[信息与通信]精度设计及应用-6-20111014.ppt

23.8.2002 2.4 精度设计中的表面粗糙度 2.4.1基本概念 一台机器在正常的使用过程中，其零件的工作性能会逐渐变异，甚至出现突然损坏而失效，其原因往往不是因为 刚度、强度不够，大多数是由于磨损、腐蚀或疲劳破坏所致，而磨损、腐蚀或疲劳破坏都是从零件的表面开始的。 表面粗糙度参数值的大小对零件的使用性能和寿命有直接影响。 在保证零件尺寸、形状和位置精度的同时，对表面粗糙度也应有相应的要求， 特别是对高速度、高精度和密封性要求严的产品，其表面质量尤为重要。 1. 表面粗糙度(surface roughness)的定义 表面粗糙度指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状特性 通常按波距来划分，波距小于1mm的属于表面粗糙度，波距在1～10mm的属于表面波度，波距大于10mm的属于形状误差 2. 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 （1）影响零件的耐磨性 （2）影响抗疲劳强度 （3）影响配合性质的稳定性 （4）影响抗腐蚀性 （5）影响接触刚度 此外，表面粗糙度对密封性、测量精度、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面胶合强度等都有很大影响。 2.4.2 表面粗糙度的评定 1. 有关术语及定义 （1）轮廓滤波器 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。 在测量表面粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中使用以下三种滤波器。它们的传输特性相同，截止波长不同 ① 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。 ② 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。 ③ 滤波器 是指确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器。 （2）表面轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓。 （3）原始轮廓 原始轮廓是指在应用短波长的滤波器之后的总轮廓。 （4）粗糙度轮廓 粗糙度轮廓是对原始轮廓采用滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。是故意修正的轮廓。 以下所涉及到的轮廓，若无特殊说明，均指粗糙度轮廓 2. 评定基准 为了客观地评定表面粗糙度，首先要确定测量的长度范围和方向。即间距与幅度两个方向的评定基准 （1）取样长度 用于判别被评定轮廓不规则特征的x轴方向上的一段长度，图2-61 取样长度在数值上与 滤波器的标志波长相等，x轴方向与间距方向一致，图2-62 规定取样长度是为了限制和减弱被测表面其他几何形状误差，特别是表面波纹度对测量、评定表面粗糙度的影响， 表面越粗糙，取样长度就越大 （2）评定长度 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。 一般取 ； 如被测表面均匀性较好，测量时可选 ； 均匀性差的表面，可选 。 （3）轮廓中线 (mean lines) 用轮廓滤波器 抑制了长波轮廓成分相对应的中线，即具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 两种确定轮廓中线方法 ①轮廓最小二乘中线（least squares mean line of the profile） 指在取样长度内，使轮廓线上各点的纵坐标值 平方和为最小的线。即： 为最小 ② 轮廓算术平均中线 (centre arithmetical mean line of the profile) 具有几何轮廓形状在取样长度内与轮廓走向一致的基准线。在取样长度内由该线划分轮廓使上下两边的面积和相等。即： 3. 评定参数 (parameters) (1) 轮廓的幅度参数 ① 轮廓的算术平均偏差Ra 指在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值，记作Ra ② 轮廓的最大高度Rz (maximum height of profile) 在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和称为轮廓的最大高度．记作Rz 式中的 和 都取绝对值 （2）轮廓单元的平均宽度 (mean width of the profile elements) 粗糙度轮廓单元是指粗糙度轮廓峰和粗糙度轮廓谷的组合。轮廓单元的平均宽度是指在一个取样长度内粗糙度轮廓单元宽度 的平均值，记作： （3）轮廓的支承长度率 是指在给定水平位置C上轮廓实体材料长度 与评定长度的比率,记作 轮廓