固体的表面性质.ppt

第一页，共三十六页，2022年，8月28日 一、表面的几何形状特征 1、微观几何形状误差 加工过程固有误差引起表面对设计要求的形状偏差,用表面波纹度、表面粗糙度描述 2、表面波纹度 切削加工过程中系统有害振动引起的表面波纹（波高h、波距s） 宏观粗糙度 h /s≈1：40 ；s一般1~10mm 3、表面粗糙度 不象波纹度那样有明显的周期性，波距较小、波高较小 第二页，共三十六页，2022年，8月28日 波度 实际轮廓 粗糙度 波纹度 表面形貌 加工方法 刀具振动 系统误差 第三页，共三十六页，2022年，8月28日 表面形貌轮廓 中线：实体面积=空间面积 空间 实体 Zi 实际表面 平面度 M M 第四页，共三十六页，2022年，8月28日  又称微观粗糙度，无明显的周期性 波距s较短（约2~800μm） 波高h较小（约0.03~400μm ） 表面粗糙度越低，则表面越光亮。 评定指标： Ra---轮廓算术平均偏差、Rq---轮廓均方根偏差 Rz---微观不平度十点高度、Ry---轮廓最大高度。 二、表面粗糙度参数 ---- 高度特性参数、间距特性参数、形状特性参数 ---- 一维、二维、三维形貌参数 第五页，共三十六页，2022年，8月28日 中线m：实体面积＝空间面积　　 Zi—以中线为起点度量出的廓形高度 n—在样品标准长度l内的测量次数 l —随粗糙度而定，粗糙度等级不同， l 值不同 1、高度特性参数（1）轮廓算术平均偏差 Ra 概率统计表达式： 数学表达式： 第六页，共三十六页，2022年，8月28日 （2）轮廓均方根偏差 Rq 轮廓图形上各点和中线之间距离平方的平均值的平方根 Zi大的点比重大，能高度反映粗糙度 Ra≈0.8Rq 数学表达式： 概率统计表达式： 第七页，共三十六页，2022年，8月28日 是在标准长度L内五个最高的轮廓峰高的平均值与五个最低的轮廓谷深的平均值之和 hpi—第i个最高的轮廓峰高 hvi —第i个最低的轮廓谷深 （3）微观不平度十点高度 Rz 第八页，共三十六页，2022年，8月28日 (4)轮廓最大高度 Ry 是表面经常出现的微观不平度的最大高度。 即在标准取样长度内轮廓顶线和轮廓谷底线之间的距离。 一般取若干段，求Ry的平均值， 避免出现用R偶然代替 Ry 第九页，共三十六页，2022年，8月28日 加工方法 表面微观特征 粗车、粗刨 微见刀痕 ≤20 ≤80 车、铣 微见加工痕迹 ≤10 ≤40 镗、粗刮 微见加工痕迹 ≤5 ≤20 磨、拉 看不清加工痕迹 ≤2.5 ≤10 精铰、滚压 可辨加工痕迹方向 ≤1.25 ≤6.3 精镗、刮 微辨加工痕迹方向 ≤0.63 ≤3.2 珩磨、研磨 不可辨加工痕迹方向 ≤0.32 ≤1.6 精磨、抛光 暗光泽面 ≤0.16 0.8 超精磨、精抛 亮光泽面 ≤0.08 ≤0.4 镜面磨、超精抛光 镜面 ≤0.01 ≤0.05 各种加工方法的表面特征及其粗糙度 第十页，共三十六页，2022年，8月28日 相互换算（在一定程度上） 表　　面 Rq/Ra Rz/Ra Ry/Ra 车　　削 磨　　削 研　　磨 随机统计 1.10~1.15 1.18~1.30 1.30~1.50 1.25 4~5 5~7 ----? ---- 4~5 7~14 7~14 8.0 第十一页，共三十六页，2022年，8月28日 2、间距特性参数 （1） 微观不平度的平均间距Sm:含有一个轮廓峰与相邻谷的一段中线长度 （2）轮廓峰的密度D:单位长度内轮廓峰的（微凸体）个数 （１） Ra相同，形貌不一定相同 （２）一维形貌参数仅适合描述同一加工方法的具有相似轮廓的表面 （３）一维高度参数和一维间距参数配合，可以粗略构成表面形貌的二维图象 摩擦学意义上的粗糙度讨论 第十二页，共三十六页，2022年，8月28日 峰顶曲率半径的计算 ３、形状特性参数－－ 微凸体峰顶曲率半径 r:微凸体峰顶曲率半径反映微凸体尖峭与平缓的程度，两个固体表面相接触，微凸体峰顶曲率半径对金属的变形性质影响很大．　　　　　　　　　　　　　　　　 第十三页，共三十六页，2022年，8月28日 峰顶曲率半径的计算 第十四页，共三十六页，2022年，8月28日 式中： ——横向轮廓图形（沿加工方向）微凸体峰顶曲率半径； ——纵向轮廓图形（沿加工方向垂直）微凸体峰顶曲率半径； ——分别代表轮廓图形在垂直方向和水平方向的放大倍数； h——从每个微凸体峰顶向下度量的相同高度， 一般 或 、 ——在h处横向或纵向轮廓图形的水平截断宽度；如图，各值不等。