機(jī)械常識表面粗糙度測量方法機(jī)床知識

項(xiàng)目四 表面粗糙度測量 教學(xué)目標(biāo) 通過本項(xiàng)目學(xué)習(xí)和實(shí)踐，使學(xué)生了解表面粗糙度的概念和主要術(shù)語；掌握表面粗糙度的主要評定參數(shù)、表面粗糙度的標(biāo)注及表面粗糙度的選擇；掌握（利用粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板）目測工件表面粗糙度的技能；掌握雙管顯微鏡測量Rz值的方法。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn)：表面粗糙度主要評定參數(shù)、表面粗糙度的標(biāo)注、表面粗糙度的選擇、正確使用雙管顯微鏡測量Rz值的方法 難點(diǎn)：表面粗糙度的標(biāo)注、表面粗糙度的選擇、正確使用雙管顯微鏡測量Rz值的方法 學(xué)時(shí)分配 序號 教學(xué)內(nèi)容 學(xué)時(shí)數(shù) 1 表面粗糙度相關(guān)知識 1 2 實(shí)訓(xùn)：表面粗糙度的測量 1 教學(xué)內(nèi)容 一、概述 1．表面粗糙度概念 λ/h>1000（宏觀）——形狀誤差 λ/h =40～1000——波度誤差 λ/h<40（微觀）——表面粗糙度 圖4-1 2．表面粗糙度對零件使用性能的影響 （1）對摩擦和磨損的影響 表面越粗糙，摩擦系數(shù)越大，兩相對表面運(yùn)動時(shí)，磨損越快。 （2）對配合性質(zhì)的影響 如果是間隙配合，磨損后，間隙增大； 如果是過盈配合，由于峰值的存在，壓入后，過盈量不足。 （3）對疲勞強(qiáng)度的影響 表面越粗糙，凹谷越深，應(yīng)力集中越嚴(yán)重，容易產(chǎn)生疲勞破壞。 （4）對接觸剛度的影響 表面越粗糙，峰值越大，實(shí)際接觸面小，單位面積受力增加。 （5）對耐腐蝕性能的影響 表面越粗糙容易將腐蝕物存于谷中，造成對工件表面的腐蝕。 二、表面粗糙度的評定 1．主要術(shù)語及定義 （1）取樣長度l ——用來判斷表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)長度。 一般情況下，取樣長度至少包括5個(gè)峰和5個(gè)谷，如圖4-2所示。 圖4-2 （2）評定長度ln ——評定輪廓粗糙度所必須的一段長度，一般情況下取 ln=5l，如圖4-3所示。 圖4-3 若表面加工不均勻，應(yīng)取ln>5l ；反之，取ln<5l （3）輪廓中線（基準(zhǔn)線） ——評定表面粗糙度參數(shù)值大小的一條參考線。 ①輪廓最小二乘中線 ——輪廓上的點(diǎn)到輪廓偏距的平方和為最小。如圖4-4所示。 圖4-4 最小值 ②輪廓算術(shù)平均中線 ——在輪廓上找到一條直線，該直線使上、下部分的面積相等。如圖4-5所示。 算術(shù)平均法常用目測確定中線，是一種近視的圖解，在生產(chǎn)中常用它替代最小二乘法。 圖4-5 F1+F3+…F2n-1 = F2+F4+…F2n 2．表面粗糙度主要評定參數(shù) （1）輪廓算術(shù)平均偏差Ra ——在取樣長度內(nèi)，輪廓上的點(diǎn)到基準(zhǔn)線距離 （偏距）絕對值的算術(shù)平均值。 近似為 在實(shí)際測量中，n為有效數(shù)，測量次數(shù)越多，Ra越準(zhǔn)確。 Ra越大，表面越粗糙。 （2）微觀不平度十點(diǎn)高度Rz ——在取樣長度l內(nèi)，被測表面5個(gè)最大輪廓峰高的平均值與5個(gè)最大輪廓的谷深的平均值之和。如圖4-6所示。 圖4-6 Rz和Ra比較，測點(diǎn)少，故Ra更客觀反映工件的表面實(shí)際情況。 （3）輪廓最大高度Ry ——在取樣長度內(nèi)，輪廓最高峰和輪廓最低谷之間的距離。如圖4-7所示。 圖4-7 Ry=Rp+Rm 在三個(gè)評定參數(shù)中，Ra最能客觀反映工的表面實(shí)際情況，常用表示零件表面粗糙度。 3．一般規(guī)定 Ra、Ry、Rz見表4-2、表4-3 三、表面特征代號及標(biāo)注 1．表面粗糙度符號和代號 見表4-4 2．表面粗糙度標(biāo)注 見表4-5 3．表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注（如圖4-8所示） 圖4-8 四、表面粗糙度數(shù)值的選擇 1．選擇原則：在滿足使用要求的情況下，盡量選擇大的表面粗糙度數(shù)值。 2．選擇表面粗糙度數(shù)值時(shí)考慮以下幾方面 （1）同一零件，配合表面、工作表面的數(shù)值小于非配合表面、非工作表面的數(shù)值； （2）摩擦表面、承受重載荷和交變載荷表面的粗糙度數(shù)值應(yīng)選小值； （3）配合精度要求高的結(jié)合面、尺寸公差和形位公差精度要求高的表面，粗糙度選小值； （4）同一公差等級的零件，小尺寸比大尺寸，軸比孔的粗糙度值要?。? （5）要求耐腐蝕的表面，粗糙度值應(yīng)選小值； （6）有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)已對表面粗糙度要求作出規(guī)定的應(yīng)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)確定表面粗糙度數(shù)值。 3．常用表面粗糙度數(shù)值及加工和應(yīng)用 參考表4-6、表4-7 五、表面粗糙度的測量 1．測量方法介紹 （1）比較法 將被測表面與粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較，通過視覺、觸感或其它方法進(jìn)行比較后，對被測表面的粗糙度作出評定的方法。粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣板如圖4-9所示。 圖4-9 （2）光切法 利用“光切原理”測量表面粗糙度的方法。光切顯微鏡又稱雙管顯微鏡，如圖4-10所示。 圖4-10 圖4-11 （3）干涉法 利用光波干涉原理來測量表面粗糙度的方法。主要用于測量表面粗糙度的Rz和Ry值，可以測到較小的參數(shù)值，通常測量范圍0.03—1μm ，常用的測量儀器——干涉顯微鏡，如圖4-11所示。 （4）針描法 針描法又稱感觸法，是一種接觸式測量表面粗糙度的方法。測量儀器為電動輪廓儀，如圖4-12所示。 圖4-12 2．實(shí)訓(xùn)目的 （1）掌握目測被測工件的粗糙度技能； （2）掌握用雙管顯微鏡測量Rz值的方法。 3．雙管顯微鏡測量Rz值的測量步驟 （1）根據(jù)表面粗糙度要求，按下表選擇合適的物鏡，裝在觀察光管的下端； （2）接通電源； （3）擦凈工件表面，使被測表面的切削痕跡方向和光帶垂直。若測量軸類零件的表面時(shí)，應(yīng)放在V型鐵上； （4）粗調(diào)節(jié)； （5）細(xì)調(diào)節(jié)； （6）調(diào)整目鏡中的十字線； （7）旋轉(zhuǎn)刻度套筒，使目鏡中十字線的一根與光帶輪廓一邊的峰（谷）相切，從測微器中讀出該峰（谷）的數(shù)值； （8）縱向移動工作臺，按步驟6測量，計(jì)算平均值； （9）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，判定被測表面的粗糙度Rz值。