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1、产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法,新国标 GB/131-2006产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法,充分考虑了对零件表面质量影响的多种因素,除表面粗糙度外还有在机械加工过程中,由于机床、工件和刀具系统的振动,在工件表面所形成的间距比粗糙度大得多的表面不平度、即波纹度的影响。所以,表面粗糙度、表面波纹度以及表面几何形状误差总是同时生成并存在同一表面上综合影响零件的表面轮廓。,评定表面结构常用的参数（三大参数）,轮廓参数(由 GB/T35052000 定义)图形参数(由 GB/T18618-2002 定义)支承率 曲 线 参 数(由 GB/T18778
2、.2-2003 和 GB/T18778.32006 定义)。其中轮廓参数是我国机械图样中目前最常用的,轮廓算术平均偏差 Ra、轮廓最大高度 Rz 中的两个高度为最多。粗糙度轮廓也称 R 轮廓。,基本概念,零件表面的形貌可分为三种情况：(1)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。,(2)表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于501000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。(
3、3)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。,基本概念,表面粗糙度对零件性能的影响,影响零件的耐磨性。影响配合性质的稳定性。影响零件的疲劳强度。影响零件的抗腐蚀性。影响零件的密封性。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。,有关检验规范的基本术语,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个以上的波峰和波谷。（标准见书P108 表5-1。）评定长度 ln：为了全面、充分地反映被测表面的特性，
4、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。,(1)取样长度和评定长度,取样长度测量表面粗糙度轮廓时，测量限制的一段足够短的长度，以限制或减弱波纹度、排除形状误差对表面粗糙度轮廓测量的影响。评定长度默认为 5 个取样长度,否则应注明个数。例如Rz0.4、Ra3 0.8、Rz1 3.2 分别表示评定长度为 5 个(默认)、3个、1 个取样长度。,有关检验规范的基本术语,评定表面粗糙度的基准线,有以下两种：轮廓的最小二乘中线m 在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。即：,有关检
5、验规范的基本术语,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+F3+F2n-1=F2+F4+F2n,轮廓参数,轮廓参数，与GB/T 3505标准相关的参数有：R轮廓（粗糙度参数）；W轮廓（波纹度参数）；P轮廓（原始轮廓参数）。,R轮廓（粗糙度参数）（1）轮廓算术平均偏差a（幅度参数）,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：,（2）轮廓最大高度z（幅度参数）,在取样长度内，被评定轮廓的最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度。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。Rz=Rp+Rv对于同一表面，只标注
6、a和z中的一个，切勿同时把两者都标注,（3）轮廓单元的平均宽度RSm（间距参数）,在一个取样长度范围内所有轮廓单元的宽度Xsi的平均值。,(2)轮廓滤波器和传输带,粗糙度的三类轮廓各有不同的波长范围,它们又同时叠加在同一表面轮廓上,因此,在测量评定三类轮廓上的参数时,必须先将表面轮廓在特定仪器上进行滤波,以便分离获得所需波长范围的轮廓。将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤波器。由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带。按滤波器的不同截止波长值,由小到大顺次分为 s、c、和f 三种。应用s滤波器修正后的轮廓称为原始轮廓(P 轮廓);在 P 轮廓上再应用 c 滤波器修正后形
7、成的轮廓即为粗糙度轮廓(R 轮廓);对P轮廓连续应用f 和c 滤波器后形成的轮廓则称为波纹度轮廓(W 轮廓)。,(3)极限值判断规则,完工零件表面按检验规范测得轮廓参数值后,需与图样上给定的极限比较,以判定其是否合格。极限值判断规则有两种:16%规则:运用本规则时,当被检表面测得的全部参数值中,超过极限值的个数不多于总个数 16%时,该表面是合格的。超过极限值有两种含义:当给定上限值时,超过是指大于给定值;当给定下限值时,超过是指小于给定值。,最大规则:运用本规则时,被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的极限值。16%规则是所有表面结构要求标注的默认规则。即当参数代号后未标注写“ma
8、x”字样时,均默认为应用 16%规则(例如 Ra0.8)。反之,则应用最大规则(例如 Ramax0.8),a)允许任何工艺 b)去除材料 c)不去除材料,完整图形符号,3 表面结构符号及表面结构要求,a-注写表面结构的单一要求;a 和b(同时存在)a 注写第一表面结构要求,b 注写第二表面结构要求;c-注写加工方法“,车”“、铣”“、镀”等;d-注写表面纹理方向,如“=”“、”、“M”等;e-注写加工余量。,在完整符号中，对表面结构的单一要求和补充要求应注写在图中所示的指定位置。表面结构补充要求包括：表面结构参数代号 数值；传输带取样长度。,表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采用
9、的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。,加工纹理方向符号标注示例,4 表面结构代号,表面结构符号中注写了具体参数代号及数值等要求后即称为表面结构代号。,当应用16规则（默认传输带）时参数的标注,当应用最大规则（默认传输带）时参数的注法,4 表面结构代号,表面结构符号中注写了具体参数代号及数值等要求后即称为表面结构代号。在图样中一般采用图形法标注表面结构要求。新标准允许用文字的方式表达表面结构要求。新标准规定，在报告和合同的文本中可以用文字“APA”、“MRR”、“NMR”分别表示允许用任何工艺获得表面、允许用去除材料的方法获得表面以及允许用不去除材料的方法获得表面。例如：对允许用去除材料的方
10、法获得表面、其评定轮廓的算术平均偏差为0.8这一要求，在文本中可以表示为“MRR Ra0.8”。,4 表面结构代号,4 表面结构代号,当应用16规则（默认传输带）时参数的标注,当应用最大规则（默认传输带）时参数的注法,双向极限的注法,加工工艺和表面粗糙度要求的注法,镀覆和表面粗糙度要求的注法,垂直于视图所在投影面的表面纹理方向的注法,5 表面结构要求在图样中的注法,图1 表面结构要求的注写方向,标注在轮廓线上或指引线上,图2 表面结构要求在轮廓线上的标注,表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。表面结构要求可标注在轮廓线上,其符号应从材料外指向并接触表面,如图 2 所示。必要时,表
11、面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注,如图 3 所示。,标注在轮廓线上或指引线上,图3 用指引线引出标注表面结构要求,标注在特征尺寸的尺寸线上,图4 表面结构要求标注在尺寸线上,在不致引起误解时,表面结构要求可以标注在装配结构给定的尺寸线上。如图 4 所示。,标注在形位公差的框格上,图5 表面结构要求标注在形位公差框格的上方,标注在延长线上,图6 表面结构要求标注在圆柱特征的延长线上,表面结构墓多可以直接标注在延长线上，或用带箭头的指引线引出标注,标注在圆柱和棱柱表面上,圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次（如图6所示）。如果每个棱柱表面有不同的表面结构要求，则应分别单独标注，如图7所示
12、。,图7 圆柱和棱柱的表面结构要求的注法,有相同表面结构要求的简化注法,如果在工件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求时,则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。此时,表面结构要求的符号后面应有:在圆括号内给出无任何其它标注的基本符号,不同的表面结构要求仍应直接标注在图形中,如图 8 所示。,图8 大多数表面有相同表面结构要求的简化注法（一）,图9 大多数表面有相同表面结构要求的简化注法（二）,图10 在图纸空间有限时的简化注法,多个表面有共同要求的注法,图10 在图纸空间有限时的简化注法,只用表面结构符号的简化注法,图11 多个表面结构要求的简化标注,两种或多种工艺获得的同一表面
13、的注法,由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方法获得的同一表面。当需要明确每种工艺方法的表面结构要求时，可按图12进行标注。,图12 多种工艺方法获得的同一表面的标注,可按图 12(a)所示进行标注(图中 Fe 表示基体材料为钢,Ep 表示加工工艺为电镀)。图 12(b)所示为三个连续的加工工序的表面结构、尺寸和表面处理的标注。第一道工序:单向上限值,Rz=1.6m,“16%规则”(默认),默认评定长度,表面纹理没有要求,用去除材料的工艺。第二道工序:镀铬,无其它表面结构要求。第三道工序:一个单向上限值,仅对长度 50mm 的圆柱表面有效,Rz=6.3m,“16%规则”(默认
14、),默认评定长度,表面纹理没有要求,磨削加工工艺。,6 表面结构符号、代号的含义,7 表面结构要求的标注示例,7 控制表面功能的最少标注,图13 技术产品文件中表面结构要求标注的控制元素,a 上限或下限符号U或LB 滤波器类型“x”。标准滤波器是高斯滤波器(GB/T 18777)。以前的标准滤波器是2RC滤波器。将来也可能对其他的滤波器进行标准化。在转换期间，在图样上标注滤波器类型对某些公司比较方便。滤波器类型可以标注为“高斯滤波器”或“2RC。滤波器名称并没有标准化，但这里所建议的标注名称是明确的，无争议的。c 传输带标注为短波或长波滤波器。d 轮廓(R、W或P。e 特征参数。f 评定长度包
15、含若干取样长度，详见6.3 0当使用图形参数时，评定长度标注在表面结构参数代号前两个斜线之间。g 极限判断规则(“16规则”或“最大化规则”）。h 以微米为单位的极限值。i 加工工艺类型。j 表面结构纹理。k 加工工艺。,表面粗糙度（评定参数）的选择,评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：当表面过于粗糙（Ra6.3m）或过于光滑（Ra 0.025 m）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，
16、可选用Ry值。,零件表面粗糙度数值的选用，应该既要满足零件表面功用要求，又要考虑经济合理性。选用时要注意以下问题：a.在满足功用的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度数值，以降低生产成本。b.一般情况下，零件的接触表面比非接触表面的粗糙度参数值要小。c.受循环载荷的表面极易引起应力集中的表面，表面粗糙度参数值要小。d.配合性质相同，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度参数值要小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。e.运动速度高、单位压力大的磨擦表面比运动速度低，单位压力小的磨擦表面的粗糙度参数值小。f.要求密封性、耐腐蚀的表面其粗糙度参数值要小。,8 表面粗糙度（参数值）的选
17、择,表面其粗糙度参数值：m Ra：0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 Rz：0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 200,参数值的选用方法,可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下对应关系：若T0.6 IT，则Ra0.05 IT；Rz 0.2 IT T0.4 IT，则Ra0.025
18、 IT；Rz 0.1 IT T0.25 IT，则Ra0.012 IT；Rz 0.05 IT T0.25 IT，则Ra0.15 T；Rz 0.6 T,表面结构要求的图形标注的演变,表面结构要求的图形标注的演变说明,a既没有定义默认值也没有其他的细节，尤其是 无默认评定长度；无默认取样长度；无“16规则”或“最大规则”。b在GB/T 3505-1983和GB/T 10610-1989中定义的默认值和规则仅用于参数Ra，Ry和Rz（十点高度）。此外，GB/T 131-1993中存在着参数代号书写不一致问题，标准正文要求参数代号第二个字母标注为下标，但在所有的图表中，第二个字母都是小写，而当时所有的其他表面结构标准都使用下标。新的Rz为原Ry的定义，原Ry的符号不再使用。d表示没有该项。,表面度的测量,比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量Rz为0.560m。干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量Rz和Ry值。针描法：用触针划过被测表面，把表面粗糙度轮廓放大描绘出来，通过计算处理直接给出Ra值。,作业,P2455-25-55-6,
