1、第5章 表面粗糙度,機(jī)械零件的幾何誤差： 宏觀：尺寸公差和形位公差-與裝配性能密切相關(guān)。 微觀：表面粗糙度-影響工件結(jié)合面的精度，對(duì)使用性能（耐磨性、抗腐蝕性等）、可靠性和壽命有直接影響。與選材、表面物理性能(硬度等)、熱處理等有關(guān)。 表面粗糙度：工件表面在加工后形成的由較小間距的微小的峰谷組成的微觀幾何形狀特征。 產(chǎn)生的原因：加工過(guò)程中，由于刀痕、材料的塑性變形、 工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)等引起的。,5.1 概述,GB/T 3505-2000 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 表面結(jié)構(gòu) 輪廓法 表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)、定義及參數(shù) (新標(biāo)準(zhǔn)),GB/T 1031-1995 表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值,GB/T 3505-198

2、3 表面粗糙度術(shù)語(yǔ) 表面及其參數(shù) (舊標(biāo)準(zhǔn)),GB/T 3505-1983 (舊標(biāo)準(zhǔn))只是對(duì)粗糙度而言,即只將表面粗糙度輪廓及其參數(shù)定義為表面結(jié)構(gòu)特性的唯一組成部分，給出了相關(guān)的術(shù)語(yǔ)及其定義。 GB/T 3502-2000 (新標(biāo)準(zhǔn))是等效ISO 4287:1997對(duì)GB/T 3505-1983的修訂。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)粗糙度、波紋度和原始輪廓三種特性都給出了定義和評(píng)定參數(shù)，即規(guī)定了用輪廓法確定表面結(jié)構(gòu)(粗糙度、波紋度和原始輪廓)的術(shù)語(yǔ)、定義及參數(shù)。,零件表面的形貌可分為三種情況： (1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波距1mm(傳統(tǒng)界定)、波長(zhǎng)和波高之比一般小于50（濾波）。屬于微

3、觀幾何形狀誤差。 加工過(guò)程中由于刀痕、零件表面產(chǎn)生塑性變形和工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)引起。 (2)表面波紋度： 1mm 波距10mm、零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比等于501000的不平程度稱為波紋度。會(huì)引起零件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、噪聲，特別是對(duì)旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的。工藝系統(tǒng)的振動(dòng)、發(fā)熱、回轉(zhuǎn)體不平衡引起。,(3)形狀誤差 ：波距10mm、零件表面中峰谷的波長(zhǎng)和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。 機(jī)床幾何精度引起。,波距1mm,1mm 波距10mm,波距10mm,表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響 （1）對(duì)磨損的影響：阻力大，磨損快； （2）對(duì)配合的影響：變松； （3）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響

4、：在凹谷處產(chǎn)生應(yīng)力集中； （4）對(duì)抗腐蝕性能的影響：銹蝕或電化學(xué)腐蝕； 接觸剛度、密封性、表面反射能力等也有影響。,5.2 表面粗糙度的評(píng)定,一、取樣長(zhǎng)度 ：用于評(píng)定輪廓的不規(guī)則特征（表面粗糙度）所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。（主要是為了剔除表面波紋度對(duì)評(píng)定結(jié)果的影響） 具體取值見(jiàn)P137 二、評(píng)定長(zhǎng)度 ：為充分、合理地反映表面粗糙度不均勻的程度，測(cè)量、評(píng)定表面粗糙輪廓所必須的一段長(zhǎng)度。一般取 ；均勻性較好可取 三、輪廓中線 m：評(píng)定表面粗糙度的基準(zhǔn)線。,5.2.1 評(píng)定基準(zhǔn),最小二乘中線 ：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)到該線的輪廓偏距Ei的平方和為最小，即Z12+Z22+Zn2min) 算術(shù)平均中線

5、：在評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓與中線圍成的面積上、下兩半相等。,基準(zhǔn)線,Z,高度特征參數(shù)，間距特征參數(shù)，形狀特征參數(shù),1、輪廓算術(shù)平均偏差 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。目前，機(jī)械或零件圖上的表面粗糙度要求，一般以此項(xiàng)參數(shù)給定，該參數(shù)用觸針式電動(dòng)輪廓儀測(cè)量。觸針的大小要選擇好。,5.2.2 評(píng)定參數(shù)與數(shù)值規(guī)定,一、高度特征參數(shù),：輪廓偏距,Z,2、輪廓單元的平均高度 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,也稱為：微觀不平度十點(diǎn)高度 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，五個(gè)最高正偏距與五個(gè)最低負(fù)偏距絕對(duì)值之和的平均值。,Zti：一個(gè)輪廓單元，一峰一谷的高度。,3、輪廓最大高度： 在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓的峰頂線與谷底線之間的距離。,1、輪廓單元的

6、平均寬度 RSm（Sm） 輪廓微觀不平度的平均間距 1）含有一個(gè)輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長(zhǎng)度 Smi稱為輪廓微觀不平度的寬度(間距)。 2）在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓微觀不平度的平均值稱為 輪廓微觀不平度的平均寬度(間距) RSm,2.間距特征參數(shù)，形狀特征參數(shù),2、輪廓單峰平均間距 RS（S） 兩相鄰單峰的最高點(diǎn)在中線投影距離稱輪廓 單峰平均間距 RSi,波距參數(shù)一般很少用到，其典型應(yīng)用場(chǎng)合為： 汽車外殼：RS、RSm對(duì)噴膝質(zhì)量和空氣阻力有影響。 電器行業(yè)：如變壓器硅鋼片(RS、RSm對(duì)電損耗有影響),3.輪廓的支承長(zhǎng)度率： (用于控制耐磨性的參數(shù)) 在水平位置C上(與頂峰相距C且平行于峰頂線)

7、,輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度(各段截線長(zhǎng)度之和) 與評(píng)定長(zhǎng)度 之比。,在取樣長(zhǎng)度內(nèi)：RSm、Rmr(c)與C值按GB/T1031規(guī)定選取。,5.3 表面粗糙度的選擇和標(biāo)注,1.評(píng)定參數(shù)的選擇,1、在常用精度參數(shù)范圍 推薦優(yōu)先選用Ra。 2、 (用觸針達(dá)不到精度要求) (用觸針易損壞) 3、 為附加評(píng)定參數(shù)。 4、Rz ：難測(cè)表面。,選RC,5.3.1 表面粗糙度的選擇,機(jī)件功能與RC許用數(shù)值 各種制造方法可能達(dá)到的Ra界限值。 其他考慮。 P143,2.評(píng)定參數(shù)值的選擇,P144 表5-6,RC,1.符號(hào)和代號(hào)： 1、表示用去除料的方法獲得。車、銑、磨等切割加工； 2、表示用不去除材料的方法獲得。鑄、焊、粉末冶金等； 3、表示用任何方法獲得。,直接標(biāo)注公差數(shù)值大小， 一般為Ra值。 （舊標(biāo)準(zhǔn)用D1D14表示不同等級(jí)的表面光潔度 ）,5.3.2 表面粗糙度的標(biāo)注,a：數(shù)值 b：加工方法。 c：取樣長(zhǎng)度。 d：加工紋理方向。 e：加工余量。 f：RSm或Rmr(1)值，單位mm。,2.標(biāo)注時(shí)高度特征參數(shù)值的規(guī)定,3.表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注,5.4 表面粗糙度的測(cè)量,用樣塊作參照，直接判斷： 眼觀察、觸覺(jué)、放大鏡、顯微鏡。,5.4.1 比較法(在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)一般采用)：較低精度,樣板材料、形成及制造工藝盡可能與