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1、n机械制图精品课程组 表面粗糙度 n基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表 面粗糙度的评定、标注、选用及测量。 n重点内容：表面粗糙度的评定、标注及选用 。 n难点内容：表面粗糙度的评定、选用。 n操作技能：表面粗糙度的测量。 表面粗糙度 第一节 概述 n 加工表面的几何形貌是由加工过程中刀具与被 加工工件的摩擦、切屑分离时塑性变形及加工系统 的振动等因素的作用，在工件表面留下的表面结构 ，包括表面粗糙度、表面波纹度、纹理方向和表面 缺陷四种。 表面粗糙度 完工零件实际 表面轮廓 图1 表面轮廓 表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线，称为表 面轮廓。 表面轮廓 表面粗糙度 波距1mm 表面粗糙
2、度轮廓 波距在110mm 波纹度轮廓 波距10mm 宏观形状轮廓 实际表面轮廓 图2 零件表面几何形状误差及其组成成份 表面粗糙度轮廓的界定 表面粗糙度 表面粗糙度：在零件加工表面存在的一种由较小间距和 微小峰谷形成的微观几何形状误差。 表面粗糙度的实质 表面粗糙度 1）对摩擦和磨损的影响 两相对表面运动时，磨损越快。表面越粗糙，f 2）对配合性质的影响： 如果是间隙配合，磨损后，间隙增大； 如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。 3）对疲劳强度的影响： 表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越严重，容易产生疲劳破坏 。 4）对接触刚度的影响： 表面越粗糙，峰值越大，实际接触面小，单位面
3、积受力增加 。 5）对耐腐蚀性能的影响： 表面越粗糙容易将腐蚀物存于谷中，造成对工件表面的腐蚀 。 表面粗糙度对零件使用性能的影响4-1粗糙 度的影响.SWF 表面粗糙度 产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构的术 语、定义及参数（GB/T 3505-2000） 表面粗糙度 参数及其数值（GB/T1031-1995） 机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法（GB/T 131-2006） 表面粗糙度标准 表面粗糙度 第二节 表面粗糙度的评定 n一、基本术语与定义（GB/T 3505-2000） 1、轮廓滤波器 2、取样长度（lr） 3、评定长度（ln） 4、轮廓中线 5、轮廓峰顶线与轮廓谷
4、底线 表面粗糙度 n1、轮廓滤波器轮廓滤波器 n 轮廓滤波器是指把轮廓分成长波和短波成分的 仪器。按波长从短到长的顺序，轮廓滤波器分为s 滤波器、c滤波器、f滤波器。 n 获取表面粗糙度成分的滤波器是c滤波器。 表面粗糙度 2 2、取样长度（、取样长度（lrlr） 用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长 度，即具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。X轴的方 向与轮廓总的走向一致，一般应包括5个以上的波峰和波 谷。 表面粗糙度 3、评定长度（ln） 评定长度是用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。 可包括一个或几个取样长度 。一般取ln=5lr。若被测表 面比较均匀，可选ln5lr；若均匀
5、性差，可选ln5lr。 表面粗糙度 4、轮廓中线 1）轮廓的最小二乘中线 在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的平方和 最小的线。即 表面粗糙度 4、轮廓中线 2）轮廓算术平均中线 轮廓算术平均中线是指在取样长度内划分实际轮 廓为上、下两部分，且使两部分面积相等的基准线。 即 表面粗糙度 5、轮廓峰顶线与轮廓谷底线4-2评定.SWF 轮廓峰顶线是指在取样长度内，平行于基准线并 通过轮廓最高点的线。 轮廓谷底线是指在取样长度内，平行于基准线并 通过轮廓最低点的线。 表面粗糙度 二、评定参数（GB/T 3505-2000） 粗糙度轮廓的参数由幅度参数、间距参数、 混合参数以及曲线和相关参数组成
6、。 1、幅度参数 轮廓算术平均偏差（Ra ） 轮廓的最大高度（Rz ） 2、轮廓单元的平均宽度(RSm) 3、轮廓支承长度率（Rmr(c)） 表面粗糙度 1 1、幅度参数、幅度参数-轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRa Ra-取样长度取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离各点至轮廓中线距离 绝对值的平均值绝对值的平均值 。 Ra = Zi n 1 i=1 n 近似表示： 表面粗糙度 轮廓最大峰高RpRp lr Z x Zi Z Zpipi Z Zvivi Xsi R Rz z 轮廓最大谷深RvRv -maxZ Zpipi -maxZ Zvivi 轮廓最大高度RzRz - 取样取样长度
7、内，轮廓的峰顶线和谷底线之间 的距离。 R Rz= z= R R p+ p+ R Rv v 1 1、幅度参数、幅度参数-轮廓最大高度轮廓最大高度RzRz 表面粗糙度 2、间距参数-轮廓单元的平均宽度(RSm) 在取样长度内，轮廓单元宽度Xs的平均值。 表面粗糙度 3 3、形状评定参数、形状评定参数-轮廓支承长度率轮廓支承长度率Rmr(cRmr(c) ) C1 C2 M l(c ) ln M l(c)i 峰顶线 Rmr(c) -在给定的水平位置c上,轮廓的实体材料长度 Ml(c) 与评定长度ln之比 当给定水平位置C1时，Rmr(c)=M l(c)i/ln； 当给定水平位置C2时，Rmr(c)=
8、 M l(c)/ln = 100% 表面粗糙度 三、表粗糙度评定参数的数值 0.012 0.025 0.05 0.1 50 100 0.8 1.6 0.2 0.4 3.2 6.3 12.5 25 Ra 的数值 (um) 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 200 400 800 1600 Rz 的数值 (um) 表面粗糙度 Ra/um0.00 0.02 0.02 0.10 0.1 2.0 2.0 10.0 10.0 80.0 Rz/um0.02 0.10 0.10 0.50 0.50 10.0 10.0 50.0 50.0
9、 320 lr/mm0.080.250.82.58.0 ln/mm（ ln5l） 0.41.254.012.540.0 lr lr和和lnln的数值的数值 0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.5 1015202530405060708090 Rmr(c)的数值 RSmRSm的数值的数值 表面粗糙度 第三节 表面粗糙度在图样中的标注 国家标准GB/T131-2006对表面粗糙度 的符号、代号及其标注做了规定。 表面粗糙度 基本符号: 6060 H H2 2 H H1 1 一、表面粗糙度符号 H1 1.4h H2=2 H1 h 字高 数字与字母高
10、度 符号的线宽 高度H1 高度H2 2.5 0.25 3.5 8 3.53.5 0.350.35 5 5 1111 5 5 0.50.5 7 7 1515 7 0.7 10 21 10 1 14 30 表面粗糙度 表 面 粗 糙 度 符 号 基本图形符号。表示未指定工艺方法的表 面，仅适用于简化中代号标注，没有补充 说明时不能单独使用。 扩展图形符号。用去除材料去除材料的方法获得 的表面 扩展图形符号。用不去除材料不去除材料的方法获得 的表面，也可用于表示保持上道工序形成 的表面。 完整图形符号。横线上用于标注有关 参数和说明 符 号 意 义 及 说 明 表面粗糙度 二、表面粗糙度的代号 a
11、处标注表面结构的单一要求表面结构的单一要求，包括参数代号、极限数值参数代号、极限数值等； 位置a和b处注写两个和多个表面结构要求； c 处标注加工方法加工方法； d 处标注加工纹理方向纹理方向符号如图所示； e 处标注加工余量余量（mm）。 Rzmax 0.4 Ra 25 Ra 6.3 铣 Ra 3.2Rz 0.4 表面粗糙度 表面纹理的标注 表面粗糙度 三、表面粗糙度标注示例 用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m，加 工方法为铣削。 铣 Ra 3.2 Rz 0.4 Rzmax 0.4 Ra 25 Ra 6.3 采用不去除材料的方法获得的表面, Rz的上限值为0.4m。 用去除
12、材料的方法获得的表面, Rz的最大值为0.4m。 用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为25m， Ra 的下限值为6.3m。 表面粗糙度 用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为 3.2m，加工方法为铣制。 铣 3.2 3.2max 1.6min 用去除材料的方法获得的表面, Ra的 最大值为 3.2m，最小值为1.6m。 说明： 当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有 16%的测值超差。 当不允许任何实测值超差时，应在参数值的右侧加注 max或同时标注max和min。 例如： 表面粗糙度 n 表面结构要求对每一个表面一般只标注一次,并尽可能标注在相应的 尺寸及其公差的同一视
13、图上。表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注 写和读取方向一致。 n表面粗糙度可标注以下位置：轮廓线或指引线上；特征尺寸的尺寸线 上；形位公差的框格上；延长线；圆柱或棱柱表面上。标注在轮廓线上 时基本符号要指向材料内部。 四、表面粗糙度在图样上的标注 表面粗糙度 （1）表面结构要求在轮廓线上的标注 表面粗糙度 （2）表面结构要求标注在指引线上 表面粗糙度 （3）表面结构要求标注在尺寸线和形位公差框格上 表面粗糙度 （4）大多数表面有相同表面结构要求时的简化标注(一),其 表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近.此时(除全部 表面有相同要求的情况外),表面结构要求的符号后面应在圆 括号内给出无任
14、何其他标注的基本符号. 表面粗糙度 （5）大多数表面有相同表面结构要求的简化标注(二):在圆 括号内给出不同的表面结构要求. 表面粗糙度 （6）多个表面结构要求的简化标注 表面粗糙度 当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对 其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图 纸 的右上角。并加注 “其余其余”二字。 其余其余 例如： Ra Ra 12.512.5 Ra 3.2 Ra 1.6 Ra 3.2 表面粗糙度 表面粗糙度 表面粗糙度 表面粗糙度 表面粗糙度 表面结构要求标注示例 表面粗糙度 表面粗糙度 表面粗糙度 表面粗糙度 表面粗糙度 1、表面粗糙度代号 表面粗糙度代号 表面粗糙度符号
15、 表面粗糙度参数 其它有关规定 五、旧国标表面粗糙度的代（符）号及其标注 表面粗糙度 a1、a2 为粗糙度高度参数代 号及其数值； b 为加工要求、镀覆、涂覆 、表面处理或其他说明; c 为取样长度或波纹度，单 位为毫米； d为加工纹理方向符号； f为粗糙度间距参数值或轮廓 支承长度率; h 为字高（不标注）。 各种参数根据需要标注。 表面粗糙度的代号 表面粗糙度 2）表面粗糙度参数: 表面粗糙度参数的单位是m。 注写Ra时，只写数值; 注写Rz、Ry时，应同时注出Rz、 Ry和数值。 例如： 3.2 用任何方法获得的表面, Ra的上限值为3.2m。 只注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上 限值和下限值。 3.2 1.6 用去除材料的方法获得的表面, Ra的上限值为 3.2m，下限值为1.6m。 Ry3.2 用任何方法获得的表面, Ry的上限值为3.2m。 表面粗糙度 零件的每一个表面都应该有粗糙度要求，并且应在图 样上用代（符）号标注出来。 零件图上所标注的表面粗糙度代（符）号是指该表面 完工后的要求。 每一表面
