第4章表面粗糙度与检测汇编.ppt

安徽农业大学工学院 * * 第4章 表面粗糙度与检测 国家标准 GB/T 3505－2000《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构的术语、定义及参数》 GB/T 1031－1995《表面粗糙度 参数及其数值》 GB/T 131－2006《产品几何技术规范(GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》 4.1?? 概述 4.1.1 表面粗糙度 表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征。 (一)表面形状误差：以工件整个表面形状与理想形状的变动量来评定——宏观几何形状误差。 产生的原因：工件的安装定位误差，机床—刀具—工件相对不准确及切前力变化造成。 (二)表面波度：零件表面上具有周期性变化的误差——中间几何形状误差。 产生的原因：切削力的波动、振动等原因造成的具有明显周期性的波形，这种误差不是所有加工表面都会有的。 (三)表面粗糙度：零件加工表面上微小的峰谷，这些峰谷的高低程度及间距状况——微观的几何形状误差。 产生原因：加工痕迹、切屑分离时的塑性变形、工艺系统中的高频振动、刀具和被加工表面的摩擦。 ?区别：并没有严格的界限，通常以波距或波距与波高之比的值来区别。 ＜50 ＜1mm 表面粗糙度 50～1000 1～10mm 表面波度 ＞1000 ＞10mm 表面形状误差 波距与波高之比（L/H） 波距（L） 4.1.2 表面粗糙度对零件工作性能的影响 ? 使用寿命 　 磨损 配合精度 间隙 配合性能变化 过盈 降低连接强度 　　　 摩擦阻力 机械效率 粗 接触面积 应力集中 接触刚度 疲劳强度 表面面积 腐蚀 4.2 表面粗糙度的评定 4.2.1 主要术语和定义 1.表面轮廓：平面与实际表面相交所得的轮廓线。 按相截方向的不同，可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。评定时，除非特别指明，通常均指横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直在截面上的轮廓。 横向轮廓 　　　　　　　　　　　　　　　 纵向轮廓 2.取样长度（lr）：为限制或减弱表面波动对表面粗糙度测量结果的影响，在判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线的长度。 3.评定长度（ln）：为了充分合理地反映表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必须的一段长度。 　　　Ln中包含一个或几个Lr，而Lr中至少要有五个峰、五个谷。 lr lr lr lr lr 4.轮廓的最小二乘中线:即在取样长度内，使轮廓上各点至一条假想线的纵坐标值Z(x)的平方和为最小。 5.轮廓的算术平均中线：在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上下两部分，且使上部分面积之和等于下部分面积之和。 4.2.2 几何参数的术语 1. 轮廓峰和轮廓谷 轮廓峰是指连接(轮廓和X轴)两相邻交点向外(从材料到周围介质)的轮廓部分。 轮廓谷是指连接两相邻交点向内(从周围介质到材料)的轮廓部分。 2. 轮廓单元：指轮廓峰和轮廓谷的组合。 3. 轮廓峰高Zp和轮廓谷深Zv 轮廓峰高Zp则是轮廓最高点距X轴线的距离。 轮廓谷深Zv则是X轴线与轮廓谷最低点之间的距离。 4. 轮廓单元的高度Zt：指一个轮廓单元的峰高和谷深之和。 5. 轮廓单元的宽度Xs：指X轴线与轮廓单元相交线段的长度。 6. 在水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml(c) 在一个给定水平位置c上用一条平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和。 4.2.3 评定参数 1.高度参数 ⑴轮廓的算术平均偏差Ra：在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值 。 ⑵ 轮廓的最大高度Rz在一个取样长度内，最大轮廓峰高Rp和最大轮廓谷深Rv之和的高度。用公式表示为 Rz = Rp + Rv 2. 间距参数 轮廓单元的平均宽度RSm： 指在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值。 3. 曲线和相关参数 ⑴ 轮廓的支承长度率Rmr(c) 指在给定水平位置上轮廓的实体材料长度与评定长度的比率。 用公式表示为 ⑵ 轮廓的支承长度率曲线 是表示轮廓支承率随水平位置而变的关系曲线。 4.3 表面粗糙度的选用 4.3.1 表面粗糙度评定参数的选择 在表面粗糙度的评定参数中，Ra、Rz两个高度参数为基本参数，RSm、Rmr(c)为附加参数。 (1) 如果没有特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，但以下情况不宜选用Ra。 ① 当表面过于粗糙(Ra＞6.3μm)或