兰州理工大学机电工程学院机械设计基础课件 表面粗糙度.ppt

举例 * 第五章 表面粗糙度及检测 无论是机械加工的零件表面，或者是用铸、锻等方法获得的零件表面，总会存在着具有较小间距和峰谷的微观几何形状误差。这种较小间距和峰谷的微观几何形状特性称为表面粗糙度。国家标准：GB3503-83，GB1031-83，GB/T131-93。 5-1表面粗糙度的基本概念 一、表面粗糙度的界定 零件的截面轮廓形状包括： 1、表面粗糙度：波距小于1mm； 2、表面波纹度：波距在1—10mm； 3、形状误差：波距大于10mm。 二、表面粗糙度对零件工作性能的影响 1、影响零件运动表面的摩擦和磨损 表面越粗糙，摩擦系数越大，零件运动表面磨损加快。 2、影响配合性质的稳定性和机器的工作精度 对间隙配合：表面粗糙则易磨损，使配合间隙逐渐增大。从而降低机器的工作精度。 3、影响零件的强度 表面越粗糙，则对应力集中越敏感。 4、影响零件的抗腐蚀性 表面越粗糙，则表面越容易积聚腐蚀性物质，腐蚀加剧。 5、影响联接的密封性 5-2表面粗糙度的评定 一、取样长度和评定长度 1、取样长度L 是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度，合理地选择取样长度，可以限制形状误差和表面波纹度对测量结果的影响。 在取样长度范围内，包含5个以上的轮廓峰和谷。 2、评定长度 为了合理且较全面地反映整个表面的表面粗糙度特性，在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段长度Ln=5L。 二、基准线 是指评定表面粗糙度参数值时所取的基准。 1、轮廓的最小二乘中线 在取样长度内使轮廓上各点到该基准线的距离的平方之和最小。∑yi2=min 2、轮廓的算术平均中线 基准线将轮廓划分为上下两部分，且使上部分的面积之和等于下部分的面积之和。∑Fi=∑Fi/。 三、评定参数 主要有：高度参数、间距参数、形状参数。 1、高度特性参数 1.1 轮廓算术平均偏差Ra Ra=1/n∑|yi| 是指在取样长度L内，被测轮廓上各点到基准线的 距离yi的绝对值的算术平均值。 1.2 微观不平度十点高度Rz 在取样长度L内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高ypi 的平均值与五个最大轮廓谷深yvi的平均值之和。 Rz=1/5（∑yPi+∑yVi） 1.3 轮廓最大高度Ry 是指在取样长度L内，被测轮廓的峰顶线与轮廓谷底线之间的距离。 2.2 轮廓单峰的平均间距 轮廓单峰的间距：两相邻单峰的最高点之间的投影在中线上的长度。 轮廓单峰的平均间距：指在取样长度内，轮廓单峰的间距的平均值。 2、间距特性参数 2.1 轮廓微观不平度的平均间距 轮廓微观不平度的间距：是含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一端中线长度。 Sm=1/n∑Smi 轮廓微观不平度的平均间距：是指在取样长度L内，轮廓微观不平度的间距的平均值。 S=1/n∑Si 3、形状特性参数tp ηp=b1+b2+...bi+…bn =∑bi 轮廓支承长度率tp：tp =ηp /L 5-3 表面粗糙度评定参数及其数值的选择 一、评定参数的选择 最常采用高度特性参数： Ra和Rz：最常用Ra ——光滑表面和半光滑表面。 Ry：不常用，一般和Ra，Rz联用。 间距特性参数S：密封性要求较高的表面。 形状特性参数tp：耐磨性要求较高的表面。 轮廓支承长度ηp：在取样长度L内，一条平行于中线的直线与轮廓相截，所得各截线长度之和。 二、评定参数值的选用 2.1、（GB1031-83）一般原则： 1、工作表面较非工作表面，数值小； 2、摩擦表面、相对运动速度高的表面，数值小； 3、受变应力作用的零件，在应力集中部位，如圆角数值小； 4、对配合性质要求稳定的表面，数值小； 5、对密封性、防腐性要求较高的表面，数值小。 2.2、类比法： ? Ra值 μm Rz值 μm 表面形状特征 应用举例 40～80 160～320 ? 粗糙的 明显可见刀痕 ? 表面粗糙读较大的加工面，一般很少采用 20～40 80～160 可见刀痕 10～20 40～80 微观刀痕 粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、垫片的接触面等 5～10 20～40 ? 半 ? 光 可见加工痕迹 半精加工面：支架，箱体，带轮侧面，凸轮侧面等非接触自由表面，轴和孔的退刀槽，与螺栓头的接触面 2.5～5 10～20 微见加工痕迹 半精加工面：支架，箱体，盖面，套筒等和其它零件连接而没有配合要求的表面。 1.25～2.5 6.3～10 看不见加工痕迹 表面质量要求较高的表面，机床工作台面，组合机床主轴箱箱座和箱盖的结合面，