模塊四表面粗糙度與測量*****主編*****第**篇******學(xué)習(xí)目標(biāo)項(xiàng)目一：表面粗糙度的檢測任務(wù)一用粗糙度對照樣板比較檢測任務(wù)二

用粗糙度儀檢測粗糙度學(xué)習(xí)目標(biāo)◆知識目標(biāo)正確表述表面粗糙度的概念。描述表面粗糙度對零件性能的影響。能繪制表面粗糙度的符號。正確解讀表面粗糙度符號的含義。能概述粗糙度儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測量原理。模塊四表面粗糙度與測量學(xué)習(xí)目標(biāo)◆能力目標(biāo)能參照粗糙度對照樣板測量表面粗糙度。能使用粗糙度儀簡單測量表面粗糙度。能夠正確維護(hù)保養(yǎng)粗糙度儀。通過對零件的測量，能對工件加工質(zhì)量進(jìn)行適當(dāng)分析。模塊四表面粗糙度與測量學(xué)習(xí)目標(biāo)◆情感目標(biāo)通過對零件的測量及質(zhì)量分析，培養(yǎng)學(xué)生積極參與生產(chǎn)加工的興趣。培養(yǎng)學(xué)生對零件表面粗糙度產(chǎn)生直觀的理解,并實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的體現(xiàn)。模塊四表面粗糙度與測量

無論是機(jī)械加工后的零件表面，或者是用其它方法獲得的零件表面，總會存在著由較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡，表述這些峰谷的高低程度和間距的微觀幾何形狀特性的術(shù)語是表面粗糙度。表面粗糙度與機(jī)械零件的使用性能有著密切的關(guān)系，影響著機(jī)器的工作可靠性和使用壽命。模塊四表面粗糙度與測量

表面粗糙度數(shù)值的選擇應(yīng)遵循在滿足表面功能要求的前提下，盡量選用較大的表面粗糙度數(shù)值的基本原則，以便簡化加工工藝，降低加工成本。模塊四表面粗糙度與測量

目前常用的粗糙度檢測方法是用粗糙度對照樣板或用粗糙度儀檢測粗糙度。

2．摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度數(shù)值要小；滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的粗糙度數(shù)值要?。贿\(yùn)動(dòng)速度高、壓力大的摩擦表面比運(yùn)動(dòng)速度低、壓力小的摩擦表面的粗糙度數(shù)值要小。模塊四表面粗糙度與測量

1．在同一零件上，工作表面一般比非工作表面的粗糙度數(shù)值要小。

表面粗糙度數(shù)值的選擇一般采用類比法，具體選擇時(shí)應(yīng)考慮下列因素：

3．承受循環(huán)載荷的表面及易引起應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)（圓角、溝槽等），其粗糙度數(shù)值要小。模塊四表面粗糙度與測量

4．配合精度要求高的結(jié)合表面、配合間隙小的配合表面及要求連接可靠且承受重載的過盈配合表面，均應(yīng)取較小的粗糙度數(shù)值。模塊四

表面粗糙度與檢測

5．配合性質(zhì)相同時(shí)，在一般情況下，零件尺寸越小，則粗糙度數(shù)值應(yīng)越小；在同一精度等級時(shí)，小尺寸比大尺寸、軸比孔的粗糙度數(shù)值要小；通常在尺寸公差、表面形狀公差小時(shí)，粗糙度數(shù)值要小。

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6．防腐性、密封性要求越高，粗糙度數(shù)值應(yīng)越小。任務(wù)導(dǎo)入

任務(wù)實(shí)施任務(wù)描述

任務(wù)拓展任務(wù)分析

任務(wù)評價(jià)

知識鏈接

活學(xué)活用

返回目錄項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度【任務(wù)導(dǎo)入】仔細(xì)觀察一下課桌椅各個(gè)表面，在不同的表面看到和摸到的感覺是否相同？如果桌面如柏油路面一般，我們是否能順利書寫作業(yè)？項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

零件經(jīng)過機(jī)械加工后的表面會留有許多高低不平的凸峰和凹谷。表面結(jié)構(gòu)與加工方法、切削刃形狀和切削用量等各種因素都有密切關(guān)系。它對于零件摩擦、磨損、配合性質(zhì)、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度等都有顯著影響。

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返回目錄項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度圖中各表面都有相應(yīng)的表面粗糙度要求，本任務(wù)為檢測各表面值，并判斷零件表面是否合格【任務(wù)分析】本任務(wù)采用比較法測量表面粗糙度的方法。將被測表面與已知高度參數(shù)值的表面粗糙度樣塊進(jìn)行比較，用目測和手摸的感觸來判斷表面粗糙度的一種測量方法。比較時(shí)還可借助放大鏡、比較顯微鏡等工具，以減少誤差，提高判斷的準(zhǔn)確性。比較時(shí)，應(yīng)使樣塊與被測表面的加工紋理方向保持一致。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

方法簡便易行，適于在車間現(xiàn)場使用。但其評定的可靠性在很大程度上取決于檢測人員的經(jīng)驗(yàn)，往往誤差較大。

可根據(jù)與粗糙度對照樣板比對來判斷傳動(dòng)軸各面粗糙度值是否在其要求范圍內(nèi)，判斷零件表面質(zhì)量是否合格。圖4-4粗糙度對照樣板項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

1.測量任務(wù)解讀

本次測量任務(wù)為：和。先識讀蝸輪軸的標(biāo)注，兩端φ30mm軸外圓面的表面粗糙度值Ra要求為0.8μm，φ18mm內(nèi)孔的表面粗糙度值Ra要求為3.2μm，其余表面粗糙度值Ra要求為1.6μm

2.測量方案確定

采用粗糙度對照樣板與零件表面做比對，零件為車削加工，選用相應(yīng)車削粗糙度對照樣板，根據(jù)要求依次對各表面進(jìn)行視覺和觸覺比對。

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1.表面結(jié)構(gòu)符號符號說明

基本圖形符號：表示未指定工藝方法的表面，當(dāng)通過一個(gè)注釋解釋時(shí)可單獨(dú)使用，沒有補(bǔ)充說明時(shí)不能單獨(dú)使用。

擴(kuò)展圖形符號：表示用去除材料方法獲得的表面，如通過機(jī)械加工獲得的表面；僅當(dāng)其含義是“被加工并去除材料的表面”時(shí)可單獨(dú)使用。

擴(kuò)展圖形符號：表示不去除材料的表面，如鑄、鍛、沖壓成形、熱軋、冷軋、粉末冶金等；也用于保持上道工序形成的表面，不管這種狀況是通過去除材料或不去除材料形成的。

完整圖形符號：當(dāng)要求表面結(jié)構(gòu)特征的補(bǔ)充信息時(shí)，應(yīng)在原符號上加一橫線。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

2.表面結(jié)構(gòu)代號a—表面結(jié)構(gòu)的單一要求；a、b—兩個(gè)或多個(gè)表面結(jié)構(gòu)要求；c—加工方法；d—表面紋理和方向；e—所要求的加工余量，以毫米為單位給出數(shù)值。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

3.表面結(jié)構(gòu)要求的評定參數(shù)

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1031-2016《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》,輪廓參數(shù)（表面粗糙度參數(shù)）包括Ra和Rz。（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在取樣長度內(nèi)，輪廓偏距絕對值的算術(shù)平均值。（2）微觀不平度十點(diǎn)高度Rz：在取樣長度L內(nèi)最大的輪廓峰高的平均值與五個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

4.表面結(jié)構(gòu)代號的含義代號含義

表示不允許去除材料，單向上限值，R輪廓，粗糙度的最大高度0.4μm，評定長度為5個(gè)取樣長度（默認(rèn)），“16%規(guī)則”（默認(rèn)）

表示去除材料，單向上限值，R輪廓，粗糙度的最大高度0.2μm，評定長度為5個(gè)取樣長度（默認(rèn)），“最大規(guī)則”

表示不允許去除材料，雙向極限值，R輪廓，上限值：算術(shù)平均偏差3.2μm，評定長度為5個(gè)取樣長度（默認(rèn)），“最大規(guī)則”，下限值：算術(shù)平均偏差0.8μm，評定長度為5個(gè)取樣長度（默認(rèn)），“16%規(guī)則”（默認(rèn)）項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度注：表面結(jié)構(gòu)參數(shù)中表示單向極限值時(shí)，只標(biāo)注參數(shù)代號、參數(shù)值，默認(rèn)為參數(shù)的上限值；在表示雙向極限值時(shí)應(yīng)標(biāo)注極限代號，上限值在上方用U表示，下限值在下方用L表示。如果同一參數(shù)具有雙向極限要求，在不引起歧義的情況下，可以不加U、L項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

5.粗糙度對照樣板的維護(hù)與保養(yǎng)

選用與零件加工方法相同的樣板，使用前需用軟布或脫脂棉擦干凈防銹油，使用時(shí)輕拿輕放，避免表面磕碰損傷樣板表面。用完后用棉絲將樣塊擦凈放入盒內(nèi)保存，要注意防潮。如果長時(shí)間不用應(yīng)涂防銹油，防止樣塊腐蝕。

返回目錄項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度【活動(dòng)實(shí)施】一、粗糙度對比測量根據(jù)蝸輪軸的表面要求，用粗糙度對照樣板檢測工件各表面的粗糙度。1.測量器具準(zhǔn)備粗糙度對照樣板、被測件、全棉布數(shù)塊、防銹油等。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度2.測量步驟（1）選取車床粗糙度對照樣板，如圖4-6所示。（2）如圖4-7所示，用視覺法將被檢表面與標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣塊的工作面進(jìn)行比較。圖4-6車床粗糙度對照塊圖4-7視覺法項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度（3）如圖4-8所示，用觸覺法，用手指或指甲撫摸被檢驗(yàn)表面和標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣塊的工作面，憑感覺判斷。（4）完成測量報(bào)告（表4-3），整理實(shí)驗(yàn)器具。擦拭樣塊，涂防銹油，收回盒內(nèi)。圖4-8觸覺法項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度3.測量報(bào)告按步驟完成測量并將被測件的相關(guān)信息及測量結(jié)果填入測量報(bào)告單（表4-3）中。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度表4-3表面粗糙度測量報(bào)告單比對φ30φ30

φ18Φ34.2左端面右端面視覺法1

視覺法2

觸覺法1

觸覺法2

粗糙度值

是否合格

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Ra0.8

Ra0.8

Ra0.8

Ra3.2

Ra3.2

Ra3.2

【活動(dòng)拓展】表面粗糙度對零件使用性能的影響(1)對摩擦、磨損的影響。當(dāng)兩個(gè)表面作相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般情況下表面越粗糙，其摩擦系數(shù)、摩擦阻力越大，磨損也越快。(2)對配合性質(zhì)的影響對間隙配合，粗糙表面會因峰尖很快磨損而使間隙很快增大；對過盈配合，粗糙表面的峰頂被擠平，使實(shí)際過盈減小，影響連接強(qiáng)度。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

(3)對疲勞強(qiáng)度的影響表面越粗糙，微觀不平的凹痕就越深，在交變應(yīng)力的作用下易產(chǎn)生應(yīng)力集中，使表面出現(xiàn)疲勞裂紋，從而降低零件的疲勞強(qiáng)度。

(4)對接觸剛度的影響

表面越粗糙，表面間的實(shí)際接觸面積就越小，單位面積受力就越大，使峰頂處的局部塑性變形增大，接觸剛度降低，從而影響機(jī)器的工作精度和抗振性能。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度

表面粗糙度還影響零件表面的抗腐蝕性及結(jié)合表面的密封性和潤滑性能等。表面粗糙度直接影響零件的使用性能和壽命。因此，應(yīng)對零件的表面粗糙度加以合理規(guī)定。項(xiàng)目一用表面粗糙度對照樣板測量表面粗糙度【活動(dòng)評價(jià)】評價(jià)項(xiàng)目分值評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)自評組評師評及時(shí)完成測量步驟50操作步驟正確合理、及時(shí)完成

積極參與活動(dòng)10主動(dòng)投入，積極完成學(xué)習(xí)任務(wù)

小組成員合作良好10服從組長安排，與同學(xué)分工協(xié)作

測量器具擺放規(guī)范10按要求規(guī)范擺放測量器具

工作現(xiàn)場衛(wèi)生整潔10按要求保持工作現(xiàn)場清潔、整潔

合計(jì)

學(xué)生簽名：組長簽名：教師簽名：活動(dòng)內(nèi)容：日期：

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1.分別解釋零件圖（圖4-9）中表面粗糙度代號的意義是什么？

圖4-9零件圖

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2.零件設(shè)計(jì)和加工時(shí)，表面粗糙度參數(shù)值是否越小越好？為什么？

3.正確繪制一個(gè)表面粗糙度符號，并完成去除材料獲得Ra3.2粗糙度值的標(biāo)注。

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任務(wù)實(shí)施任務(wù)描述

任務(wù)拓展任務(wù)分析

任務(wù)評價(jià)知識鏈接

活學(xué)活用

返回目錄項(xiàng)目二用表面粗糙度儀測量表面粗糙度【任務(wù)導(dǎo)入】

當(dāng)檢測表面粗糙度要求不嚴(yán)的表面時(shí)，通常采用比較法。精度較高、要求獲得準(zhǔn)確評定參數(shù)時(shí)，則須采用專業(yè)儀器檢測表面粗糙度。

粗糙度儀具有測量精度高、測量范圍寬、操作簡便、便于攜帶、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種金屬與非金屬的加工表面的檢測，該儀器是傳感器主機(jī)一體化的袖珍式儀器，具有手持式特點(diǎn)，更適宜在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度圖4-10感觸式表面粗糙度儀項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，利用光電、傳感、微處理器、液晶顯示等先進(jìn)技術(shù)制造的各種表面粗糙度測量儀在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛。各種感觸式微控表面粗糙度測量儀（圖4-10），在測量表面粗糙度時(shí)，一般都可直接顯示被測表面實(shí)際輪廓的放大圖形和多項(xiàng)粗糙度特性參數(shù)數(shù)值，有的還具有打印功能，可將測得參數(shù)和圖形直接打印出來。

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度【任務(wù)描述】

所有物體表面均有表面粗糙度，只是粗糙程度不同而已。本任務(wù)選擇身邊的用品來測量其表面粗糙度，并且測出表面粗糙度具體數(shù)值，如桌面或教室窗戶玻璃的表面。

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度【任務(wù)分析】

測量課桌桌面或教室墻面的表面粗糙度，沒有表面粗糙度樣板可以比較，可以選擇表面粗糙度儀來測量。

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度【知識鏈接】

1.表面粗糙度儀測量原理

測量零件表面粗糙度時(shí)，將傳感器放在零件被測表面上，由儀器內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)傳感器沿被測表面等速滑行。傳感器通過內(nèi)置的銳利觸針感受被測表面的表面粗糙度，此時(shí)零件被測表面的表面粗糙度引起觸針產(chǎn)生位移，該位移使傳感器電感線圈的電感量發(fā)生變化。

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度2.表面粗糙度儀的機(jī)構(gòu)和按鍵名稱功能

仔細(xì)了解表面粗糙度儀各部位的結(jié)構(gòu)和按鍵名稱功能，熟悉屏幕界面，正確掌握表面粗糙度儀的操作步驟。項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度圖4-10粗糙度儀面板和部件名稱項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度

特別注意：

1.傳感器的觸針是本儀器的關(guān)鍵零件，應(yīng)給予高度重視。

2.在進(jìn)行傳感器裝卸的過程中，應(yīng)特別注意不要碰及觸針，以免造成損壞,影響測量。

3.在安裝傳感器時(shí)，應(yīng)特別注意連結(jié)要可靠。

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度

4.每次使用完畢，要將傳感器放回包裝盒中，隨機(jī)標(biāo)準(zhǔn)樣板應(yīng)精心保護(hù)，以免劃傷后造成標(biāo)準(zhǔn)儀器損壞而產(chǎn)生測量誤差。

5.使用表面粗糙度儀要避免碰撞、劇烈振動(dòng)、灰塵、潮濕、油污、強(qiáng)磁場等情況的發(fā)生；傳感器是儀器的精密部件，應(yīng)精心保護(hù)。

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度【任務(wù)實(shí)施】

使用表面粗糙度儀測量，檢測出課桌桌面或教室窗戶玻璃的表面粗糙度值。測量步驟：

1、開機(jī)。按下電源鍵

后儀器開機(jī)，然后自動(dòng)進(jìn)入基本測量狀態(tài)，液晶顯示出設(shè)定的測量條件，參數(shù)、單位、取樣長度、電池電壓。

2、檢查測量參數(shù)Ra選擇是否正確，如果不正確，按下

鍵進(jìn)行選擇。項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度

3、檢查取樣長度0.25是否正確，如果不正確，按下

進(jìn)行選擇。取樣選擇，請參照表3。

4、檢查測量單位μｍ設(shè)置是否正確，如果不正確，按下

鍵進(jìn)行選擇。

5、擦干凈工件被測表面。

6、正確放好粗糙度測量儀（圖4-12），確保接線準(zhǔn)確可靠。

項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度圖4-12安放位置項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度

7、傳感器的滑行軌跡必須垂直于工件被測表面的加工紋理方向（圖4-13）。按

鍵就開始測量，首先在顯示器上將看到“----”，同時(shí)傳感器在被測表面上滑行，然后傳感器停止滑行，進(jìn)而向后滑動(dòng)，直到傳感器回復(fù)原位后，測量值顯示在顯示器上，如圖4-14所示。圖4-13測頭垂直表面加工紋理

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度圖4-14測量過程項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度1）要設(shè)定評定長度，只要按下

鍵不放，直至顯示器上出現(xiàn)“LEN”，然后按

或

鍵來選擇。要存儲并退出，只要按一下

或

以外的任意鍵即可，如圖4-15所示。圖4-15項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度2）完成測量報(bào)告（表4-4），整理實(shí)驗(yàn)器具。取截表面粗糙度數(shù)值中最大誤差值作為零件的該表面的粗糙度。項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度3.測量報(bào)告表4-4表面粗糙度測量報(bào)告單測量點(diǎn)1234567粗糙度值

判斷合格性

返回目錄項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度【活動(dòng)拓展】

其他表面粗糙度測量方法：1.印模法

在實(shí)際測量中,常會遇到深孔,盲孔.凹槽,內(nèi)螺紋等既不能使用儀器直接測量,也不能使用樣板比較的表面.這是常用印模法.印摸法是利用一些無流動(dòng)性和彈性的塑性材料（如石蠟等）貼合在被測表面上.將被測表面的輪廓復(fù)制成模.然后測量印模,從而來評定被測表面的粗糙度.項(xiàng)目二用粗糙度儀測量表面粗糙度2.觸針法

利用針尖曲率半徑為2微米左右的金剛石觸針沿被測表面緩慢滑行，金剛石觸針的