表面粗糙度概念和评定参数课件

4.1 表面粗糙度表面粗糙度的概念和评定参数的概念和评定参数第第4 4章章 零件的表面粗糙度零件的表面粗糙度 一一一一.表面粗糙度概述表面粗糙度概述 ConceptConcept ofof surface texture surface texture 二二二二.评定参数评定参数 Parameter of surface textureParameter of surface texture 三三三三.表面粗糙度的选用表面粗糙度的选用 Selection of surface textureSelection of surface texture 四四四四.表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量 Meter of surface textureMeter of surface texture学习要求：学习要求：（1）掌握表面粗糙度的高度特性参数，（2）理解表面粗糙度的基本概念（3）了解表面粗糙度的测量方法4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数 1、表面粗糙度的概念、表面粗糙度的概念 加工表面上具有的较加工表面上具有的较小间距和峰谷所构成的微小间距和峰谷所构成的微观几何形状特性，称为观几何形状特性，称为表表面粗糙度面粗糙度。零件表面的峰谷零件表面的峰谷 指零件表面的微观几何形状指零件表面的微观几何形状一、表面粗糙度的概述一、表面粗糙度的概述微小的峰谷高低程度及间距状况波距H波高/h1000宏观/h=401000波度误差/h 0.020.10.12.02.010.010.080.00.0250.100.100.500.5010.010.050.050.03200.08 0.25 0.8 2.5 8.0 0.4 1.25 4.0 12.5 40.0表表3-4选用选用tp时，必须同时给出轮廓水平截距时，必须同时给出轮廓水平截距C的数值。的数值。C值多用值多用Ry百分数表示。百分数表示。表表3-5 取样长度、评定长度与评定参数的对应关系取样长度、评定长度与评定参数的对应关系若取样长度若取样长度l按表按表3-53-5选定时，在图样上省略不标，否则应在图选定时，在图样上省略不标，否则应在图样上标注出取样长度。样上标注出取样长度。4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用2 2、评定参数的选择评定参数的选择首先应考虑零件使用功能要求的侧重及各评定参数的特征，其次应考虑仪首先应考虑零件使用功能要求的侧重及各评定参数的特征，其次应考虑仪器设备条件等因素。器设备条件等因素。推荐优先选用推荐优先选用Ra值，值，通常采用电动轮廓仪用针描法进行测量，其测量范围是通常采用电动轮廓仪用针描法进行测量，其测量范围是0.025-6.3m。Rz也是一个常用的基本评定参数也是一个常用的基本评定参数，因为该参数直观易测，一般光学仪器：双，因为该参数直观易测，一般光学仪器：双管显微镜、干涉显微镜等即可测量。管显微镜、干涉显微镜等即可测量。对于某些不允许出现较大的加工痕迹的零件表面，以及对疲劳强度要求较高对于某些不允许出现较大的加工痕迹的零件表面，以及对疲劳强度要求较高的表面，的表面，可以在选择大可以在选择大Ra或或Rz的时，加选的时，加选Ry。对于仪表、轴承行业中的小零件，难以取得规定的取样长度，选用对于仪表、轴承行业中的小零件，难以取得规定的取样长度，选用Ry。当某些关键零件的主要表面有更多的功能要求时当某些关键零件的主要表面有更多的功能要求时,就就需要选用需要选用Sm、S来控来控制微观不平度横向间距的细密度。制微观不平度横向间距的细密度。在数值相同的情况下，在数值相同的情况下，对表面耐磨性有一对表面耐磨性有一定的要求时，需加选定的要求时，需加选tp来进一步控制和保证加工表面的质量。来进一步控制和保证加工表面的质量。三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数 表表 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra的数值系列的数值系列（摘自（摘自GB/T3505-2000）mRa0.0120.0250.050.13.26.312.5250.20.40.81.650100 表表 各种各种Ra值下的表面状况、加工方法和应用值下的表面状况、加工方法和应用 100 12.5 Ra（m）6.3 1.60 0.80 0.20 0.10 0.012 表面状况表面状况 可见刀纹可见刀纹 可见加工痕迹可见加工痕迹 看不见加工痕迹看不见加工痕迹 光泽面光泽面 加工方法加工方法 粗车、粗铣、钻粗车、粗铣、钻孔、粗刨等孔、粗刨等 精车、精铣、粗精车、精铣、粗磨、粗铰等磨、粗铰等 精磨、精铰、精磨、精铰、精拉等精拉等 研磨、抛光、超研磨、抛光、超级加工等级加工等 应应 用用 不接触表面。如倒角、退刀槽表面不接触表面。如倒角、退刀槽表面等等 静止的接触面或零件相对运动速度静止的接触面或零件相对运动速度低的接触面。如凸台、沉孔的加工面、低的接触面。如凸台、沉孔的加工面、键和键槽的表面等键和键槽的表面等 要求密合很好的接触面或相对运动速要求密合很好的接触面或相对运动速度较高的接触面。如轴和孔的配合面、度较高的接触面。如轴和孔的配合面、定位销和销孔的表面、阀和阀座的接触定位销和销孔的表面、阀和阀座的接触面等面等 精密量具的工作面等精密量具的工作面等 4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用3、参数允许值的确定、参数允许值的确定表面粗糙度参数值的选择原则是表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值（取较大的参数值（tp值反之）。值反之）。具体选用时，采用类比法确定表面粗糙度参数值，具体选用时，采用类比法确定表面粗糙度参数值，再对比具体的工作条件做适再对比具体的工作条件做适当的调整，调整过程中应注意以下几点：当的调整，调整过程中应注意以下几点：同一零件上，同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面粗糙度要求高于非摩擦表面，摩擦表面粗糙度要求高于非摩擦表面，滚动摩擦表面高于滑动摩擦表面，滚动摩擦表面高于滑动摩擦表面，运动速度高、单位面积承受压力大的表面粗糙度要求高些；运动速度高、单位面积承受压力大的表面粗糙度要求高些；承受交变载荷的表面及容易引起应力集中的部分，承受交变载荷的表面及容易引起应力集中的部分，粗糙度要求高些；粗糙度要求高些；对配合性质有稳定可靠性要求的表面，对配合性质有稳定可靠性要求的表面，粗糙度要求应高些；粗糙度要求应高些；配合性质相同时，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度要求要高些；配合性质相同时，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度要求要高些；对特殊用途的零件，表面粗糙度参数值的选择应按照特殊要求考虑。对特殊用途的零件，表面粗糙度参数值的选择应按照特殊要求考虑。三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数4、参数值的确定方法、参数值的确定方法应考虑尺寸公差、形状公差、表面粗糙度三者之间的关系应考虑尺寸公差、形状公差、表面粗糙度三者之间的关系一般尺寸公差、形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，一般尺寸公差、形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但三者之间并不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。但三者之间并不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。在正常的工艺条件下，三者之间有一定的对应关系，在正常的工艺条件下，三者之间有一定的对应关系，设形设形状公差为状公差为T T，尺寸公差为尺寸公差为ITIT，它们之间的关系可参照以下对它们之间的关系可参照以下对应关系应关系：若若T0.6 IT，则，则Ra0.05 IT；Rz 0.2 IT若若T0.IT，则，则Ra0.0IT；Rz 0.1 IT若若T0.4 IT，则，则Ra0.025 IT；Rz 0.1 IT若若T0.25 IT，则，则Ra0.012 IT；Rz 0.05 IT若若T0.25 IT，则，则Ra0.15 T；Rz 0.6 T三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数例：某齿轮减速器的轴与滚动轴承配合的轴颈，其基本尺寸例：某齿轮减速器的轴与滚动轴承配合的轴颈，其基本尺寸的的公差带代号为公差带代号为65k6，试确定其表面粗糙度参数，试确定其表面粗糙度参数Ra的允许的允许值。值。解：根据上述关系式，轴颈表面属于重要表面，解：根据上述关系式，轴颈表面属于重要表面，T0.IT，则，则Ra0.0IT根据表根据表1-6：IT6=19mRa0.0IT=0.0419=0.76m查表查表3-1知：知：Ra取取0.8m如果根据零件功能要求，不允许采用如果根据零件功能要求，不允许采用0.8m，则可用补充系列值，则可用补充系列值0.63m三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数在一般情况下，f40H7和f80H7相比，f40H6/f5和f40H6/s5相比，哪个应选较小的表面粗糙度值?答：f40H7比比f80H7的粗糙度可选小些，因为其的粗糙度可选小些，因为其尺寸小些，较易保证；尺寸小些，较易保证；f40H6s5比比f40H6f5的粗糙度应选小些，的粗糙度应选小些，因该配合是过盈配合，为了连接可靠、安全，因该配合是过盈配合，为了连接可靠、安全，应减小粗糙度，以免装配时将微观不平的峰、应减小粗糙度，以免装配时将微观不平的峰、谷挤平而减少实际过盈量。谷挤平而减少实际过盈量。三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数三个三个评定主参数对照评定主参数对照a：能客观地反映表面微观几何形状的特征。z：反映表面微观几何形状特征方面不如a全面，但测量方便。y：所反映表面微观几何形状特征更不全面，但测量十分简便，弥 补了a、z不能测量极小面积的不足。三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数调整时应考虑的因素：1)同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。2)摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦面小。3)运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。4)配合性质要求越稳定，数值应小。同一公差等级轴的表面粗糙度值应比孔的数值小。5)表面粗糙度数值与尺寸、形位公差协调。6)防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。三、表面粗糙度的选用三、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量常用的表面粗糙度的测量方法有：常用的表面粗糙度的测量方法有：比较法比较法 光切法光切法 干涉法干涉法 针描法针描法4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数比较法比较法-用表面粗糙度样板测量用表面粗糙度样板测量比较法：比较法：将被测表面对照粗糙度样板，用肉眼或借助于放大镜，将被测表面对照粗糙度样板，用肉眼或借助于放大镜，比较显微镜直接进行比较，也可以用手触摸，划动感比较显微镜直接进行比较，也可以用手触摸，划动感觉来判断被测表面的粗糙度觉来判断被测表面的粗糙度。多用于车间，一般只用于评定表面粗糙度值较大的工多用于车间，一般只用于评定表面粗糙度值较大的工件。件。四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数比较法：将被测表面与粗糙度标准样板相比较，通过视觉、触 感或其它方法进行比较后，对被测表面的粗糙度作出评定的方法。四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数光切法光切法-用双管显微镜测量用双管显微镜测量双管显微镜是应用双管显微镜是应用光切原理测量光切原理测量表面粗糙度的。表面粗糙度的。双管显微镜双管显微镜常用于测量常用于测量Ra或或Rz值，值，由于受到分辨率的由于受到分辨率的限制，一般测量范围为限制，一般测量范围为Rz 180m.双管显微镜不但双管显微镜不但适用于测量车、铣、刨及其他类似加适用于测量车、铣、刨及其他类似加工方法的金属表面，还可以用于测量木板、纸张、塑工方法的金属表面，还可以用于测量木板、纸张、塑料、电镀层等表面的微观不平度。料、电镀层等表面的微观不平度。四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数光切法利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数干涉法干涉法-用干涉显微镜测量用干涉显微镜测量利用利用光波干涉原理结合显微系统光波干涉原理结合显微系统来测量表面粗糙度的一来测量表面粗糙度的一种方法。种方法。常用来测量常用来测量Rz的值，的值，测量范围一般为测量范围一般为Rz 0.0250.8m。干涉显微镜不仅适用于干涉显微镜不仅适用于测量高反射率的金属加工表面，测量高反射率的金属加工表面，也能测量也能测量低反射率的玻璃表面，低反射率的玻璃表面，但是主要是但是主要是用于要求表用于要求表面粗糙度参数值小的表面。面粗糙度参数值小的表面。四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数干涉法：利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法。主要用于测量表面粗糙度的Rz和Ry值，可以测到较小的参数值，通常测量范围0.031m常用的测量仪器干涉显微镜四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数针描法针描法-用电动轮廓仪测量用电动轮廓仪测量针描法也称触针法，是利用金刚石触针在被测表面上轻针描法也称触针法，是利用金刚石触针在被测表面上轻轻划过，从而轻划过，从而测出表面粗糙度测出表面粗糙度Ra值值的一种方法。的一种方法。电动轮廓仪就是电动轮廓仪就是利用针描测量原理利用针描测量原理设计的。电动轮廓仪设计的。电动轮廓仪的测量范围一般为的测量范围一般为Ra 0.0256.3m，仪器配有各种附，仪器配有各种附件，以适应平面、内外圆柱面、锥面、球面、沟槽等形件，以适应平面、内外圆柱面、锥面、球面、沟槽等形状表面测量。状表面测量。四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数针描法电动轮廓仪 四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的测量：总结表面粗糙度的测量：总结比较法：比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。光切法：光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量常用于测量Rz为为0.560m。干涉法：干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量可测量Rz和和Ry值。值。针描法：针描法：是利用金刚石触针在被测表面上轻轻划过，从而是利用金刚石触针在被测表面上轻轻划过，从而测出表面粗糙度测出表面粗糙度Ra值值的一种方法的一种方法四、四、表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数（一）测量方向1.当图样上未规定测量方向时，对于一般切削加工表面，应在垂直于加工痕迹的方向上测量；2.当图样上明确规定测量方向的特定要求时，则应按要求测量；3.当无法确定表面加工纹理方向时(如经研磨的加工表面)，应通过选定的几个不同方向测量，然后取其中的最大值作为被测表面的粗糙度参数值。（二）测量部位1.被测工件的实际表面选定几个部位进行测量，测量结果的确定，可按照国家标准的有关规定进行测量。2.当图样上明确规定测量方向的特定要求时，则应按要求测量；3.当无法确定表面加工纹理方向时(如经研磨的加工表面)，应通过选定的几个不同方向测量，然后取其中的最大值作为被测表面的粗糙度参数值。（四）表面缺陷 零件的表面缺陷，例如气孔、裂纹、砂眼、划痕等缺陷，一般比加工痕迹的深度或宽度大得多，不属于表面粗糙度的评定范围，必要时，应单独规定对表面缺陷的要求。返回小结：小结：1、表面粗糙度的概念2、基本术语及评定参数3、表面粗糙度的选用4.1 表面粗糙度的概念和评定参数表面粗糙度的概念和评定参数作业：作业：练习册