互换性与技术测量-第5章-表面粗糙度课件

第5章 表面粗糙度第5章 表面粗糙度1目 录5.1 概述5.2 表面粗糙度的评定5.3 表面粗糙度的评定参数及参数值的选用5.4 表面粗糙度的符号、代号及其标注5.5 表面粗糙度检测目 录5.1 概述2基 本 要 求1、正确理解表面粗糙度的含义。2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。3、理解并掌握有关术语的定义。4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。6、掌握表面粗糙度的选用。基 本 要 求1、正确理解表面粗糙度的含义。35.1 概述一、基本概念表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷组成的高低不平微观不平度，即微观几何形状误差。波距 10mm形状误差。5.1 概述一、基本概念4表面轮廓分类宏观形状轮廓波纹度轮廓表面粗糙度轮廓实际轮廓波距10mm表面轮廓分类宏观形状轮廓波纹度轮廓表面粗糙度轮廓实际轮廓波距5二、表面粗糙度对零件使用性能的影响二、表面粗糙度对零件使用性能的影响(1)影响摩擦和磨损Ra，f，磨损；(2)影响配合性能间隙配合磨损后X，过盈配合挤压后影响有效过盈Y；(3)影响疲劳强度凹痕应力集中；(4)影响抗腐蚀性谷底渗入腐蚀；(5)影响接触刚度表面局部接触；(6)影响接合面的密封性缝隙油气渗漏等。二、表面粗糙度对零件使用性能的影响(1)影响摩擦和磨损65.2 表面粗糙度的评定5.2 表面粗糙度的评定7一、基本术语1、轮廓滤波器（1）s滤波器 确定表面粗糙度与比它更短的波之间相交界限的滤波器。（2）c滤波器 确定表面粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。（3）f滤波器 确定波纹度与比它更长波成分之间相交界限的滤波器。一、基本术语1、轮廓滤波器82、轮廓传输带n指当两个不同截止波长的相位修正滤波器，幅值传输超过50%以上的正弦轮廓波长的范围。n即传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围，例如可表示为：0.000250.8mm。n短波轮廓滤波器的截止波长s，长波轮廓滤波器的截止波长c=lr。ns和c的标准化值见表5.1。2、轮廓传输带指当两个不同截止波长的相位修正滤波器，幅值传输93、原始轮廓n通过短波长滤波器s之后的总的轮廓，它是评定原始轮廓参数的基础。3、原始轮廓通过短波长滤波器s之后的总的轮廓，它是评定原始104、粗糙度轮廓n指对原始轮廓采用c滤波器抑制长波成分后形成的轮廓，它由s和c轮廓滤波器来限定的。n它是评定粗糙度轮 廓参数的基础。4、粗糙度轮廓指对原始轮廓采用c滤波器抑制长波成分后形成的115、取样长度 lr测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线的长度，一般包括5个以上的轮廓峰和谷。X轴与轮廓走向一致，数值见表5.1。5、取样长度 lr测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线的126、评定长度 ln加工表面的不均匀，在测量和评定时所规定一段最小长度，一般ln=5lr，见表5.1。Ra/mRz/ms/mmlr=c/mmln=5lr/mm0.0080.020.0250.100.00250.080.40.020.100.100.500.00250.251.250.102.00.5010.00.00250.84.02.010.010.050.00.0082.512.510.080.050.03200.0258.040.06、评定长度 ln加工表面的不均匀，在测量和评定时所规定一段137、轮廓中线轮廓中线是指评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线，具有几何轮廓形状，并划分轮廓。7、轮廓中线轮廓中线是指评定表面粗糙度参数值大小的一条参14取样长度 lr 内，划分轮廓，并使轮廓上各点的轮廓偏距z的平方和为最小。轮廓最小二乘中线取样长度 lr 内，划分轮廓，并使轮廓上各点的轮廓偏距z的平15 轮廓算术平均中线取样长度 lr 内，划分实际轮廓，并使上下两部分面积相等。轮廓算术平均中线取样长度 lr 内，划分实际轮廓，并使16二、表面粗糙度的评定参数GB/T3505-2009规定表面粗糙度的评定参数n基本参数基本参数轮廓的幅度参数：轮廓的幅度参数：轮廓算术平均偏差Ra；轮廓最大高度Rz；n附加参数附加参数间距参数：间距参数：轮廓单元的平均宽度RSm；曲线和相关参数：曲线和相关参数：轮廓的支承长度率Rmr(c)。二、表面粗糙度的评定参数GB/T3505-2009规定表面粗17取样长度 lr 范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术平均值，见图5.6。1、轮廓算术平均偏差Ra(轮廓的幅度参数)lrxZoRaz1z2z3zn-1zn取样长度 lr 范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离的算术18 2、轮廓最大高度Rz(轮廓的幅度参数)取样长度 lr 范围内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，见图5.7。2、轮廓最大高度Rz(轮廓的幅度参数)取样长度 lr 193、轮廓单元的平均宽度RSm(轮廓的间距参数)轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值3、轮廓单元的平均宽度RSm(轮廓的间距参数)轮廓单元的平20RSm值对轮廓表面的影响RSm的大小反映了轮廓表面峰谷的疏密程度，RSm越大，峰谷越稀，密封性越差。RSm值对轮廓表面的影响RSm的大小反映了轮廓表面峰谷的疏密214、轮廓支承长度率Rmr(c)(曲线及相关参数)一根平行于中线且与轮廓顶线相距为c的线与轮廓峰相截所得到的轮廓实体材料长度之和称为轮廓支承长度Ml(c)。轮廓支承长度Ml(c)与评定长度 ln 之比称为轮廓支承长度率Rmr(c)。4、轮廓支承长度率Rmr(c)(曲线及相关参数)一根平行于22轮廓支承长度率Rmr(c)lnMl1MliMlncRzm轮廓支承长度率Rmr(c)lnMl1MliMlncRzm23不同轮廓支承长度率bcbcbclnMl1MliMlncRzma)b)c)不同轮廓支承长度率bcbcbclnMl1MliMlncRzm245.3 表面粗糙度的评定参数及选择表面粗糙度的评定参数及其数值的选用5.3 表面粗糙度的评定参数及选择表面粗糙度25一、评定参数的选择1、幅度参数的选用 无特殊要求，一般选用幅度参数。当Ra为0.0256.3m，优先选用优先选用Ra。特殊：光滑Ra 6.3m 选Rz。Ra和Rz可联合使用。一、评定参数的选择1、幅度参数的选用262、附加评定参数的选用表面特殊功能要求，可选多参数要求外观质量和可漆性、或良好的密封性，控制RSm的数值；要求有较高支承刚度和耐磨性的表面，选Rmr(c)。2、附加评定参数的选用表面特殊功能要求，可选多参数27二、评定参数值的选择1、表面粗糙度的参数值表5.2 Ra的参数值（摘自GB/T1031-2009）mRa0.0120.23.2500.0250.46.31000.050.812.50.101.625.0二、评定参数值的选择1、表面粗糙度的参数值Ra0.0120.28表面粗糙度的参数值.1表5.3 Rz的参数值（摘自GB/T1031-2009）mRz0.0250.46.310016000.050.812.52000.11.6254000.23.250800表面粗糙度的参数值.1表5.3 Rz的参数值（摘自GB/T29表面粗糙度的参数值.2表5.4 RSm的参数值（摘自GB/T1031-2009）mmRSm 0.0060.11.60.01250.23.20.0250.46.30.050.812.5表面粗糙度的参数值.2表5.4 RSm的参数值（摘自GB/30表面粗糙度的参数值.3表5.5 Rmr(c)的参数值（摘自GB/T1031-2009）Rmr(c)%1015202530405060708090表面粗糙度的参数值.3表5.5 Rmr(c)的参数值（摘自312、原则各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。满足使用要求的前提下，尽量选用较大的粗糙度数值。同一零件，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、滚动摩擦比滑动摩擦表面粗糙度值小。2、原则各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。32参数值的选择.1 运动速度高、单位压力大的摩擦表面，比速度低、压力小的表面，Ra数值小。受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（圆角、沟槽等），Ra数值小。配合零件的表面粗糙度应与尺寸公差及形状公差相协调，一般尺寸公差和形状公差要求越严，Ra数值越小。参数值的选择.1 运动速度高、单位压力大的摩擦表面，比速33参数值的选择.2 配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面，Ra数值小。配合性质相同，尺寸越小则Ra数值小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面，Ra数值小。密封性、防腐性要求高的表面和外形要求美观的表面，Ra的数值小。参数值的选择.2 配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的34常用表面粗糙度的参数值.1经常拆卸的配合表面公差等级表面基本尺寸/mm5050500Ra/m不大于IT5轴0.20.4孔0.40.8IT6轴0.40.8孔0.40.80.81.6IT7轴0.40.80.81.6孔0.81.6IT8轴0.81.6孔0.81.61.63.2常用表面粗糙度的参数值.1经常拆卸的配合表面公差等级表面基本35常用表面粗糙度的参数值.2过盈配合的配合表面公差等级表面基本尺寸/mm5050120120500Ra/m不大于装配按机械压入法IT5轴0.10.20.40.4孔0.20.40.80.8IT6至IT7轴0.40.81.6孔0.81.61.6IT8轴0.80.81.61.63.2孔1.61.63.21.63.2热装法轴1.6孔1.63.2常用表面粗糙度的参数值.2过盈配合的配合表面公差等级表面基本36常用表面粗糙度的参数值.3定心精度高的配合表面滑动轴承表面径向跳动轴孔公差等级表面Ra/m不大于Ra/m不大于2.50.050.1IT6至IT9轴0.40.840.10.2孔0.81.660.10.2IT10至IT12轴0.83.2100.20.4孔1.63.2160.40.8流体润滑轴0.10.4250.81.6孔0.20.8常用表面粗糙度的参数值.3定心精度高的配合表面滑动轴承表面径375.4 表面粗糙度符号、代号及其标注5.4 表面粗糙度符号、代号及其标注38一、表面粗糙度符号、代号1、表面粗糙度基本符号任何方法获得表面用去除材料方法获得表面用不去除材料的方法获得的表面无补充说明不能单独使用一、表面粗糙度符号、代号1、表面粗糙度基本符号任何方法获得表39基本符号.1符号上边加一横线，标注有关参数及说明 表示视图上构成封闭轮廓的各表面具有相同的表面粗糙度要求基本符号.1符号上边加一横线，表示视图上构成封闭402、表面粗糙度的代号c 加工方法a幅度参数代号及数值e加工余量b附加参数符号及数值d加工纹理方向符号2、表面粗糙度的代号c 加工方法a幅度参数代号及数值e加工余413、极限判断规则及标注(1)16%规则允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16。默认规则，图样不标3、极限判断规则及标注(1)16%规则42极限判断规则及标注(2)最大规则指在表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记 极限判断规则及标注(2)最大规则434、传输带和lr、ln的标注 传输带的标注短滤波器短滤波器长滤波器长滤波器/Ra(a)标长短滤波器(b)标短滤波器“”(c)标“”长滤波器4、传输带和lr、ln的标注 传输带的标注短滤波器长滤波44传输带和lr、ln的标注 lr、ln的标注默认评定长度不标，需要指定评定长度，要在幅度参数代号的后面注写取样长度的个数。(a)取样长度个数“3”(b)取样长度个数“6”传输带和lr、ln的标注 lr、ln的标注(a)取样长455、单向和双向极限的标注（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带；单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。（2）双向极限的标注 上限值在上方用U表示，下极限在下方用L表示。n上下极限值均为 16%规则或最大规则的极限值。5、单向和双向极限的标注（1）单向极限的标注466、表面粗糙度幅度参数的标注序号代号意 义a 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2mb 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2mc 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2mRa3.2Ra3.2Ra3.26、表面粗糙度幅度参数的标注序号代号意 义a 47表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.1序号代号意 义d 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，Ra的下限值为1.6me 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2mf 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，Rz的下限值为1.6mRz3.2URa3.2LRa1.6URa3.2LRz1.6表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.1序号代号意 48表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.2序号代号意 义g 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2m，Rz的下限值为1.6m（如果引不起误会，也可省略U、L）h 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m，Rz的最大值为6.3mURz3.2LRz1.6Ra max 3.2Rz max 6.3Rz3.2Rz1.6表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.2序号代号意 49表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.3序号代号意 义i 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m j 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2mk 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2mRa max 3.2Ra max 3.2Ra max 3.2表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.3序号代号意 50表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.4序号代号意 义l 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2m，Ra的最小值为1.6mm 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2mn用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2m，Rz的最小值为1.6mRz max 3.2Ra max 3.2Ra min 1.6Rz max 3.2Rz min 1.6表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.4序号代号意 51表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.5序号代号意 义o 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，传输带0.0080.8mmp 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2m，取样长度0.8mm，评定包含3个取样长度0.8/Ra 3 3.20.0080.8/Ra3.2表5.8 表面粗糙度幅度参数的标注.5序号代号意 527、加工方法、余量和表面纹理的标注加工方法、加工余量的标注见图5.15，加工纹理符号见表5.9。图5.15 加工方法、加工余量和表面纹理的标注示例7、加工方法、余量和表面纹理的标注加工方法、加工余量的标注见538、表面粗糙度附加参数的标注附加参数RSm、Rmr(c)不能单独标注(a)RSm上限值标注(b)RSm最大值标注(c)Rmr(c)标注(d)Rmr(c)最小值标注图5.16 表面粗糙度附加参数的标注8、表面粗糙度附加参数的标注附加参数RSm、Rmr(c)不能54二、表面粗糙度要求的图样标注n表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线或其延长线和指引线、尺寸线、尺寸界线上，也可标注在公差框格上，见图5.165.19。n符号的尖端必须从材料外指向被注表面。符号的尖端必须从材料外指向被注表面。n符号、数字的方向按规定标注。二、表面粗糙度要求的图样标注表面粗糙度符号、代号一般标注在可55表面粗糙度代号注法图5.17 表面粗糙度在轮廓线上的标注表面粗糙度代号注法图5.17 表面粗糙度在轮廓线上的标注56表面粗糙度在图样上的标注图5.18 表面粗糙度在尺寸线上的标注表面粗糙度在图样上的标注图5.18 表面粗糙度在尺寸线上的标57表面粗糙度在图样上的标注图5.19 表面粗糙度在几何公差框格上的标注表面粗糙度在图样上的标注图5.19 表面粗糙度在几何公差框格58用指引线引出标注表面粗糙度图5.20 用指引线引出标注表面粗糙度用指引线引出标注表面粗糙度图5.20 用指引线引出标注表面粗59键槽、圆角、倒角的表面粗糙度标注图5.21 键槽的表面粗糙度标注图5.22 圆角、倒角的表面粗糙度标注键槽、圆角、倒角的表面粗糙度标注图5.21 键槽的表面粗糙度60三、表面粗糙度的简化标注当多个表面具有相同的表面结构要求，以等式的形式给出 图5.23 表面粗糙度在几何公差框格上的标注三、表面粗糙度的简化标注当多个表面具有相同的表面结构要求，以61表面粗糙度的简化标注图5.24 只用符号的简化标注表面粗糙度的简化标注图5.24 只用符号的简化标注62表面粗糙度的简化标注图5.25 表面粗糙度的简化标注 除Rz值为1.6m和6.3m的表面外，其余所有表面粗糙度Ra值均为3.2m 表面粗糙度的简化标注图5.25 表面粗糙度的简化标注 63作 业 P159：1、简答题（1）（3）2 作 业 P159：1、简答题（1）（3）64