机械测量技术教学课件作者赵贤民课题5课件.pptx

课题5表面粗糙度及其检测 主编【学习目标】1.了解表面粗糙度的基本概念及其对机械零件使用功能的影响。2.熟悉表面粗糙度国家标准,能正确理解图样上表面粗糙度代号的技术含义。3.了解表面粗糙度的选用原则及选用方法。4.掌握表面粗糙度常用的检测方法。5.1　概述5.1.1　表面粗糙度的概念在切削加工过程中,零件表面会由于刀具和被加工表面间的相对运动轨迹(即刀痕)、刀具和被加工表面间的摩擦、切削过程中切削分离时表层金属材料的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因,出现许多微小的、间距较小的、凹凸不平的峰与谷。图5-1　加工误差示意图a)表面实际轮廓　b)表面粗糙度c)表面波度　d)形状误差5.1.2　表面粗糙度对零件使用性能和寿命的影响表面粗糙度是保证零件功能的重要因素,其参数值的大小对零件的使用性能和寿命有直接影响,主要体现在以下几个方面:1.对零件运动表面摩擦和磨损的影响图5-2　实际接触2.对配合性质的影响对于间隙配合,会因表面微观不平的峰尖在工作过程中很快磨掉而使间隙增大;对于过盈配合,表面轮廓的峰顶在装配时被挤平,使有效过盈减小,降低连接强度;对于过渡配合,表面粗糙度使配合变松。3.对疲劳强度的影响零件表面越粗糙,表面微观不平度的凹谷越深,其底部曲率半径越小,应力集中就会越严重,零件在交变应力作用下,疲劳损坏的可能性就越大,疲劳强度就越低。4.对耐蚀性的影响腐蚀介质在表面凹谷聚集,不易清除,产生金属腐蚀。5.对接触刚度的影响表面越粗糙,表面间的实际接触面积就越小,单位面积受力就越大,这就会加剧峰顶处的局部塑性变形,使接触刚度降低,影响机器的工作精度和抗振性。5.2　表面粗糙度评定参数和国家标准5.2.1　基本术语和定义1.λc轮廓滤波器λc轮廓滤波器是指确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。2.λs轮廓滤波器λs轮廓滤波器是指确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。3.表面轮廓表面轮廓是指一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓,如图5-3所示。图5-3　表面轮廓和坐标系1—表面轮廓　2—平面　3—实际平面　4—加工纹理方向4.坐标系坐标系是指定义表面结构参数的坐标体系。5.原始轮廓原始轮廓是指通过λs轮廓滤波器后的总轮廓。6.粗糙度轮廓粗糙度轮廓是对原始轮廓采用λc轮廓滤波器抑制长波成分之后形成的轮廓,是经过人为修正的轮廓。7.取样长度lr取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的一段长度,如图5-4所示。图5-4　取样长度和评定长度8.评定长度ln评定长度是指用于评定被评定轮廓的X轴方向上的一段长度。9.中线中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。(1)轮廓最小二乘中线图5-5　轮廓最小二乘中线(2)轮廓算术平均中线图5-6　轮廓算术平均中线5.2.2　表面粗糙度的评定参数为了满足表面不同的功能要求,国标GB/T 3505—2009从表面粗糙度轮廓的幅度、间距、形状等方面规定了相应的评定参数。1.幅度参数(1)评定轮廓的算术平均偏差Ra图5-7　轮廓算术平均偏差(2)轮廓的最大高度RzRz=Zpmax+Zvmax图5-8　轮廓的最大高度2.间距特征参数——轮廓单元的平均宽度Rsm轮廓单元的平均宽度Rsm是指在一个取样长度内粗糙度轮廓单元宽度Xs的平均值,如图5-9所示。图5-9　轮廓单元宽度图5-10　粗糙度轮廓单元3.混合参数——轮廓支承长度率Rmr(c)轮廓支承长度率Rmr(c)是指在给定水平截面高度c上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率,如图5-11所示。图5-11　支承长度率曲线图5-12　实体材料的长度5.2.3　表面粗糙度国家标准表面粗糙度的评定参数值已经标准化,设计时应根据国家标准规定的参数值系列选取。国家标准GB/T 1031—2009对参数系列值的规定有基本系列和补充系列,要求优先选用基本系列值(表5-2~表5-5)。5.3　表面粗糙度的符号和标注表面粗糙度的评定参数及其数值确定后,还应按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》的规定把表面粗糙度要求正确地标注在零件图上。5.3.1　表面粗糙度的符号表面粗糙度的基本符号如图5-13所示,在图样上用细实线画出。图5-13　表面粗糙度的基本符号5.3.2　表面粗糙度的标注表面粗糙度数值及相关规定在符号中的标注位置如图5-14所示。图5-14　表面粗糙度数值及相关规定在符号中的标注位置a—注写表面结构的单一要求a和b—注写两个或多个表面结构要求　c—注写加工方法　d—注写表面纹理和方向　e—注写加工余量1.表面粗糙度幅度参数的标注幅度参数是表面粗糙度的基本参数,Ra、Rz在代号中用数值表示,单位为微米(μm),Ra的参数值可不标注参数代号,Rz的参数值前需标