表面粗糙度课件

表面粗糙度及檢測表面粗糙度基本內容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的評定、選用、標注及測量。重點內容：表面粗糙度的評定、選用及標注。難點內容：表面粗糙度的評定、選用。操作技能：表面粗糙度的測量。4.1表面粗糙度的國家標準參照國際標準（ISO），對原有表面粗糙度國家標準（GB1031—83、GB131—83）作了修訂和增訂，新國標為GB/T1031—1995、GB/T131—93。1、基本概念零件表面的形貌可分為三種情況：(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰穀的不平程度，其波長和波高之比一般小於50。屬於微觀幾何形狀誤差。(2)表面波紋度：零件表面中峰穀的波長和波高之比等於50～1000的不平程度稱為波紋度。會引起零件運轉時的振動、雜訊，特別是對旋轉零件（如軸承）的影響是相當大的目前表面波紋度還沒有制定國家標準。國際標準化組織第57技術委員會正在制定表面波紋度有關國際標準。(3)形狀誤差：零件表面中峰穀的波長和波高之比大於1000的不平程度屬於形狀誤差。

2、表面粗糙度對零件性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質的穩定性。影響零件的疲勞強度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對零件的外觀、測量精度、表面光學性能、導電導熱性能和膠合強度等也有著不同程度的影響。4.1.1表面粗糙度評定參數及其數值

1、主要術語與定義（1）、取樣長度l：評定表面粗糙度所規定的一段基準線長度。應與表面粗糙度的大小相適應。規定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結果的影響，一般在一個取樣長度內應包含５個以上的波峰和波谷。（見表4—

1。）（2）、評定長度ln：為了全面、充分地反映被測表面的特性，在評定或測量表面輪廓時所必需的一段長度。評定長度可包括一個或多個取樣長度。表面不均勻的表面，宜選用較長的評定長度。評定長度一般按5個取樣長度來確定。（見表4—1。）表4-1（3）、輪廓中線m評定表面粗糙度的基準線：評定表面粗糙度的一段參考線。有以下兩種：輪廓的最小二乘中線m：在取樣長度內，使輪廓上各點至一條該線的距離平方和為最小。即：輪廓算術平均中線m

：在取樣長度內，將實際輪廓劃分上下兩部分，且使上下面積相等的直線。即：F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gn最小二乘中線輪廓算術平均中線F1+F2+…+Fn=G1+G2+…+Gn2、表面粗糙度的評定參數國家標準GB3505-83和GB/T1031-95中規定了6個評定參數，其中有關高度特性的參數3個，間距特性的參數有2個，形狀特性參數有1個，其中高度參數是主要的。（1）輪廓算術平均偏差Ｒa在取樣長度內，被測實際輪廓上各點至輪廓中線距離絕對值的平均值，即

（2）微觀不平度十點高度Ｒz在取樣長度內５個最大的輪廓峰高ypi平均值與5個最大輪廓穀深yvi平均值之和。Rz

只能反映輪廓的峰高，不能反映峰頂的尖銳或平鈍的幾何特性。

（3）輪廓最大高度Ｒy在取樣長度內，輪廓的峰頂線和穀底線之間的距離。峰頂線和穀底線平行於中線且分別通過輪廓最高點和最低點。

Ry=︱ypmax︱+︱yvmax︱

Ry=︱ypmax︱+︱yvmax︱（4）輪廓單峰平均間距

S兩相鄰輪廓單峰的最高點在中線上的投影長度Si(圖4—4)稱為輪廓單峰間距。在取樣長度內，輪廓單峰間距的平均值，稱之為輪廓單峰平均間距S。（5）輪廓不平度的平均間距Smi含有一個輪廓峰（與中線有交點的峰）和相鄰輪廓穀（與中線有交點的穀）的一段中線長度Smi,在取樣長度內，輪廓微觀不平度間距的平均值，稱之為輪廓微觀不平度間距的平均間距。（6）輪廓支承長度率tp一根平行於中線且與輪廓峰頂線相距為C的線與輪廓峰相截所得到的各段截線圖bi(如圖4—4)之和，稱之為輪廓支承長度np

。輪廓支承長度np

與取樣長度l之比,稱之為輪廓支承長度率tp。

4.1.2表面粗糙度的代（符）號及標注1、表面粗糙度的基本符（代）號

表面粗糙度的基本符（代）號有三種，其基本符（代）號是由兩條不等長度的直線交於600，且與工件表面成600。見表4—7中的第一、二、四個代（符）號。在圖樣上表示表面粗糙度的符號有三種：a為基本符號，表示表面可以用任何方法獲得；b表示表面是用去除材料的方法獲得的；c表示表面是用不去除材料的方法獲得的。

abc表4-72、在表面粗糙度基本符（代）號的周圍標注的參數和數值或代號a1、a2處為粗糙度高度參數的允許值（μm）；b處標注加工方法、鍍塗或其他表面處理；c處標出取樣長度（mm）；d標出加工紋理方向符號；e處標出加工餘量（mm）；f處標出間距參數值（mm）或輪廓支承長度率。3、表面粗糙度的標注高度參數：當選用Ra時，只需在代號中標出其參數值，“Ra”本身可以省略；當選用Rz或Ry時，參數和參數值都應標出；當允許實測值中，超過規定值的個數少於總數的16%時，應在圖中標注上限值和下限值，當所有實測值不允許超過規定值時，應在圖樣上標注最大值或最小值。標注時將其標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上，符號的尖端必須從材料外指向被注表面。取樣長度：如按國標選用，則可省略標注；表面加工紋理方向：指表面微觀結構的主要方向，由所採用的加工方法或其他因素形成，必要時才規定。常見加工紋理方向符號見P100有關規定。4、標注舉例4.2表面粗糙度（評定參數）的選擇評定參數的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數。推薦優先選用Ra值，因為Ra能充分反映零件表面輪廓的特徵。以下情況下例外：當表面過於粗糙（Ra＞6.3μm）或過於光滑（Ra＜

0.025μm）時，可選用Rz，因為此範圍便於選擇用於測量Rz的儀器測量。當零件材料較軟時，因為Ra一般採用觸針測量。當測量面積很小時，如頂尖、刀具的刃部、儀錶的小元件的表面，可選用Ry值。表面粗糙度（參數值）的選擇表面粗糙度參數值的總的選擇原則是：在滿足零件表面功能要求的前提下，儘量選取較大的參數值。一般原則是：同一零件上，工作表面比非工作表面的表面粗糙度參數值要小些。摩擦表面比非摩擦表面的表面粗糙度參數值要小些；滾動摩擦表面比滑動摩擦表面的表面粗糙度參數值要小些；運動速度高、單位壓力大的摩擦表面，應比運動速度低、單位壓力小的摩擦表面的表面粗糙度參數值要小些。受迴圈載荷的表面以及易引起應力集中的部分（如圓角、溝槽），表面粗糙度參數值要小。配合性質要求高的結合表面，配合間隙小的配合表面以及要求連接可靠，受重載的過盈配合表面等，都應該取較小的表面粗糙度參數值。配合性質相同，零件尺寸愈小則表面粗糙度參數值應愈小；同一精度等級，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度參數值要小些。參數值的選用方法可用類比法來確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時，表面粗糙度參數值也小，但也不存在確定的函數關係。如機床的手輪或手柄。一般情況下，它們之間有一定的對應關係，設形狀公差為T，尺寸公差為IT，它們之間的關係可參照以下對應關係：若T≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，則Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，則Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，則Ra≤0.15T；Rz≤0.64.3表面粗糙度的測量比較法：將被測表面和