互換性與測量技術4

第4章表面粗糙度4.1概述4.2表面粗糙度的評定4.3表面粗糙度的標注4.4表面粗糙度的選用4.5表面粗糙度的測量重點：表面粗糙度的標注和選用目的：使同學們掌握表面粗糙度在圖樣上的標注方法和設計選用原則，掌握常用粗糙度測量儀器的測量原理和操作使用14.1概述

在機械加工過程中，使被加工零件的表面產生許多微小的峰谷，這些微小峰谷的高低程度和間距狀況就稱為表面粗糙度一.表面粗糙度的實質零件表面的幾何形狀誤差分為三類：1、表面粗糙度零件表面峰谷波距<1mm。屬微觀誤差2、表面波紋度零件表面峰谷波距在1~10mm。3、形狀公差零件表面峰谷波距>10mm。屬宏觀誤差2表面粗糙度標準：《產品幾何技術規范表面結構輪廓法表面結構的術語、定義及參數》（GB/T3505-2009）《表面粗糙度參數及其數值》（GB/T1031-2006）《機械制圖表面粗糙度符號、代號及其注法》（GB/T131-2006）

3二.表面粗糙度對零件使用性能的影響1、影響零件的耐磨性、強度和抗腐蝕性等。2、影響零件的配合穩定性。3、影響零件的接觸剛度、密封性、產品外觀及表面反射能力等。一般地，表面越粗糙，則摩擦阻力越大，零件的磨損也越快。配合性能越容易改變，穩定性越差。越容易產生疲勞裂紋和破壞。實際承載面積越小，接觸剛度越低。越易腐蝕生銹。所以要給予充分的重視。44.2表面粗糙度的評定

一.基本術語1.取樣長度

取樣長度是在測量表面粗糙度時所取的一段與輪廓總的走向一致的長度。用以判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。目的是為了限制和削弱表面波紋度對表面粗糙度測量結果的影響。規定：取樣長度范圍內至少包含五個以上的輪廓峰和谷。4.評定長度

評定表面粗糙度時所必須的一段基準線長度。為了充分合理地反映表面的特性，一般取

=5。53.輪廓中線m

用以評定表面粗糙度值的基準線。⑴輪廓的最小二乘中線

具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線。在取樣長度范圍內，使被測輪廓線上的各點至該線的偏距的平方和為最小。即：

dx=6⑵輪廓的算術平均中線在取樣長度內，將實際輪廓劃分為上、下兩部分，并使上、下兩部分的面積相等的基準線。即：

F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n7二.評定參數(GB/T3505-2009)1.幅度參數(高度參數)⑴輪廓的算術平均偏差Ra

在取樣長度內，被測輪廓上縱坐標Z（x）絕對值的算術平均值。數學表達式為：測得的值越大，則表面越粗糙。Ra參數的測量：用精密粗糙度儀（針描原理）

8

⑵輪廓的最大高度Rz

在一個取樣長度內，最大輪廓峰高和最大輪廓谷深之和的高度。數學表達式為：測得的值越大，則表面越粗糙。Rz

參數對某些小表面上不允許出現較深的加工痕跡和小零件的表面有實用意義。Rz值可用雙管顯微鏡利用光切原理進行檢測。干涉顯微鏡利用干涉原理進行檢測92.間距參數輪廓單元的平均寬度RSm：在一個取樣長度內輪廓單元寬度Xs的平均值。即輪廓單元的平均寬度RSm是指輪廓峰和相鄰的輪廓谷在中線上的一段長度。103.形狀參數輪廓的支承長度率Rmr在給定水平位置c上的輪廓實體材料長度Ml（c）與評定長度的比率。數學表達式為

當c一定時，Rmr（c）值越大，則支承能力和耐磨性更好。11國家標準GB/T1031-2009規定：基本評定參數：高度參數Ra和Rz附加評定參數：間距參數和形狀參數124.3表面粗糙度的符號及其標注

一.基本符號

13Ra6.314二.表面粗糙度參數及其數值的標注

Ra6.315a：粗糙度高度參數允許值（μm)

用RaRz

或Ry

值時，則應在其允許值前加注相應的代號。如：表示Ra值應不大于3.2μm

表示Ra值應在1.6~3.2μm之間表示Rz

值應不大于12.5μm

表示Ry

值應不大于25μmRa6.316b：加工方法，涂鍍或其它表面處理，若無特殊要求，一般不予標注。表示表面鍍硬鉻，鍍層厚度（60±5)μm,鍍后拋光且Ra值不大于0.4μm。表示表面刮削后，在25mm×25mm面積內，接觸點不小于10點，且Ra值不大于1.6μmc：取樣長度值（mm)，若按規定選取取樣長度值，則不必標注。Ra6.317d：

加工紋理方向，一般對紋理方向無要求時，不必標注，若需控制紋理方向時，則標注相應的紋理方向符號。

＝表示加工紋理方向為水平；⊥表示加工紋理方向為垂直；

×表示加工紋理方向為網紋；

M表示加工紋理方向為螺旋線形狀。18e：加工余量（mm)，一般均在工藝文件中說明，所以基本上也不標注

f：間距參數值RSm或Rmr值(mm)19三、表面粗糙度標注示例

表面粗糙度符號、代號一般標注在可見輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長線上。符號的尖端必須從材料外指向表面。左側和上方直接標注Ra6.3204.4表面粗糙度的選用

一.評定參數的選用1、優先選用Ra和Rz。在幅度參數中，Ra值能較完整、全面地表達零件表面的微觀幾何特征，應優先選用。Rz值常用在小零件（如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件等）或表面不允許有較深的加工痕跡（防止應力過于集中）的零件。2、附加參數一般不單獨使用，一些重要表面有特殊要求時：如有涂鍍性、抗腐蝕性、密封性要求時才選RSm參數來控制間距的細密度；對表面的支承剛度和耐磨性有較高要求時，需加選Rmr（c）控制表面的形狀特征。21二.評定參數值的選用表面粗糙度評定參數值的選擇不但與零件的使用性能有關還與零件的制造及經濟性有關。選用原則：在滿足零件表面功能的前提下，評定參數的允許值盡可能大（除Rmr(c)外），以減小加工困難，降低生產成本。選擇方法

1）計算法

2）試驗法

3）類比法221995--20092324選用時應考慮下列關系：1.工作表面應比非工作表面的參數值??；2.摩擦表面應比非摩擦表面的參數小；3.承受交變載荷的表面，其圓角、溝槽等易產生應力集中的部位，參數值應??；4.配合性質要求愈高的表面，其粗糙度值應愈小；5.尺寸精度和幾何精度要求愈高的部位，參數值應愈小；6.與標準件配合的表面，按標準件的有關規定選取25

表面粗糙度與加工方法的關系：

鉆、粗車、粗刨等；

半精（車、刨、銑、鏜等）加工；

精（車、銑、刨、鏜）加工及拉削、刮削

鉸孔、滾壓；（有配合要求的內孔，精度較高的平面如減速器的分離平面等）

磨、精鉸、精細鏜；（有配合要求的外圓如軸頸，軸頭等）

超精加工如：精磨、珩磨、研磨、鏡面磨拋光等等。（如各種量具工作面，量規

0.1、量塊工作面0.012、非工作面0.05等）Ra6.3264.5表面粗糙度的測量測量表面粗糙度的方法有比較法、光切法、針描法、干涉法和印模法等。

1.比較法：用表面粗糙度樣板進行比較測量；

2.光切法：用雙管顯微鏡測量Rz值；

3.針錨法：用精密粗糙度儀(電動輪廓儀)測量Ra值；

4.干涉法：用干涉顯微鏡測量Rz值；

5.印模法：用塑性材料將表面印模下來，再測量有關參數值。27舉例0.4與0.81.6與3.26.3與12.5Ra6.328?表面粗糙度的所有評定參數值都是越小越好（）

?精密粗糙度儀是采用針描原理進行測量的（）

?精密粗糙度儀是采用光切原理測量表面粗糙度的（）

?RSm是在一個取樣長度內輪廓單元寬度的平均值（）

?表面粗糙度評定參數Ra稱為

；Rmr為

。

?同一零件上，工作表面的粗糙度值應

非工作表面29?表面粗糙度評定參數中

更能充分反映被測表面的實際情況。

a.Ry；b.Rz；c.Ra；d.Rmr

；?表面粗糙度評定參數Ra是采用

原理進行測量的

a.光切原理b.針描原理c.干涉原理d.比較原理

?立式光學計可用來測量

。

a.軸徑；b.孔徑；c.幾何誤差；d.表面粗糙度?同一表面的Ra值一定小于Rz值（）?評定粗糙度在高度方向上只有一個參數()3031表面粗糙度輪廓及其檢測學習指導

本章學習目的是掌握表面粗糙度輪廓的評定參數和標注，為合理選用表面粗糙度輪廓打下基礎。學習要求是從微觀幾何誤差的角度理解表面粗糙度輪廓的概念；了解表面粗糙度輪廓對機械零件使用性能的影響。理解規定取樣長度及評定長度的目的及中線的作用；掌握表面粗糙度輪廓的幅度參數及其檢測手段；了解表面粗糙度輪廓的間距特性參數；掌握表面粗糙度輪廓參數和參數值的選用原則和方法。熟練掌握表面粗糙度輪廓技術要求在零件圖上標注的方法。32第一節

表面粗糙度輪廓的基本概念

一、表面粗糙度輪廓的界定完工零件實際表面輪廓圖5-1表面輪廓表面輪廓：平面與表面相交所得的輪廓線，稱為表面輪廓。33表面粗糙度輪廓波紋度輪廓宏觀形狀輪廓λ實際表面輪廓零件表面幾何形狀誤差及其組成成份341．取樣長度lr

取樣長度：是測量或評定表面粗糙度所規定的一段基準線長度，至少包含5個微峰和5個微谷。

中線lnlrlrlrlrlr取樣長度和評定長度

35二、表面粗糙度輪廓的中線lryi最小二乘中線

表面粗造度輪廓的最小二乘中線表面粗糙度輪廓中線是為了定量地評定表面粗糙度輪廓而確定的一條基準線。1．輪廓最小二乘中線

36算術平均中線lrF1′F2′Fi′F1F2Fi2．輪廓算術平均中線

表面粗造度輪的算術平均中線371)輪廓的算術平均偏差輪廓算術平均偏差Ra的確定Raxynyiy1y2近似為1．幅度參數38

在一個取樣長度范圍內，最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和稱之為輪廓最大高度，用符號Rz表示，即Rz=Rp

+Rv

表面粗糙度輪廓的最大高度Rz的確定Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中線Zv1Zv22)輪廓的最大高度39一個輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做輪廓單元。在一個取樣長度lr范圍內，中線與各個輪廓單元相交線段的長度叫做輪廓單元的寬度，用符號Xsi表示。輪廓單元的平均寬度：是指在一個取樣長度lr范圍內所有輪廓單元的寬度Xsi的平均值，用符號RSm表示，即

Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中線輪廓單元的寬度與輪廓單元的平均寬度2．間距特征參數40a1，a2——粗糙度幅度參數代號及其數值（mm）；b——加工要求、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等；c——取樣長度（mm）或波紋度（mm）；d——加工紋理方向符號；e——加工余量（mm）；f——粗糙度間距參數值（mm）(e)bc/fa