 2.5.4 表面结构的标注表面结构的标注u2.5.5 2.5.5 粗糙度轮廓的检测粗糙度轮廓的检测第1页/共35页2.5.1 概述uGB/T 10610-2006GB/T 10610-2006产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPSGPS）表面表面结构结构 轮廓法轮廓法 评定表面结构的规则和方法评定表面结构的规则和方法uGB/T 3505-2009GB/T 3505-2009产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPSGPS）表面表面结构结构 轮廓法轮廓法 术语、定义及表面结构参数术语、定义及表面结构参数uGB/T 131-2006GB/T 131-2006产品几何技术规范（产品几何技术规范（GPSGPS）技术产）技术产品文件中表面结构的表示法品文件中表面结构的表示法依依据据标标准准第2页/共35页2.5.1 概述机床几何精度误差机床几何精度误差刀具与零件表面间的摩擦、切刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面金属层的塑形变屑分离时表面金属层的塑形变形以及工艺系统的高频振动所形以及工艺系统的高频振动所引起的微观几何形状误差引起的微观几何形状误差工艺系统的振动、发热、工艺系统的振动、发热、回转体不平衡等引起的介回转体不平衡等引起的介于宏观和微观几何形状误于宏观和微观几何形状误差之间的表面波纹度差之间的表面波纹度波度波度形状误差形状误差粗糙度粗糙度第3页/共35页2.5.1 概述波距大于波距大于10mm的术语的术语形状误差形状误差波度波度形状误差形状误差粗糙度粗糙度波距在波距在110mm的术的术语表面波纹度语表面波纹度波距小于波距小于1mm的术语的术语表面粗糙度表面粗糙度第4页/共35页表面粗糙度u加工表面上具有的间距很小（小于加工表面上具有的间距很小（小于1mm1mm）的微小峰谷所形成的微观几何形状特征的微小峰谷所形成的微观几何形状特征定义定义u产生原因产生原因零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等原因，总是存在着几何形状误差原因，总是存在着几何形状误差第5页/共35页表面粗糙度u表面粗糙度对零件性能的影响表面粗糙度对零件性能的影响影响零件的耐磨性影响零件的耐磨性影响配合性质的稳定性影响配合性质的稳定性影响零件的疲劳强度影响零件的疲劳强度第6页/共35页表面粗糙度u表面粗糙度对零件性能的影响表面粗糙度对零件性能的影响影响零件的抗腐蚀性影响零件的抗腐蚀性影响零件的密封性影响零件的密封性对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和对零件的外观、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胶合强度等也有着不同程度的影响第7页/共35页2.5.2 粗糙度的评定标准u评定对象评定对象实际轮廓实际轮廓平面与实际表面垂直相交所得的轮廓线平面与实际表面垂直相交所得的轮廓线横向实际轮廓和纵向实际轮廓横向实际轮廓和纵向实际轮廓表面轮廓波纹度轮廓粗糙度轮廓第8页/共35页轮廓滤波器 s c fc波长波长 f fs s 波长波长 cu轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器，主要作用轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器，主要作用是区分粗糙度轮廓和波纹度轮廓，即去除某些波长而保留所需是区分粗糙度轮廓和波纹度轮廓，即去除某些波长而保留所需表面成分。表面成分。u 轮廓滤波器按照波长可以分为轮廓滤波器按照波长可以分为ss滤波器（区分粗糙度与比它滤波器（区分粗糙度与比它更短的波）、更短的波）、cc滤波器（区分粗糙度和波纹度）和滤波器（区分粗糙度和波纹度）和ff滤波器滤波器（区分波纹度和形状误差）（区分波纹度和形状误差）第9页/共35页评定基准u取样长度取样长度l lp p、l lr r、l lw w在在X X轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度轴方向判别被评定轮廓不规则特征的长度P P参数参数在原始轮廓上计算所得的参数在原始轮廓上计算所得的参数R R参数参数在粗糙度轮廓上计算所得的参数在粗糙度轮廓上计算所得的参数W W参数参数在波纹度轮廓上计算所得的参数在波纹度轮廓上计算所得的参数第10页/共35页评定基准u评定长度评定长度l ln n用于评定被评定轮廓的用于评定被评定轮廓的X X轴方向上的长度轴方向上的长度在评定长度内，根据取样长度进行测量，此时可得到一个或在评定长度内，根据取样长度进行测量，此时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几个测量值；取其平均值作为表面粗糙度数值的可靠值一般情况下，取一般情况下，取ln=5lrln=5lr当表面比较均匀时，可取当表面比较均匀时，可取ln5lrln5lr ln5lr。第11页/共35页评定基准u中线中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线轮廓最小二乘中线：轮廓最小二乘中线：轮廓上的点到轮廓偏距的平方和为最小轮廓算术平均中线：轮廓算术平均中线：在轮廓上找到一条直线，该直线使上、下部分的面积相等第12页/共35页u轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a取样长度内，纵坐标取样长度内，纵坐标Z Z（x x）绝对值的算术平均值）绝对值的算术平均值R Ra a越大，则表面越粗糙。越大，则表面越粗糙。R Ra a能客观地反映表面微观几何形状能客观地反映表面微观几何形状的特性，但因受到计量器具功能的限制，不能用作过于粗糙的特性，但因受到计量器具功能的限制，不能用作过于粗糙或太光滑表面的评定参数。或太光滑表面的评定参数。表面粗糙度的评定参数近似值近似值第13页/共35页表面粗糙度的评定参数u轮廓最大高度轮廓最大高度R Rz z在一个取样长度在一个取样长度l lr r内，最大轮廓峰高内，最大轮廓峰高Z ZP P和最大轮廓谷深和最大轮廓谷深Z ZV V之间的距之间的距离离测得的测得的 Rz Rz 值越大，则表面越粗糙值越大，则表面越粗糙 。RzRz用于控制不允许出现较深加工痕迹的表面，用于控制不允许出现较深加工痕迹的表面，常标注于受交变应常标注于受交变应力作用的工作表面，如齿廓表面等。力作用的工作表面，如齿廓表面等。RzRz可与可与RaRa联用联用当被测表面段很小当被测表面段很小(不足一个取样长度不足一个取样长度)，不宜用，不宜用RaRa评定时，应用评定时，应用RzRz。第14页/共35页表面粗糙度的评定参数u轮廓单元平均宽度轮廓单元平均宽度RSRSm mu轮廓支撑长度率轮廓支撑长度率RmrRmr（c c）第15页/共35页2.5.3 粗糙度轮廓参数的选择u国家标准规定的粗糙度参数国家标准规定的粗糙度参数幅度参数：幅度参数：Ra Ra、RcRc、RtRt、Rz Rz、RqRq、RshRsh、RkuRku间距参数：间距参数：RSm RSm 混合参数：混合参数：RqRq曲线和形状参数：曲线和形状参数：Rmr Rmr、Rmt(c)Rmt(c)、RcRcu 设计中，最常用的参数是幅度参数设计中，最常用的参数是幅度参数RaRa或或RzRz，称为基，称为基本参数，也是设计时必须标注的，优先选用本参数，也是设计时必须标注的，优先选用RaRa。其。其他参数根据需要他参数根据需要(耐磨、密封等耐磨、密封等)选择，使用较少。选择，使用较少。第16页/共35页轮廓算术平均偏差Ra0.0120.23.2500.0250.46.31000.050.812.50.11.6250.0250.46.310016000.050.812.52000.11.6254000.23.250800轮廓最大高度Rz第17页/共35页Ra的应用范围第18页/共35页轮廓幅度参数值选择原则u总原则：在满足功能要求前提下，尽量选用较大的总原则：在满足功能要求前提下，尽量选用较大的参数值，以获得最佳的技术经济效益参数值，以获得最佳的技术经济效益同一零件个，工作表面粗糙度值小于非工作表面同一零件个，工作表面粗糙度值小于非工作表面摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；滚动摩擦表面小于滑动摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；滚动摩擦表面小于滑动摩擦表面摩擦表面承受交变载荷的零件上，容易引起应力集中的部分表面粗糙承受交变载荷的零件上，容易引起应力集中的部分表面粗糙度小度小要求配合性质稳定可靠地零件粗糙度轮廓参数值应小，配合要求配合性质稳定可靠地零件粗糙度轮廓参数值应小，配合性质相同时，小尺寸的配合粗糙度轮廓参数值应小于大尺寸性质相同时，小尺寸的配合粗糙度轮廓参数值应小于大尺寸配合粗糙度轮廓参数值配合粗糙度轮廓参数值第19页/共35页轮廓幅度参数值选择原则u总原则：在满足功能要求前提下，尽量选用较大的总原则：在满足功能要求前提下，尽量选用较大的参数值，以获得最佳的技术经济效益参数值，以获得最佳的技术经济效益对防腐性、密封性要求高的表面以及要求外表面美观的表面，对防腐性、密封性要求高的表面以及要求外表面美观的表面，其粗糙度轮廓参数值应小其粗糙度轮廓参数值应小凡有关标准已对表面结构要求作出规定的（如量规、齿轮、凡有关标准已对表面结构要求作出规定的（如量规、齿轮、与滚动轴承相配合的轴颈和壳体孔等）表面，应按标准规定与滚动轴承相配合的轴颈和壳体孔等）表面，应按标准规定选取粗糙度轮廓参数值选取粗糙度轮廓参数值第20页/共35页2.5.4 表面结构的标注u表面粗糙度的符号和代号表面粗糙度的符号和代号 基本符号基本符号：用任意用任意方法获得的表面方法获得的表面用用去去除除材材料料的的方方法法获获得得的的表面：车铣刨磨抛光表面：车铣刨磨抛光用用不去除材料的方法获得不去除材料的方法获得的表面：铸锻冲压轧制的表面：铸锻冲压轧制第21页/共35页u新旧国标区别新旧国标区别edbc/faa a幅度参数的允许值（幅度参数的允许值（mm）b b加工方法或其它表面处理；加工方法或其它表面处理；c c取样长度（取样长度（mmmm）d d加工纹理方向符号加工纹理方向符号e e加工余量（加工余量（mmmm）f f间距参数值或其他参数。间距参数值或其他参数。edcaba a表面粗糙度的允许值（表面粗糙度的允许值（mm）b b同一表面的粗糙度有不同要求时可增加同一表面的粗糙度有不同要求时可增加b bc c加工方法加工方法d d加工纹理方向加工纹理方向e e加工余量（加工余量（mmmm）旧国标旧国标 新国标新国标 完整图样标注第22页/共35页3.23.21.6Rz3.23.2max3.2max 1.6minRz3.2maxRa上限值上限值为为3.2m Ra上限值为上限值为3.2m,下下限值为限值为1.6 mRz上限值上限值为为3.2mRa最大值最大值为为3.2m Ra最大值为最大值为3.2m,最小最小值为值为1.6 mRz最大值最大值为为3.2m上限值上限值：允许最多有允许最多有16%16%的实测值超过规定的上限值。的实测值超过规定的上限值。最大值最大值：所有的实测值皆不能超过允许值。所有的实测值皆不能超过允许值。粗糙度代号及数值的标注（旧国标）u这里仅举例说明最常用的幅度参数标注（去除材料）这里仅举例说明最常用的幅度参数标注（去除材料）第23页/共35页0.1精磨精磨0.7/RSm0.050.8进进行行精精磨磨，加加工工余余量量为为0.1mm0.1mm，RaRa上上限限值值为为0.8m0.8m，取取样样长长度度为为0.7mm0.7mm，轮轮廓廓单单元元平平均均宽度宽度RSm RSm 的上限值为的上限值为0.05mm0.05mm。旧国标旧国标纹理和完整标注（旧国标）第24页/共35页新国标第25页/共35页新国标第26页/共35页新国标第27页/共35页注意事项u（1 1）应将代号标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出）应将代号标注在可见轮廓线、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。向被注表面。第28页/共35页3.23.2maxRz3.23.2注意事项u（2 2）当选用）当选用RaRa参数时，参数时，“Ra”Ra”本身可以省略本身可以省略,其余其余参数都应标出；（旧国标规定，新国标要求即使是参数都应标出；（旧国标规定，新国标要求即使是RaRa也应该写出来，且书写的位置发生了变化）也应该写出来，且书写的位置发生了变化）u（3 3）上限值和最大值区别：）上限值和最大值区别：上限值：上限值：允许最多有允许最多有16%16%的实测值的实测值超过规定的上限值。超过规定的上限值。最大值：最大值：所有的实测值皆不能超过所有的实测值皆不能超过允许值。允许值。第29页/共35页注意事项图上所有未标注的表面粗糙度图上所有未标注的表面粗糙度RaRa的上的上限值皆为限值皆为25m25m图上所有表面的粗糙度图上所有表面的粗糙度RaRa的上限值皆的上限值皆为为6.3m6.3mu（4 4）其余标注与全周标注）其余标注与全周标注第30页/共35页2.5.5 粗糙度轮廓的检测u比较法比较法将被测零件表面与标有一定评定参数值的表面粗糙度样板直将被测零件表面与标有一定评定参数值的表面粗糙度样板直接进行比较，从而估计出被测表面粗糙度接进行比较，从而估计出被测表面粗糙度第31页/共35页2.5.5 粗糙度轮廓的检测u光切法光切法光切显微镜光切显微镜 运用光切原理测量表面粗糙度，主要用来测量运用光切原理测量表面粗糙度，主要用来测量RzRz值，值，测量测量RzRz范围范围第32页/共35页2.5.5 粗糙度轮廓的检测u干涉法干涉法干涉显微镜干涉显微镜利用光波干涉原理测量表面粗糙度，一般用于测量表面粗糙利用光波干涉原理测量表面粗糙度，一般用于测量表面粗糙度要求高的表面。主要用来测量度要求高的表面。主要用来测量RzRz值，测量值，测量RzRz范围范围1 10.03 0.03 mm，测量误差为，测量误差为5%5%。第33页/共35页2.5.5 粗糙度轮廓的检测u针描法针描法测量时，仪器的针尖与被测表面相接触，当触针以一定速度测量时，仪器的针尖与被测表面相接触，当触针以一定速度沿着被测表面粗糙度移动时，被测表面的微不平使触针作垂沿着被测表面粗糙度移动时，被测表面的微不平使触针作垂直于轮廓方向的上下运动，该位移量通过传感器转换成电信直于轮廓方向的上下运动，该位移量通过传感器转换成电信号，经过处理，可在仪器上直接显示出号，经过处理，可在仪器上直接显示出RaRa值值第34页/共35页作业九u1 1、填空题：在一般情况下，、填空题：在一般情况下，4040h6h6与与150150h6h6相比，相比，4040h6h6应选用较应选用较 表面粗糙度。表面粗糙度。u2 2、画出表面粗糙度的完整符号，并说明各项内容。、画出表面粗糙度的完整符号，并说明各项内容。u3 3、简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响。、简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响。第35页/共35页