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1、第五章 表面粗糙度轮廓及其检测,目的要求：通过本章的学习掌握表面粗糙度轮廓的标注及计算方法，理解与尺寸和几何精度的相互关系。重点：1、表面粗糙度轮廓的高度特征参数的意义及计算方法；2、表面粗糙度轮廓评定参数的选择；3、表面粗糙度轮廓的符号及标注方法；难点：表面粗糙度轮廓评定参数的选择,第一节 表面粗糙度轮廓的基本概念,一、表面粗糙度轮廓的界定 1、表面粗糙度轮廓：指加工表面上具有的较小间距和峰、谷所组成的微观几何形状误差.,粗糙度：10mm,二、表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响对摩擦和磨损的影响：,表面越粗糙，摩擦阻力越大，磨损越快，耐磨性越差，但过分光滑，反而增加摩擦磨损。零件应规定合理的
2、表面粗糙度。,左图：有相对运动时，两表面的凸峰相互搓切，形成阻力。另一方面，由于凸峰接触，接触面减小，单位面积压力增加，磨损增加。右图：初期磨损阶段，凸峰磨损较快，正常磨损阶段(t2)，接触面积较大，经过t2后，表面磨光，产分子亲和力，磨损加剧。,对配合性能的影响表面越粗糙，配合性越不稳定。对于有相对运动的间隙配合，工作时易于磨损，间隙增大；对于过盈配合，装配压合时，粗糙表面波峰被挤平，实际有效过盈减小。,对疲劳强度的影响表面越粗糙波谷越深且底部圆弧半径越小，越容易产生应力集中，对承受交变载荷的零件波谷的位置易出现疲劳裂纹。对耐腐蚀性的影响表面越粗糙，越易在波谷处凝聚腐蚀物质，凹谷深度越大，底
3、部角度越小，腐蚀作用越厉害。对外观的影响对气密性的影响,第二节 表面粗糙度轮廓的评定（GB/T 3505-2009）,一、取样长度和评定长度1、取样长度lr：用来判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。目的：限制、减弱几何形状误差及表面粗糙度对测量结果的影响。一般包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。2、评定长度ln：评定表面粗糙度时所必须的一段长度。一 般ln=5 lr,附表51 轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Rz和轮廓单元的平均宽度Rsm的标准取样长度和标准评定长度（摘自GB/T 13012009、GB/T 106102009）,二、表面粗糙度轮廓的中线中线(Mean Line):具有几何轮廓
4、形状并划分轮廓的基准线。1、轮廓的最小二乘中线 在一个取样长度lr范围内，最小二乘中线使轮廓上各点到该线的距离的平方和为最小。,2、轮廓的算术平均中线 轮廓算术平均中线使划分的轮廓的上半部分面积等于下半部分面积。,三、表面粗糙轮廓的评定参数 1、幅度参数-主参数（1）轮廓算术平均偏差Ra:在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各点至轮廓中线的纵坐标值的绝对值的算术平均值。Ra 特点：能客观地反映表面微观几何形状的特征。Ra越大，表面越粗糙。,（2）轮廓最大高度Rz：在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各个极点至中线的距离中，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度，即 Rz=Rp+Rv
5、特点：所反映表面微观几何形状特征不全面，但测量十分简便，弥补了a不能测量极小面积的不足。,2、间距参数-附加参数 轮廓单元：轮廓峰与相邻轮廓谷的组合 轮廓单元宽度Xsi：中线与各个轮廓单元相交线段的长度 轮廓单元平均宽度RSm：一个取样长度lr内所有轮廓单元宽度的平均值,即,在零件图上，对零件某一表面的表面粗糙度轮廓要求，按需要选择Ra或Rz标注。RSm 属于附加评定参数，只能与Ra或Rz同时选用，不能独立采用。,图5-7 轮廓单元的宽度和轮廓单元的平均宽度Rsm,第三节 表面粗糙度轮廓的技术要求,一、表面粗糙度轮廓评定参数的选用没有特殊要求，通常只选用高度特征参数。1）优先选用Ra；（不宜用
6、于太粗或太光的表面）特别光滑：小的波谷，探针无法进入谷底；特别粗糙：探针容易打断。2）微小面积用Rz（不能含有5个波峰和波谷）；极光滑和粗糙的表面用Rz。Ra也可与Rz联用，控制表面微观裂纹。当高度参数不能满足零件的使用时，附加给出间距参数或混合参数,二、表面粗糙度轮廓参数极限值的选用原则：在满足功能要求的前提下，尽量选用大的参数值。表面粗糙度轮廓参数的数值标准化-附表5-2调整时应考虑的因素：1)同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。2)摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦面小。3)运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。4)配合性质要求越稳定，数值应小。同一公差等级，小尺寸比大尺寸，轴
7、比孔的表面粗糙度数值小。5)表面粗糙度数值与尺寸、几何公差协调。6)防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度值应小。,第四节 表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上的标注,一、表面粗糙度轮廓的基本图形符号和完整图形符号,二、表面粗糙度轮廓技术要求在完整图形符号 上的标注 1.表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符号上的标注位置 在完整图形符号的周围标注评定参数的符号及极限值和其他技术要求。在周围标注了技术要求的完整图形符号称为表面粗糙度轮廓代号，简称粗糙度代号。,位置a：下列符号和数值排成一行 位置b：附加评定参数（如RSm，mm）位置c：加工方法位置d：表面纹理位置e：加工余量（mm）图5-1
8、1,上、下限值符号/幅度参数符号 评定长度值 极限值判断规则(空格)幅度参数极限值(m),2.表面粗糙度轮廓极限值的标注（1）标注极限值中的一个数值且默认为上限值（图5-12）图5-10（2）同时标注上、下限值（图5-13）图5-11,3.极限值判断规则的标注（1）16%规则（图5-10、图5-11）16%规则是表面粗糙度轮廓技术要求中的默认规则。若采用，则图样上不需注出。（2）最大规则（图5-12、图5-13）在幅度参数符号Ra或Rz的后面标注一个“max”的标记。图5-14 图5-15,4.表面纹理的标注 需要标注表面纹理及其方向时，则应采用规定的符号（图5-18）进行标注。,5.附加评定
9、参数和加工方法的标注 需要标注附加评定参数或（和）加工方法时的标注示例见图5-17。该图亦为表面粗糙度轮廓各项技术要求在完整图形符号上标注的示例。图5-196.加工余量的标注 图5-20,(旧国标)2、代号：a、主参数允许值；b、加工方法；c、取样长度；d、加工纹理方向；e、加工余量；f、间距参数。用去除材料方法获得表面，a的上限值为.m用去除材料方法获得表面，z的上限值为.m用去除材料方法获得表面，a的上限值为.m y的最大允许值为.m,三、表面粗糙度轮廓代号在图样上的标注 位置：标在可见轮廓线、尺寸界线上，及其延长线上 方向：符号尖端从材料外指向材料里,三、表面粗糙度轮廓代号在零件图标注
10、的规定和方法,1.一般规定 粗糙度代号尽可能标注在注了相应的尺寸及其极限偏差的同一视图上。粗糙度代号上的各种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。粗糙度代号的尖端必须从材料外指向并接触零件表面。,3.2,标注示例,符号的尖端必须 从材料外指向被 标注的表面。,2.常规标注方法 标注示例见图5-19a、b，图5-20，图5-21，图5-22a、b，图5-23a、b。图5-19,图5-20,图5-21,图5-22,图5-23,习题讲解用去除材料方法获得的表面粗糙度,Ra的最大值为3.2m，最小值为1.6m。用不去除材料方法获得的表面,Ra的上限值为3.2m，加工方法为锻。,一般情况下,60H6孔和30H6孔相比较，50H7/k6和 50H7/g6中两孔相比较，圆柱度公差分别为0.01和0.02mm的两个40H7的孔相比较，哪个孔应选用较小的表面粗糙度轮廓幅度参数。参考答案：同一公差等级下，小尺寸比大尺的表面粗糙度数值小。（30H6小）配合性质要求越稳定，数值应小。（50H7/k6）表面粗糙度数值与尺寸、形位公差协调。（圆柱度公差为0.01的40H7的孔）,
