互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)

表面粗糙度第三節(jié)表面粗糙度的測量第一節(jié)表面粗糙度的評定第二節(jié)表面粗糙度的選擇及其標(biāo)注結(jié)束表面粗糙度對機(jī)械零件使用性能的影響的動畫演示評定表面粗糙度的基準(zhǔn)線的動畫演示第一節(jié)表面粗糙度的評定一、基本概念二、表面粗糙度的基本術(shù)語三、表面粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值表面粗糙度對機(jī)械零件使用性能的影響的動畫演示評定表面粗糙度的基準(zhǔn)線的動畫演示一、基本概念1.表面粗糙度是指加工表面所具有的較小間距和微小峰谷不平度，它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑。2.表面粗糙度對機(jī)械零件使用性能的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）影響零件的耐磨性2）影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性3）影響零件的疲勞強(qiáng)度4）影響零件的抗腐蝕性

5）影響零件的密封性。3.表面粗糙度在零件幾何精度設(shè)計(jì)中是必不可少的。表面粗糙度新的國家標(biāo)準(zhǔn)有GB/T1031-2009、GB/T131-2006、GB/T3505-2009、GB/T10610-2009表面粗糙度對機(jī)械零件使用性能的影響的動畫演示取樣長度lr——取樣長度是指評定表面粗糙度時(shí)所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度。規(guī)定和選擇這段長度是為限制和削弱表面波紋度對表面租糙度測量結(jié)果的影響。

評定長度Ln——由于加工表面有著不同程度的不均勻性，為了充分合理地反映表面的粗糙度特性，規(guī)定在評定時(shí)所必須的一段表面長度。它主要包括幾個(gè)取樣長度。中線——中線是具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線。它有兩種：

(1)輪廓最小二乘中線m：在取樣長度內(nèi)的一條假想線，它應(yīng)使輪廓上的各點(diǎn)至這條假想線的距離的平方和為最?。ㄒ妶D5-1a）。

(2)輪廓算術(shù)平均中線m：在取樣長度內(nèi)的一條假想線，它將實(shí)際輪廓分成上下的部分，且使上部面積之和等于下部分面積之和（如圖5-1b）。即F1+F2+…+F2n-1=F2+F3+…+F2n二、表面粗糙度的基本術(shù)語評定表面粗糙度的基準(zhǔn)線的動畫演示

圖5-1輪廓中線a）最小二乘中線b）算術(shù)平均中線三、表面粗糙度評定參數(shù)及其數(shù)值圖5-2輪廓算術(shù)平均值Ra表面粗糙度的評定參數(shù)，是用來定量描述零件表面微觀幾何形狀特征的。評定參數(shù)應(yīng)從輪廓的算術(shù)平均偏差Ra和輪廓最大高度Rz兩個(gè)主要評定參數(shù)中選取。除此之外兩個(gè)幅度（高度）參數(shù)外，根據(jù)表面功能的需要，還可以從輪廓單元的平均寬度Rsm和輪廓支承長度率Rmr（c）兩個(gè)附加參數(shù)中選取。1.輪廓算術(shù)平均偏差Ra在取樣長度l范圍內(nèi)，被測輪廓線上各點(diǎn)至基準(zhǔn)線上的距離的算術(shù)平均值。

2.輪廓的最大高度Rz

在一個(gè)取樣長度lr范圍內(nèi)，被評定的最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和的高度（圖5—3）。Rz=Rp+Rv圖5-3表面粗糙度輪廓的最大高度圖5-4輪廓單元的寬度與輪廓單元的平均寬度

圖5-5輪廓支承長度率曲線

圖5-6微觀不平度十點(diǎn)平均高度Rz

圖5-7輪廓最大高度Ry第二節(jié)表面粗糙度的選擇及其標(biāo)注一、表面粗糙度評定參數(shù)的選擇二、表面粗糙度參數(shù)的選擇原則三、表面粗糙度參數(shù)的選用方法四、表面粗糙度符號、代號及其標(biāo)注一、表面粗糙度評定參數(shù)的選擇在具體選用時(shí)要根據(jù)零件的功能要求、材料性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及測量的條件等情況適當(dāng)選用。選用原則

1.如果沒有特殊要求，一般僅選用幅度（高度）參數(shù)（Ra、Rz）。在常用的參數(shù)值范圍內(nèi)(Ra為0.025—6.3μm、Rz為0.1—25μm)，推薦優(yōu)先選用Ra值。但在以下情況不宜選用Ra。

a．當(dāng)表面過于粗糙或太光滑時(shí)，可選用Rz

b．當(dāng)零件材料較軟時(shí)

c．當(dāng)測量面積很小時(shí)，可以選用Rz值。

2.當(dāng)表面有特殊功能要求時(shí)，可同時(shí)選用幾個(gè)參數(shù)綜合控制表面質(zhì)量。

a．當(dāng)表面要求耐磨時(shí)，可以選用Rz、Rsm和Rmr（c）。

b.當(dāng)表面要求承受交變應(yīng)力時(shí)．可以選用Rz，RSm。

c．當(dāng)表面著重要求外觀質(zhì)量和可漆性，可選用RSm。在滿足功能要求的前提下，應(yīng)盡可能選用較大的粗糙度數(shù)值。

1.在同一零件上，工作表面的粗糙度參數(shù)值要比非工作表面的粗糙度參數(shù)值小。

2.摩擦表面要比非摩擦表面的粗糙度參數(shù)值要??；滾動摩擦表面比滑動摩擦表面的粗糙度參數(shù)值要?。贿\(yùn)動速度高、單位壓力大的摩擦表面，應(yīng)比運(yùn)動速度低、單位壓力小的摩擦表面的粗糙度參數(shù)值要小。

3.受循環(huán)載荷的表面及易引起應(yīng)力集中的部分，表面粗糙度參數(shù)值要小。

4.配合性質(zhì)要求高的結(jié)合表面，配合間隙小的配合表面以及要求連接可靠、受重載的過盈配合表面等，都應(yīng)取較小的粗糙度參數(shù)值。

5.配合性質(zhì)相同，零件尺寸愈小則表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)愈?。煌痪鹊燃墸〕叽绫却蟪叽纭⑤S比孔的表面粗糙度參數(shù)值要小。二、表面粗糙度參數(shù)的選擇原則三、表面粗糙度參數(shù)的選用方法在選擇參數(shù)值時(shí)，通?？蓞⒄找恍┙?jīng)過驗(yàn)證的實(shí)例，用類比法確定。一般情況下，如設(shè)表面形狀公差值為T，尺寸公差為IT，則它們與表面粗糙度參數(shù)值之間的對應(yīng)關(guān)系為：四、表面粗糙度符號、代號及其標(biāo)注（一）表面粗糙度的符號：表5-5表面結(jié)構(gòu)圖形符號（二）表面結(jié)構(gòu)要求在圖形符號中的注寫位置（1）位置a注寫表面結(jié)構(gòu)參數(shù)代號、極限值和傳輸帶（或取樣長度）。（2）位置a和b注寫兩個(gè)或多個(gè)表面結(jié)構(gòu)要求。

（3）位置c注寫加工方法、表面處理或其他加工工藝要求，如：車、磨、鍍等。

（4）位置d注寫表面紋理方向，如“=”、“X”、“M”等。

（5）位置e注寫加工余量（單位mm）。圖5—10多個(gè)表面結(jié)構(gòu)要求圖5—9補(bǔ)充要求的注寫位置（a~e）（三）表面結(jié)構(gòu)代號1、參數(shù)代號的標(biāo)注4、傳輸帶的標(biāo)注2、評定長度（Ln）的標(biāo)注5、單向極限或雙向極限的標(biāo)注3、極限判斷規(guī)則的標(biāo)注表5—8表面結(jié)構(gòu)代號示例（四）表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣和其他技術(shù)文件中的標(biāo)法圖5—17表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在圓柱特征的延長線上圖5-16表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在形位公差框格上圖5—13表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在輪廓上圖5—15表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在尺寸線上第三節(jié)表面粗糙度的測量

常用表面粗糙度測量的方法有比較法、光切法、干涉法和針描法。

1.比較法

它是將被測表面和表面粗糙度樣板直接比較?？捎萌庋?、放大鏡、顯微鏡比較。這種方法多用于車間，評定的誤差有時(shí)比較大。

2.光切法

用“光切原理”在常用儀器（雙管顯微鏡）上測量。適用于測量車、銑、刨等其它類似加工法加工的平面和外圓表面，測得值經(jīng)計(jì)算可求得