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1、第四章 表面粗糙度及检测,本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和标注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。学习要求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概念；了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。理解规定取样长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度轮廓的幅度参数及其检测手段；了解表面粗糙度轮廓的间距特性参数；掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值的选用原则和方法；掌握表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上的标注方法。,第一节 表面粗糙度的基本概念,二、表面轮廓：由理想平面与零件表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。,一、表面粗糙度：加工表面所具有的微观几何形状误差。,表面粗糙度轮廓,波纹
2、度轮廓（1-10毫米）,宏观形状轮廓,表面轮廓,图4-2 零件表面几何形状误差及其组成成份,二维滤波,线性轮廓滤波器滤波过程,三维滤波,三、表面粗糙度轮廓形成的原因,1加工过程中零件表面留下的刀痕；2切屑分离时工件表面的塑性变形；3切削过程中工艺系统的高频振动；4刀具与零件表面的摩擦。,四、表面粗糙度轮廓对零件工作 性能的影响,1耐磨性2配合性质稳定性3耐疲劳性4抗腐蚀性,第二节 表面粗糙度轮廓的评定,1取样长度lr 取样长度：用于测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。,一、取样长度和评定长度,2评定长度ln 包含有一个或几个取样长度的长度。标准评定长度ln5
3、lr。若被测表面比较均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选ln5lr。,二、表面粗糙度轮廓的中线,表面粗糙度轮廓中线：为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。,1轮廓最小二乘中线,2轮廓算术平均中线,图4-5 表面粗造度轮的算术平均中线,1、轮廓峰2、轮廓谷3、轮廓单元4、轮廓峰高5、轮廓谷深6、轮廓单元高度7、轮廓单元宽度,1)轮廓算术平均偏差：在取样长度内，轮廓纵坐标绝对值的算术平均值。,图4-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定,近似为,1高度参数,三、表面粗糙度轮廓评定参数,在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示，即Rz=Rp+
4、Rv。,图4-7 表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定,2)轮廓的最大高度,一个轮廓峰与相邻轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元的宽度，用符号Xsi表示。1）轮廓单元的平均宽度：是指在一个取样长度lr范围内所有轮廓单元的宽度Xsi的平均值，用符号RSm表示，即,图4-8 轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度,2.间距特征参数,2）轮廓的支承长度率Rmr(c)：在给定位置c上，轮廓的实体材料长度与取样长度之比。,图4-8 轮廓的支承长度率,2.间距特征参数,c,第三节 表面粗糙度轮廓的技术要求,一、表面粗糙度轮廓技术要求的内容,规定表面粗糙
5、度轮廓的技术要求时，必须给出表面粗糙度轮廓高度参数及允许值和测量时的取样长度值这两项基本要求，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法和加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。,二、表面粗糙度轮廓评定参数的选择,在常用值范围内(Ra为0.0256.3微米，Rz为0.125微米)，普遍采用Ra作为评定参数。采用Rz作为评定参数的原因是：一方面，由于触针式轮廓仪功能的限制，不适应于极光滑表面和粗糙表面；另一方面，对测量部位小、峰谷少或有疲劳强度要求的零件表面，选用Rz作为评定参数，方便、可靠。,三、表面粗糙度轮廓参数允许值的选择,表面粗糙度参数
6、值的选用原则：首先满足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些。表4-2，4-3，4-3，4-5.P116，尺寸公差、形状公差与表面粗糙度公差的对应关系。,四、表面粗糙度轮廓的符号和代号,1.表面粗糙度的符号,a1，a2 粗糙度幅度参数代号及其数值（mm）；b 加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等；c 取样长度（mm）或波纹度（mm）；d 加工纹理方向符号；e 加工余量（mm）；f 粗糙度间距参数值（mm）,图4-9 表面粗糙度轮廓代号,2表面粗糙度的代号,1表面粗糙度轮廓幅度参数的标注,五、表面粗糙度轮廓代号的标注方法,按标准规定选用对应的取
7、样长度时，则在图样上省略标注，否则应按如图4-10a所示方法标注取样长度，图中取样长度取值为0.8 mm。如果某表面的粗糙度要求按指定的加上方法(如铣削)获得时、可用文字标注见图4-10b。如果需要标注加工余量(设加工总余量为5mm)，应将其标注见图5-10c。如果需要控制表面加工纹理方向时，加注加工纹理方向符号，见图4-10d。,2表面粗糙度轮廓技术要求其它项目的标注,第四节 表面粗糙度的测量,比较法：将被测表面与粗糙度样板相对照，来判断被测表面的粗糙度。一般只用于粗糙度参数值较大的近似评定。,针描法：利用触针直接在被测表面上轻轻划过，从而测出表面粗糙度。,哈尔滨量具刃具集团有限责任公司,2205A型台式表面粗糙度测量仪,小 结,（1）表面粗糙度轮廓的概念（2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度lr、评定长度ln和中线。（3）表面粗糙度轮廓的评定参数 有幅度参数（包括轮廓的算术平均偏差Ra轮廓的最大高度Rz）和间距特征参数（轮廓单元的平均宽度RSm）（4）通常只给出幅度参数Ra或Rz及允许值，必要时可规定轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。（5）国家标准规定的表面粗糙度轮廓的标注方法.（6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验法、针描法、干涉法。,
