第5章表面粗糙度设计与检测ppt课件.ppt

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1、1,表 面 粗 糙 度,第5章,2,内 容 提 要:,1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响；2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数；3.表面粗糙度的选用；4.表面粗糙度在图样上的标注方法；,3,第5章 表面粗糙度设计与检测,5.1 概 述,5.1.1 表面粗糙度的定义,实际表面轮廓经轮廓滤波器滤波后分为：,4,一般按S分：,S1mm 为表面粗糙度轮廓；,1S10mm为表面 波纹度轮廓；,S10mm为 f形状.。,表面粗糙度轮廓的产生：,(3) 以及机床等工装系统的振动等。,(2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形；,(1) 切削后遗留 的刀痕；,表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（

2、Z）高低程度和间距（S）状况。,间距S,高低Z,5,1. 对摩擦和磨损的影响,2. 对配合性质的影响,3. 对抗疲劳强度的影响,4. 对抗腐蚀性的影响,图5.2,另外，对密封性、接触刚度和零件的外观等都有很大影响。,5.1.2 表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响,图5.3,表面不是越光越好。,6,5.2 表面粗糙度轮廓的评定,5.2.1 基本术语,1. 取样长度 lr ,测取样长度是指测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一段基准线长度。,为什么要规定测取样长度lr ？,（1）为了限制或减弱表面波纹度轮廓，,对表面粗糙度轮廓测量的影响。,（2）排除形状误差等，,7,2. 评定长度 ln,一般 ln

3、5 lr (连续的) ;,评定长度是指测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一段最小的测量长度。,若被测表面比较均匀时，,ln 5 lr ;,若被测表面不均匀时，,ln 5 lr 。,为什么要规定一段最小的测量长度ln ？,因为表面的峰谷和间距的不均匀性，为了可靠地反映表面粗糙度轮廓的特性。,8,3. 中线,中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线（图5.4所示）。,图5.4 取样长度和评定长度,9,在lr内，使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小。,（1）轮廓最小二乘中线(m),最小二乘中线,10,（2）轮廓算术平均中线,在 lr 内，,算术平均中线,11,5.2.2 评定参数,1.幅度参数（

4、高度参数）,（1）轮廓的算术平均偏差,在lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值(见下图）。,算术平均偏差Ra,12,（2）轮廓的最大高度 Rz,在lr内,Rz,最大高度Rz,13,2. 间距参数,轮廓单元的平均宽度 Rsm:,在 lr 内，轮廓单元宽度Xsi的平均值。,轮廓单元:,一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合(图5.7)。,轮廓单元宽度:,中线与一个轮廓单元相交线段的长度。,14,3. 混合参数（形状参数）,在给定的轮廓截面高度 C上，轮廓的实体材料长度Ml(C)与ln的比率（图5.8）。,轮廓的支承长度率Rmr(C) ,轮廓截面高度C:,C = Rz %,图5.8 轮廓的支承长度率,1

5、5,表面粗糙度轮廓评定参数共 4个：,基本参数 2 个,附加参数(辅助参数) 2 个,Ra 轮廓算术平均偏差,Rz 轮廓最大高度,Rsm 轮廓单元平均宽度,Rmr(c) 轮廓支承长度率,16,5.3 表面粗糙度轮廓的参数数值及其选用,5.3.1 表面粗糙度轮廓的参数数值,表5.15.5摘自GB/T1031-2009,表5.1 Ra 的数值( m),表5.2 Rz 的数值( m),17,表 5.3 Rsm 的数值 ( mm),表 5 . 4 Rsm(c)() 的数值 ( mm),轮廓截面高度c用微米或Rz的百分数表示。,18,如果表面粗超度轮廓标注图中没有标注 lr、ln 和传输带，则表示采用默

6、认的 lr、ln 和传输带，即皆为标准化值，如表5.5中数值。,19,5.3.2 表面粗糙度参数的选用,1.评定参数的选用,（1）幅度参数（高度参数）的选用 ,一般情况下从 Ra 和 Rz 中任选一个。,但普遍采用Ra，因为它反映表面粗糙度特性的信息量大和用轮廓仪测量容易。,Rz 用于极光滑表面和粗糙表面，一般用双管显微镜测量。,即基本参数的选用,20,（2）间距参数和混合参数的选用,有特殊使用要求时,才附加选用 Rsm和 Rmr(c)。,即附加参数的选用,用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时；,但同时要给出轮廓截面高度C值。,用于对耐磨性和接触刚度等有要求时，,Rsm ,Rmr(c),2

7、1,2. 参数值的选用,参数值的选用主要根据功能要求，其次考虑经济性和工艺的可能性。,选用时应注意符合以下原则：,（1）同一零件上，工作表面的Ra(或Rz)值小于非工作表面；,（2）摩擦表面的Ra(或Rz)值小于非摩擦表面；,（4）配合性质要求高的配合表面、受重载荷作用的过盈配合表面Ra(或Rz)值要小；,（3）过盈配合表面的Ra（或Rz）值小于间隙配合的表面；,22,（6）对于配合的孔轴为同一公差等级时，轴的Ra (或Rz) 值要小于孔；,（7）对于同一公差等级的不同尺寸，小尺寸的Ra(或Rz)值要小于大尺寸。,选用方法一般采用类比法, 参考表5.65.8。,（5） 在确定Ra(或Rz)值时

8、，应注意与尺寸公差（T）和几何公差（t）的协调：,t 0.6T 时， Ra 0.05T ， Rz 0.3T,t 0.4T 时， Ra 0.025T ， Rz0.15T,t 0.25T 时， Ra 0.012T ， Rz0.07T,23,24,25,26,5.4 表面粗糙度符号、代号及其注法,图样上所标注符号、代号，是该表面完工后的要求。,表面粗糙度的标注按GB/T1312006的规定。,5.4.1 表面粗糙度的符号 见表5.9所示,27,5.4.2 表面粗糙度要求标注的内容及其注法,1. 表面粗糙度要求标注的内容,表面粗糙度要求标注的内容：,表面粗糙度单一要求(Ra ,Rz),取样长度,传输带

9、,加工工艺,加工余量等。,补充要求,28,表面粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位置，见图5.10所示。,a 第一个表面粗糙度轮廓（单一）要求（m）；,b 第二个表面粗糙度轮廓要求 ；,c 加工方法；,d 表面纹理和纹理方向；,e 加工余量（mm）。,图5.10 粗糙度要求注写的位置,29,2. 表面粗糙度要求在图形中注法，见图5.11 和表5.10所示。,(1) 位置a处注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。, 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“ L”。 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和“ L” 的标注。若为单向下限值，则

10、必需加注“ L” 。,图 5.11 表面粗糙度轮廓单一要求标注示例,30,图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例, 传输带和取样长度的标注：传输带是指两个滤波器的截止波长值之 间的波长范围。长波滤波器的截止波长值就是取样长度lr。,传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“”隔开。,在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号“” ，来区别是短波还是长波。, 参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间用“/”隔开。, 评定长度的标注：如果默认的评定长度( 5lr )时，可省略标注。如果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。,31, 极限值判断规则和极限

11、值的标注：极限值判断规则的标注如图5.11中所示上限为“16规则”，下限为“最大规则” 。为了避免误解，在参数代号和极限值之间插入一个空格。,图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例,32,(2) 位置b处注写第二个（附加参数）表面粗糙度轮廓要求。,(3) 位置c处注写加工方法。,(4) 位置d处注写 所要求的表面纹理和纹理方向，如表5.11所示。,(5) 位置d处注写 所要求的加工余量（mm）。,33,34,35,36,5.4.3 表面粗糙度要求在图样上的标注方法,表面粗糙度要求对零件的每一个表面一般只标注一次，并尽可能标注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。,表面粗糙度要求在图样上的标注方法

12、见表5.12所示。,37,38,39,续表5.12,40,41,续表5.12,42,表面粗糙度轮廓技术要求标注的总结,一、表面粗糙度轮廓标注的图形符号,基本图形符号,扩展,扩展图形符号,加一横线,完整图形符号,加一圆,特殊图形符号,43,二、表面粗糙度轮廓技术要求在图形中的标注,1. 标注位置,a 第一个表面粗糙度轮廓 ( Ra、Rz) 要求（m）；,b 第二个表面粗糙度轮廓 (Rsm、Rmr )要求；,c 加工方法；,d 表面纹理和纹理方向；,e 加工余量（mm）。,图5.10 粗糙度要求的注写的为位置,2. 表面粗糙度轮廓参数值的标注,（1）只标一个参数值, 默认为上限值,如右图1、2,

13、若为下限值时， 必须标注“L”,如右图3,图 3,44,（2）同时标注上、下限, 需要标注 “U”、，“L”,如右图4所示。, 不会引起误解时，可省略标 注“U”、 “L”，如右图5所示。,3. 极限值判断规则的标注,(1) 16%规则(复习其含义) ， 其标注如下图所示（默认）。,图 9,45,（2） 最大规则(复习其含义) ， 其标注如下图所示。,4、传输带、取样长度和评定长度的标注,（1）在图中未标注传输带、取样长度和评定长度的，则默认为采用标准化值（表5.5）,例如下图所示：,图 10,图 11,属于什么规则？,图 13,图 15,图 16,46,（2）需要标注传输带、取样长度和评定长

14、度数值的 , 例如下图17、18 所示：,5、表面纹理的标注，见表5.11所示,例如下图19所示,其含义如下图20所示,图17,图18,传输带为0.0080.8mm,lr = 0.8 mmln = 5lr = 4.0 mm(默认),传输带s为 默认，c=0.8mm,lr = 0.8 mmln = 3lr =2.4 mm,图20,纹理方向平行于视图所在的投影面,47,6、附加评定参数、加工方法和加工余量的标注,（1）附加评定参数的标注，如图21所示,（2）加工方法和加工余量的标注, 如图22所示,轮廓单元的平均宽度为0.05mm,加工余量为2mm,加工方法为车削,48,三、表面粗糙度轮廓要求在零

15、件图上的标注方法,1.一般规定,（1）对零件的每一表面一般只标注一次，并尽可能标注在相应尺寸及其 极限偏差的同一视图上。,（2）除非另有说明，所标注的表面粗糙度轮廓要求是对完工零件表面。,（3）粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取方向一致。,（4）粗糙度的符号的尖端必须 从材料外指向并接触零件表面。,下面以表面粗糙度轮廓的幅度参数为例说明在零件图上的标注方法，其他技术要求为默认采用标准化值。,2. 通用的标注方法,（1）代号注写和读取方向的标注方法,如图22所示 与尺寸的注写和读取方向一致,图 23,49,（2） 代号的标注方法, 标注在轮廓线或其延长线上和用箭头或带黑点(位

16、于可见表面上)的指引线上， 如图24 图27 所示 。,图 24,图 27,图 26,50, 在不引起误解的前提下，可标注在特征尺寸线上，如图28、29 所示。, 可标注在 几何公差框格的上方，如图30所示。,图30, 标注在 几何公差框格上面注出了特征尺寸的上方, 如图31所示。,图31,51,3. 简化标注,（1） 某些表面有相同的表面粗糙度轮廓技术要求时,相同要求的 标注在标题栏附近， 如图32所示。,图32,(2) 某零件全部表面有相同的表面粗糙度轮廓技术要求的标注，如图 33 所示。,(3) 对多个表面有相同表面粗糙度轮廓的技术要求或在图纸空间有限时的简化标注，如图34所示。,图 3

17、 4,52,（4） 当图样上某个视图构成封闭的轮廓，并各表面具有相同的表 面 粗糙度轮廓技术要求时，用特殊符号标注，如图35所示。,此标注只包括上、下和左、右四个表面，不包括前、后两个表面,53,4、 综合标注示例,（1） 图12.3为减速器输出轴的零件图，其上标注了尺寸及其公差带代号、几何公差和表面粗糙度轮廓要求。,54,（2） 图12.2为减速器齿轮的零件图，其上标注了尺寸及其公差带代号、几何公差和表面粗糙度轮廓要求。,55,作业:思考题2、4、7 ,作业题 1、2、 3、4,本章重点:,1.表面粗糙度定义及其对机械零件使用性能的影响；2.传输带、取样长度、评定长度和最小二乘中线的概 念；

18、3.表面粗糙度评定参数的名称、代号及其在图样上的 标注方法，必须要掌握基本参数的名称、代号和标 注方法；4.表面粗糙度的选用，表面粗糙度与尺寸公差和形状 公差之间的关系；5.掌握Ra和Rz的测量方法。,56,1. 为什么要规定取样长度 lr？,2. 表面粗糙度的评定参数有几个？,3.表面粗糙度标注的图形符号有几种及其含义 是什么？,课堂练习,评定长度 ln 和中线？,其名称和代号是什么？,57,4. 试将下列要求标在图上：,(1) 大端圆柱面：尺寸要求为5 h7 mm ，,并采用包容要求，,表面粗糙度值a的上限值为0.8；,（2）小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴 度公差为30；,(3) 小

19、端圆柱面：尺寸为250.007mm，,圆度公差为0.01mm，,Rz的 最大值为1.6m，其余表面a 的上限值均为6.3。,58,作业题解释：,1.解释图5.15中标注的各表面粗糙度要求的含义。,图 5.15作业题1图,59,2. 用类比法分别确定50t5和T6配合表面 Ra的上限值。（表5.7）,解：由表5.7得 50t5：Ra0.2m； 50T6：Ra0.4m。,60,3. 在一般情况下，40H7和6H7、40H6f5和40H6s5相比，其表面何者精度要求高？,解：（1）一般情况下，40H7孔表面粗糙度精度要求比6H7孔表面低些，即 40H7孔表面的Ra或Rz值大于6H7孔 表面；,（2）

20、一般情况下，40H6f5配合表面粗糙度精度要求比40H6s5配合 表面低些，即40H6f5配合表面的Ra或Rz值大于6H/s5 表面。,61,4. 用双管显微镜测量表面糙度，测得数据如表5.13所示 。目镜测微计的分度值 i0.6m，求Rz？,Rz = （Rz1+ Rz2+ Rz3+ Rz4）4 i,16m,62,（5）其余表面的表面粗糙度轮廓参Ra的最大值为25m。,5. 参看带孔齿坯图 5.16，试将下列的表面粗糙度轮廓的技术要求标注在图上（未指明要求的项目皆为默认的标准化值）。,（1）齿顶圆a的表面粗糙度轮廓幅度参数Ra的上限值为2m；,（2）齿坯的两端面b和c的表面粗糙度参数Ra的最大值为3.2m；,（3）30孔最后一道工序为拉削加工，表面粗糙度轮廓幅度参数 Rz 的上限值为2.5um，并注出加工纹理方向；,（4）尺寸为80.018键槽两侧面表面粗糙度轮廓参数Ra的上限值为3.2m，键槽 底面Ra的上限值为6.3m ；,图5.16,