[工学]第4章 表面粗糙度及检测.ppt

互换性与技术测量 四川大学制造学院 朱鲁闯 本章主要内容： 1．表面粗糙度对零件使用性能的影响； 2．表面粗糙度评定基准、评定参数与数值系列； 3．表面粗糙度参数的选择，表面粗糙度的标注方法； 4．表面粗糙度的测量。 学习指导 本章学习目的是掌握表面粗糙度的评定参数和标注，为合理选用表面粗糙度打下基础。学习要求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度的概念；了解表面粗糙度对机械零件使用性能的影响。理解规定取样长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度的高度参数及其检测手段；了解表面粗糙度的间距特性参数；掌握表面粗糙度参数和参数值的选用原则和方法。熟练掌握表面粗糙度技术要求在零件图上标注的方法。 概述 零件表面的形貌可分为三种情况： 表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于50。属于微观几何形状误差。 表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的。目前表面波纹度还没有制定国家标准。国际标准化组织第57技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。 形状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。 概述 概述 零件表面粗糙度国家标准： 过去的国家标准（表面光洁度国家标准）：GB 1031-68GB 131-74 现在的国家标准（表面粗糙度国家标准）：GB 3505-83 表面粗糙度—术语、表面及其参数；GB/T1031-1995 表面粗糙度参数及其数值；GB/T131-93 机械制图表面粗糙度符号、代号及其标注。 概述 表面粗糙度对零件性能的影响： 轮廓峰顶磨擦越粗糙，阻力大，磨损快； 接触面积减少，越粗糙，受力后局部变形大，接触刚度低，抗震性差 微观不平度凹痕愈深，底部曲率半径小，应力集中严重，零件愈易疲劳损坏（动载荷时） 微观不平，积聚空气、腐蚀性气体---腐蚀零件 对配合性质稳定性影响大（精密轴率回转精度对粗糙度要求极高） 对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。 4.1 表面粗糙度国家标准 1.主要术语及定义 (1)取样长度l：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。 (2)评定长度ln：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。评定长度一般按5个取样长度来确定。 图例图表 4.1 表面粗糙度国家标准 1.主要术语及定义 (3)轮廓中线m：评定表面粗糙度数值的基准线。它是具有与被测表面几何形状一致的几何轮廓形状，并将被测轮廓加以划分的线。有两种中线：轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至该线的距离平方和为最小。即： 轮廓算术平均中线m ：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线 。即： F1+F2+…+Fn= G1+G2+…+Gm 图例图表 4.1 表面粗糙度国家标准 2.评定参数及数值 国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数所组成。 高度参数有轮廓算术平均偏差Ra、微观不平度10点高度Rz和轮廓最大高度Ry三个指标参数。 间距参数有轮廓单峰平均间距S和轮廓微观不平度的平均间距Sm两个指标参数。 综合参数有轮廓支承长度率tp一个指标参数。 在实际表面粗糙度评定中，如无特殊要求，一般使用高度参数中的轮廓算术平均偏差Ra 。 4.1 表面粗糙度国家标准 轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即 4.1 表面粗糙度国家标准 微观不平度10点高度值Rz在取样长度内５个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。 4.1 表面粗糙度国家标准 轮廓最大高度Ry在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。 Ry =︱ypmax︱+︱yvmax︱ 4.1 表面粗糙度国家标准 轮廓单峰平均间距S取样长度内，轮廓上相邻单峰沿中线m方向间距Si的平均值。 4.1 表面粗糙度国家标准 轮廓微观不平度的平均间距Sm含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi称为轮廓微观不平度间距。在取样长度内轮廓微观不平度间距Smi的平均值，就是轮廓微观不平度平均间距Sm。 4.1 表面粗糙度国家标准 轮廓支承长度率tp：