表面粗糙度 課件

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1、第四章第四章 表面粗糙度表面粗糙度 ：表面輪廓上相鄰峰、谷間距（波距、間距）：表面輪廓上相鄰峰、谷間距（波距、間距）一、概述一、概述1. 1. 表面粗糙度表面粗糙度 在零件（加工）表面存在的一種由較小間距和微小峰谷在零件（加工）表面存在的一種由較小間距和微小峰谷形成的微觀幾何形狀誤差。形成的微觀幾何形狀誤差。幾何形狀誤差幾何形狀誤差宏觀幾何形狀宏觀幾何形狀 10mm 波紋度波紋度 1mm10mm表面粗糙度表面粗糙度 1mm一、概述一、概述1. 1. 表面粗糙度表面粗糙度一、概述一、概述 任何加工后的表面實際輪廓總是包含著任何加工后的表面實際輪廓總是包含著表面粗糙度輪廓表面粗糙度輪廓、波紋度波紋

2、度輪廓輪廓和和宏觀形狀輪廓宏觀形狀輪廓等構(gòu)成的幾何誤差，等構(gòu)成的幾何誤差，它們疊加在同一表面上它們疊加在同一表面上。 粗糙度、波紋度、宏觀形狀通常按表面輪廓上相鄰峰、谷間距的粗糙度、波紋度、宏觀形狀通常按表面輪廓上相鄰峰、谷間距的大小大小 來劃分：間距小于來劃分：間距小于1mm1mm的屬于的屬于粗糙度；間距粗糙度；間距在在1 110mm10mm的的屬于波屬于波紋度；間距大于紋度；間距大于10mm10mm的的屬于宏觀形狀。屬于宏觀形狀。 粗糙度疊加在波紋度上，在忽略由于粗糙度和波紋度引起的變化粗糙度疊加在波紋度上，在忽略由于粗糙度和波紋度引起的變化的條件下表面總體形狀為宏觀形狀，其誤差為形狀誤差

3、。的條件下表面總體形狀為宏觀形狀，其誤差為形狀誤差。一、概述一、概述2.2.表面粗糙度對零件工作性能的影響表面粗糙度對零件工作性能的影響 （1 1）對耐磨性的影響。）對耐磨性的影響。（2 2）對配合性質(zhì)穩(wěn)定性的影響。）對配合性質(zhì)穩(wěn)定性的影響。（3 3）對耐疲勞性的影響。）對耐疲勞性的影響。（4 4）對抗腐蝕性的影響）對抗腐蝕性的影響此外，表面粗糙度輪廓對此外，表面粗糙度輪廓對機械聯(lián)接的密封性機械聯(lián)接的密封性和和零件的美觀零件的美觀等也有很大的影響。等也有很大的影響。一、概述一、概述2.2.表面粗糙度對零件工作性能的影響表面粗糙度對零件工作性能的影響 （1 1）對耐磨性的影響。）對耐磨性的影響。

4、 相互運動的兩個零件表面越粗糙，則它們的磨損就越快。這是相互運動的兩個零件表面越粗糙，則它們的磨損就越快。這是因為這兩個表面只能在輪廓的峰頂接觸，當表面間產(chǎn)生相對運動時，因為這兩個表面只能在輪廓的峰頂接觸，當表面間產(chǎn)生相對運動時，峰頂?shù)慕佑|將對運動產(chǎn)生摩擦阻力，使零件表面磨損。峰頂?shù)慕佑|將對運動產(chǎn)生摩擦阻力，使零件表面磨損。（2 2）對配合性質(zhì)穩(wěn)定性的影響。）對配合性質(zhì)穩(wěn)定性的影響。 相互配合的孔、軸表面上的微小峰被去掉后，它們的配合性質(zhì)相互配合的孔、軸表面上的微小峰被去掉后，它們的配合性質(zhì)會發(fā)生變化。對于會發(fā)生變化。對于過盈配合過盈配合，由于壓入裝配時孔、軸表面上的微小，由于壓入裝配時孔、軸

5、表面上的微小峰被擠平而使有效過盈減小；對于峰被擠平而使有效過盈減小；對于間隙配合間隙配合，在零件工作過程中孔、，在零件工作過程中孔、軸表面上的微小峰被磨去，使間隙增大，因而影響或改變原設(shè)計的軸表面上的微小峰被磨去，使間隙增大，因而影響或改變原設(shè)計的配合性質(zhì)。配合性質(zhì)。一、概述一、概述2.2.表面粗糙度對零件工作性能的影響表面粗糙度對零件工作性能的影響 （3 3）對耐疲勞性的影響。）對耐疲勞性的影響。 對于承受交變應(yīng)力作用的零件表面，疲勞裂紋容易在其微小谷對于承受交變應(yīng)力作用的零件表面，疲勞裂紋容易在其微小谷底出現(xiàn)，這是因為在表面輪廓的微小谷底處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使材料底出現(xiàn)，這是因為在表面輪廓的微

6、小谷底處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使材料的疲勞強度降低，導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生裂紋而損壞。的疲勞強度降低，導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生裂紋而損壞。（4 4）對抗腐蝕性的影響）對抗腐蝕性的影響 在零件表面的微小谷的位置容易殘留一些腐蝕性物質(zhì)。由于腐在零件表面的微小谷的位置容易殘留一些腐蝕性物質(zhì)。由于腐蝕性物質(zhì)與零件的材料不同，因而形成電位差，對零件表面產(chǎn)生電蝕性物質(zhì)與零件的材料不同，因而形成電位差，對零件表面產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。表面越粗糙，則電化學(xué)腐蝕就越嚴重?；瘜W(xué)腐蝕。表面越粗糙，則電化學(xué)腐蝕就越嚴重。此外，表面粗糙度輪廓對此外，表面粗糙度輪廓對機械聯(lián)接的密封性機械聯(lián)接的密封性和和零件的美觀零件的美觀等也有很大的影響。等也有很

7、大的影響。二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 表面結(jié)構(gòu)表面結(jié)構(gòu) 輪廓法輪廓法 表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義及參數(shù)及參數(shù)（GB/T 3505-2000GB/T 3505-2000）表面粗糙度標準有表面粗糙度標準有: :表面粗糙度表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值參數(shù)及其數(shù)值（GB/T1031-1995GB/T1031-1995）機械制圖機械制圖 表面粗糙度符號、代號及其注法表面粗糙度符號、代號及其注法（GB/T131-1993GB/T131-1993） 表面越粗糙，則取樣長度就應(yīng)越大。表面越粗糙，則取樣長度就應(yīng)越大。二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定

8、 （1 1）取樣長度（）取樣長度（l lr r） 用于判別被評定輪廓的用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征不規(guī)則特征的的X X軸方向上的長度。軸方向上的長度。（即具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。）（即具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。）X X軸的方向與輪廓總的走向一致，軸的方向與輪廓總的走向一致，一個一個l lr r 內(nèi)一般應(yīng)包括內(nèi)一般應(yīng)包括5 5個以上的波峰和波谷個以上的波峰和波谷。1 1、取樣長度和評定長度、取樣長度和評定長度二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （2 2）評定長度（）評定長度（ln） 評定長度評定長度是用于判別被評定輪廓是用于判別被評定輪廓特征特征的的X X軸方向上的

9、長度。軸方向上的長度。評定長度評定長度可以只包含一個取樣長度或包含連續(xù)的幾個取樣長度?？梢灾话粋€取樣長度或包含連續(xù)的幾個取樣長度。一般情況下，取連續(xù)的一般情況下，取連續(xù)的5 5個取樣長度稱為個取樣長度稱為標標定定評定長度評定長度，即，即l ln n=5l=5lr r。二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 具有幾何輪廓形狀并劃分被評定輪廓的基準線。具有幾何輪廓形狀并劃分被評定輪廓的基準線。 2 2、（表面粗糙度）輪廓中線、（表面粗糙度）輪廓中線（基準線）（基準線）輪廓中線輪廓中線輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線輪廓的算術(shù)平均中線輪廓的算術(shù)平均中線二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評

10、定 （1 1）輪廓的最小二乘中線）輪廓的最小二乘中線2 2、（表面粗糙度）輪廓中線、（表面粗糙度）輪廓中線（基準線）（基準線） 在一個取樣長度在一個取樣長度l lr r范圍內(nèi)，最小二乘中線使輪廓上各點至該線范圍內(nèi)，最小二乘中線使輪廓上各點至該線的距離的平方之和的距離的平方之和 為最小，即為最小，即z z1 12 2+z+z2 22 2+z+z3 32 2 +z +zn n2 2=min=min。 lrdxz02二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （2 2）輪廓的算術(shù)平均中線）輪廓的算術(shù)平均中線2 2、（表面粗糙度）輪廓中線、（表面粗糙度）輪廓中線（基準線）（基準線） 在一個取樣長度在一個

11、取樣長度l lr r范圍內(nèi)，將輪廓劃分為上、下兩部分，且使范圍內(nèi)，將輪廓劃分為上、下兩部分，且使兩部分面積相等的基準線。即：兩部分面積相等的基準線。即：二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （1 1）輪廓的算術(shù)平均偏差）輪廓的算術(shù)平均偏差R Ra a（幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)）3 3、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù) 輪廓算術(shù)平均偏差輪廓算術(shù)平均偏差是指在一個取樣長度是指在一個取樣長度l lr r內(nèi)，被評定輪廓上各內(nèi)，被評定輪廓上各點至中線的縱坐標值點至中線的縱坐標值Z(x)Z(x)的絕對值的算術(shù)平均值，用的絕對值的算術(shù)平均值，用R Ra a表示。表示。二、表面粗糙度的評定二

12、、表面粗糙度的評定 （1 1）輪廓的算術(shù)平均偏差）輪廓的算術(shù)平均偏差RaRa（幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)）3 3、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （2 2）輪廓的最大高度）輪廓的最大高度R Rz z（幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)）3 3、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù) 在一個取樣長度在一個取樣長度l lr r內(nèi)，被評定輪廓上各個高極點至中線的距離叫內(nèi)，被評定輪廓上各個高極點至中線的距離叫做做輪廓峰高輪廓峰高，用，用Z Zpipi表示，其中最大的距離叫做表示，其中最大的距離叫做最大輪廓峰高最大輪廓峰高R Rp p。最大輪廓峰高最大

13、輪廓峰高R Rp p：最大輪廓谷深最大輪廓谷深R Rv v： 在一個取樣長度在一個取樣長度lrlr內(nèi)，被評定輪廓上各個低極點至中線的距離叫內(nèi)，被評定輪廓上各個低極點至中線的距離叫做做輪廓谷深輪廓谷深，用，用Z Zvivi表示，其中最大的距離叫做表示，其中最大的距離叫做最大輪廓谷深最大輪廓谷深R Rv v。二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （2 2）輪廓的最大高度）輪廓的最大高度R Rz z（幅度參數(shù)）（幅度參數(shù)）3 3、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù) 輪廓的最大高度輪廓的最大高度是指在一個取樣長度是指在一個取樣長度l lr r內(nèi)，被評定輪廓的內(nèi)，被評定輪廓的最最大輪

14、廓峰高大輪廓峰高R Rp p與最大輪廓谷深與最大輪廓谷深R Rv v之和之和的高度，用符號的高度，用符號R Rz z表示。表示。R Rz z=R=Rp p+R+Rv v對同一表面，只標注對同一表面，只標注R Ra a和和R Rz z中的一個，切勿同時把兩者標出。中的一個，切勿同時把兩者標出。二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （3 3）輪廓單元的平均寬度）輪廓單元的平均寬度RSmRSm（間距參數(shù)）（間距參數(shù)）3 3、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù) 一個輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做一個輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做輪廓單元輪廓單元。輪廓單元：輪廓單元：輪廓單元的寬度輪

15、廓單元的寬度XsXsi i： 在一個取樣長度在一個取樣長度l lr r內(nèi)，中線與各個輪廓單元相交線段的長度叫做內(nèi)，中線與各個輪廓單元相交線段的長度叫做輪廓單元的寬度輪廓單元的寬度，用符號，用符號XsXsi i表示。表示。二、表面粗糙度的評定二、表面粗糙度的評定 （3 3）輪廓單元的平均寬度）輪廓單元的平均寬度RSmRSm（間距參數(shù)）（間距參數(shù)）3 3、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù)、表面粗糙度輪廓的評定參數(shù) 輪廓單元的平均寬度輪廓單元的平均寬度是指在一個取樣長度是指在一個取樣長度l lr r范圍內(nèi)所有輪廓單元范圍內(nèi)所有輪廓單元的寬度的寬度XsXsi i的平均值，用符號的平均值，用符號RSmRSm表示

16、。表示。三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 1 1、表面粗糙度的符號、表面粗糙度的符號三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 2 2、表面粗糙度的代號、表面粗糙度的代號 在表面粗糙度符號的周圍標注了評定參數(shù)的符號和允許值在表面粗糙度符號的周圍標注了評定參數(shù)的符號和允許值以及其他技術(shù)要求就構(gòu)成了以及其他技術(shù)要求就構(gòu)成了表面粗糙度代號表面粗糙度代號。三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 2 2、表面粗糙度的代號、表面粗糙度的代號a a處標注幅度參數(shù)處標注幅度參數(shù)RaRa或或RzRz的符號和允許值（的符號和允許值（mm）。）。 在零件圖上，一般只標注幅度參數(shù)在零件圖上，一般只標注幅度參數(shù)

17、RaRa或或RzRz的符號和允許值（的符號和允許值（mm），而構(gòu)成），而構(gòu)成表面粗糙度輪廓代號。表面粗糙度輪廓代號。幅度參數(shù)的符號在前，允許值在后幅度參數(shù)的符號在前，允許值在后。但在采用幅度參數(shù)。但在采用幅度參數(shù)RaRa時，不需標注該參數(shù)的符號，而只標注其允許值。時，不需標注該參數(shù)的符號，而只標注其允許值。b b處標注表面的最后一道工序的加工方法，鍍涂或其他的表面處理方法。處標注表面的最后一道工序的加工方法，鍍涂或其他的表面處理方法。c c處標注非標準的取樣長度（處標注非標準的取樣長度（mmmm）。）。d d處標注加工紋理方向。處標注加工紋理方向。e e處標注加工余量處標注加工余量（mmmm）

18、 。f f處標注間距參數(shù)的符號和允許值處標注間距參數(shù)的符號和允許值（mmmm）或或其他評定參數(shù)的符號和允許值。其他評定參數(shù)的符號和允許值。三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 3 3、表面粗糙度的代號的標注、表面粗糙度的代號的標注（1 1）表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的標注方法）表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的標注方法表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的給定分下列幾種情況：表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的給定分下列幾種情況：給定上限值。給定上限值。給定上限值和下限值。給定上限值和下限值。 這時，同一評定長度范圍內(nèi)幅度參數(shù)所有的實測值中，這時，同一評定長度范圍內(nèi)幅度參數(shù)所有的實測值中，大于上限值的個數(shù)少大于上限值的個

19、數(shù)少于總數(shù)于總數(shù)16%16%，且小于下限值的個數(shù)少于總數(shù)，且小于下限值的個數(shù)少于總數(shù)16%16%，則認為合格。，則認為合格。 這時，同一評定長度范圍內(nèi)幅度參數(shù)所有的實測值中，這時，同一評定長度范圍內(nèi)幅度參數(shù)所有的實測值中，大于上限值的個數(shù)少大于上限值的個數(shù)少于總數(shù)于總數(shù)16%16%，則認為合格，則認為合格。三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 3 3、表面粗糙度的代號的標注、表面粗糙度的代號的標注（1 1）表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的標注方法）表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的標注方法表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的給定分下列幾種情況：表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的給定分下列幾種情況：給定最大值。給定最大值。

20、給定最大值和最小值。給定最大值和最小值。 這時，在這時，在最大值后面增加標注一個最大值后面增加標注一個“max”max”的標記，整個被測表面上幅的標記，整個被測表面上幅度參數(shù)所有的實測值皆度參數(shù)所有的實測值皆小于小于允許值，則認為合格。允許值，則認為合格。 這時，這時，在最大值后面增加標注一個在最大值后面增加標注一個“max”max”的標記，在最小值后面增加的標記，在最小值后面增加標注一個標注一個“min”min”的標記的標記，整個被測表面上幅度參數(shù)所有的實測值皆在最大，整個被測表面上幅度參數(shù)所有的實測值皆在最大與最小允許值范圍內(nèi)，則認為合格。與最小允許值范圍內(nèi)，則認為合格。三、表面粗糙度的標

21、注三、表面粗糙度的標注 3 3、表面粗糙度的代號的標注、表面粗糙度的代號的標注（1 1）表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的標注方法）表面粗糙度幅度參數(shù)允許值的標注方法三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 3 3、表面粗糙度的代號的標注、表面粗糙度的代號的標注（2 2）加工紋理方向的標注方法）加工紋理方向的標注方法（g）（a a）紋理平行于標注代號的）紋理平行于標注代號的視圖的投影面視圖的投影面（b b）紋理垂直于標注代號的）紋理垂直于標注代號的視圖的投影面視圖的投影面（c c）紋理呈相交的方向）紋理呈相交的方向（d d）紋理呈近似同心圓）紋理呈近似同心圓（e e）紋理呈多方向）紋理呈多方向（f f

22、）紋理呈近似放射形）紋理呈近似放射形（端銑（端銑刀加工的刀痕）刀加工的刀痕）（g g）紋理無方向或呈凸起的）紋理無方向或呈凸起的細粒狀細粒狀三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 3 3、表面粗糙度的代號的標注、表面粗糙度的代號的標注（3 3）表面粗糙度代號標注示例）表面粗糙度代號標注示例 最后用磨削的方法獲得的表面的最后用磨削的方法獲得的表面的RaRa的最大值為的最大值為1.6m1.6m，非標準的取，非標準的取樣長度為樣長度為0.7mm0.7mm，間距參數(shù)，間距參數(shù)RSmRSm不得超過不得超過0.05mm0.05mm，加工紋理方向平行于標，加工紋理方向平行于標注代號的視圖的投影面。注代號的

23、視圖的投影面。三、表面粗糙度的標注三、表面粗糙度的標注 3 3、表面粗糙度的代號的標注、表面粗糙度的代號的標注（4 4）表面粗糙度在圖樣上的標注）表面粗糙度在圖樣上的標注 在零件圖上標注表面粗糙度代號時，該代號的在零件圖上標注表面粗糙度代號時，該代號的尖端指向可見輪廓線、尖端指向可見輪廓線、尺寸線、尺寸界線或它們的延長線上尺寸線、尺寸界線或它們的延長線上，并且，并且必須從材料外指向零件表面必須從材料外指向零件表面。（a）在不同位置的標注方法（b）在圖樣上標注示例舉例四、表面粗糙度的選擇四、表面粗糙度的選擇 1. 1. 表面粗糙度評定參數(shù)的選擇表面粗糙度評定參數(shù)的選擇 l 如無特殊要求，一般僅選

24、用幅度參數(shù)如無特殊要求，一般僅選用幅度參數(shù) 2 2）當表面不允許出現(xiàn)較深加工痕跡，防止應(yīng)力過于集中，要求當表面不允許出現(xiàn)較深加工痕跡，防止應(yīng)力過于集中，要求保證零件的抗疲勞強度和密封性時，需選保證零件的抗疲勞強度和密封性時，需選RzRz。 1 1）在在RaRa=0.025=0.0256.3范圍內(nèi)，優(yōu)先選用范圍內(nèi)，優(yōu)先選用RaRa。表面過于粗糙或表面過于粗糙或太光滑時，多采用太光滑時，多采用RzRz。四、四、表面粗糙度的選擇表面粗糙度的選擇 1. 1. 表面粗糙度評定參數(shù)的選擇表面粗糙度評定參數(shù)的選擇 l 附加參數(shù)一般不單獨使用。附加參數(shù)一般不單獨使用。1 1）對有特殊要求的少數(shù)零件的重要表面（

25、如要求噴涂均勻、）對有特殊要求的少數(shù)零件的重要表面（如要求噴涂均勻、涂層有較好的附著性和光澤表面）需要控制涂層有較好的附著性和光澤表面）需要控制RsmRsm數(shù)值。數(shù)值。2 2）對于有較高支撐剛度和耐磨性的表面，應(yīng)規(guī)定）對于有較高支撐剛度和耐磨性的表面，應(yīng)規(guī)定Rmr(c)Rmr(c)參數(shù)。參數(shù)。四、四、表面粗糙度的選擇表面粗糙度的選擇 2.2.表面粗糙度評定參數(shù)值的選擇表面粗糙度評定參數(shù)值的選擇 表面粗糙度評定參數(shù)值的選擇，不但與零件的使用性能表面粗糙度評定參數(shù)值的選擇，不但與零件的使用性能有關(guān)，還與零件的制造及經(jīng)濟性有關(guān)。有關(guān)，還與零件的制造及經(jīng)濟性有關(guān)。選用的原則：選用的原則：在滿足零件表面功能的前提下，評定參數(shù)的允許值盡可能在滿足零件表面功能的前提下，評定參數(shù)的允許值盡可能大（除大（除Rmr(c)Rmr(c)外），以減小加工困難，降低生產(chǎn)成本。外），以減小加工困難，降低生產(chǎn)成本。