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1、 表 面 粗 糙 度 第5章 中南林业科技大学精品课程 机械设计精度与检测 课程组 制作 本章重点本章重点 表面粗糙度的术语 定义 标注及测量方法 本章内容本章内容 5 1 表面粗糙度概述 5 2表面粗糙度的评定 5 3 表面粗糙度的符号 代号及其标注 5 4 表面粗糙度的选用 5 5 表面粗糙度的测量及量具量仪 5 1 表面粗糙度概述 表面粗糙度 切削加工时 由于振动 刀痕及刀具与零件之间的摩擦 在制造的 零件表面不可避免的产生一些微小的峰谷 零件表面上这些微小的峰谷 的高低程度就称为表面粗糙度 粗加工后的表面用肉眼就能看到 精加 工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到 从相反概念的角度表面粗
2、糙度也可以称为表面光洁度 5 1 5 1 表面粗糙度概述表面粗糙度概述 实际上 一个完工零件的实际表面状态是极其复杂的 一般包括 表面粗糙度 表面波度和几何形状误差等 5 1 5 1 表面粗糙度概述表面粗糙度概述 表面几何形状误差 宏观几何形状误差 表面粗糙度 表面波度 中间 几何形状误差 按波距大小 相邻两波峰或相邻两波谷之间的距离 来划分 波距小于l mm的微观几何形状误差 波距在l 10 mm的并呈周期性变化的几何形状误差波距大于10 mm的并无明显周期性变化 5 1 5 1 表面粗糙度概述表面粗糙度概述 表面粗糙度对零件的使用性能有着重要的影响 尤其对在高温 高 速 高压条件下的机器
3、仪器 零件影响更大 它主要影响零件的摩擦磨 损 配合性质 抗疲劳强度和密封性等 5 1 5 1 表面粗糙度概述表面粗糙度概述 因此 表面粗糙度在零件几何精度设计中是必不可少的 作为 零件质量评定指标是十分重要的 5 1 5 1 表面粗糙度概述表面粗糙度概述 GB T3053 2009 表面粗糙度国家标准构成 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 T1031 2009 表面粗糙度参 数及其数值 GB T 131 2006 机械制图 表面粗糙度符号 代号及其标注 5 1 5 1 表面粗糙度概述表面粗糙度概述 5 2 表面粗糙度的评定 5 2 5 2 表面粗糙度的
4、评定表面粗糙度的评定 5 2 1 评定表面粗糙度的几个术语和定义 5 1 2 表面粗糙度的评定参数 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 介绍GB T 3505 2000规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义 部分术语 轮 廓 滤 波 器 坐 标 系 表 面 轮 廓 原 始 轮 廓 粗 糙 度 轮 廓 取 样 长 度 评 定 长 度 中 线 粗 糙 度 轮 廓 中 线 轮 廓 峰 轮 廓 谷 高 度 和 间 距 辨 别 力 轮 廓 单 元 纵 坐 标 值 实 体 材 料 长 度 1 1 轮廓滤波器 轮廓滤波器 profile filterprofil
5、e filter s滤波器 s profile filter c滤波器 c profile filter f滤波器 f profile filter 确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分 之间相交界限的滤波器 确定存在于表面上的波纹度与比 它更长的波的成分之间相交界限的滤 波器 确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间 相交界限的滤波器 把轮廓分成长波和短波的滤波 器 因为原始轮廓有粗糙度轮 廓 波纹度轮廓和波长更长的 表面形状误差轮廓 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 图5 1 粗糙度和波纹度轮廓的传输特性 5 2 1 5 2 1
6、评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 4 原始轮廓 primary profile 在应用短波滤波器 s之后的总的轮廓 它是评定原始轮廓参数 的基础 5 粗糙度轮廓 roughness profile 对原始轮廓采用 c滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓 这是 故意修正的轮廓 它的频带宽是由 s和 c滤波器来限制的 它是 评定粗糙度轮廓参数的基础 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 是指用来判别被评定轮廓的不规则 粗糙 特征的X轴向上的 长度 在取样长度内一般应包含有五个以上的峰谷 取样长度lr 的 方向与轮廓走向一致 规定取样长度的目的
7、主要是为了限制和减弱 表面波度对测量结果的影响 6 取样长度lr Sampling length 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 表5 1 取样长度标准值 mm 2582 50 80 250 08lr 表5 2 lr和ln 0 4 1 25 4 0 12 5 40 0 0 08 0 25 0 8 2 5 8 0 0 025 0 10 0 10 0 50 0 50 10 0 10 0 50 0 50 0 320 0 008 0 02 0 02 0 10 0 10 2 0 2 0 10 0 10 0 80 ln mlr mRz mRa m 一般情况下
8、在测量不同的表面粗糙度参数时 推荐按 表5 2选取对应的取样长度值 此时取样长度值在标注中可 省略 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 7 评定长度ln Evaluation length 是指用于判别被评定轮廓的x方向上的长度 它可包括几个 取样长度 一般为5个 即ln 5lr 对均匀件好的表面 可少于5 个 反之可多于5个 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 8 中线 mean lines 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 9
9、粗糙度轮廓中线 mean lines for the roughness profile 用轮廓滤波器 c抑制了长波轮廓成分相对应的中线 根据建立 中线的方法不同 中线有以下两种 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 1 轮廓最小二乘中线 least squarea mean line of the profile 在取样长度内 使轮廓线上各点到该线的纵坐标值Z x 的平方 和最小 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 2 轮廓算术平均中线 arithmetical mean line of the profile
10、 在取样长度内 与轮廓走向一致 并将轮廓划分为上 下两部分 面积相等的基准线 即 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 显然 对于一个实际轮廓 其最小二乘中线是唯一的 而一般情况下 算术平均中线不是唯一的 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 10 轮廓峰 profile peak 连接 轮廓和X轴 两相邻交点向外 从材料到周围介质 的轮廓部分 11 轮廓谷 profile valley 连接 轮廓和X轴 两相邻交点向内 从周围介质到材料 的轮廓部分 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度
11、的术语和定义 12 高度和间距辨别力 height and or spacing discrimimation 应计入被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高度和最小间距 在这里 最小高度通常用Rz或任一振幅参数的百分率表示 最小 间距则以lr 的百分率表示 13 轮廓单元 profile element 轮廓峰和轮廓谷的组合 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 14 纵坐标值Z x ordinate value Z x 被评定轮廓在任一位置距X轴的高度 若Z x 是在X轴的下 方视为负值 反之视为正值 15 在水平位置C上轮廓的实体材料长度Ml c mat
12、erial length of profile at the level C Ml c 在水平给定位置C上用一条平行于X轴的线与轮廓单元相截 所得到的各段截线长度之和 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 GB T 3505 2009中规定的有关评定表面粗糙度的参数有 幅度参数 Z轴方向 9项 间距参数 X轴方向 1项 混合 参数1项以及曲线和相关参数5项 共4大类16项 这里选择 介绍下面几种 这几种评定参数有的已在GB T3505 1983中 出现过 5 2 1 5 2 1 评定表面粗糙度的术语和定义评定表面粗糙度的术语和定义 1 评定轮廓的算术平均
13、偏差Ra arithmetical mean deviation of the assessed Ra 在一个取样长度内 纵坐标Z x 绝对值的算术平均值 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 幅度参数幅度参数 2 轮廓的最大高度Rz maximum height of profile Rz 在一个取样长度内 最大轮廓峰高Zp与最大谷深Zv之和的高度 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 幅度参数幅度参数 3 轮廓单元的平均线高度RC mean height of profile elements RC 在一个取样长度内轮廓单元高度Zt的
14、平均值 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 幅度参数幅度参数 选择此参数需要注意 高度和间距辨别力 除非另有规定 省略标注的高度分辨力应为RZ的10 间距分辨力为lr的1 此两条件需同时满足 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 幅度参数幅度参数 轮廓单元的平均宽度RSm mean width of the profile elements RSm 在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值 同理 选择此参数也需要注意 高度和间距分辨力 条件与Rc相同 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 间距参数间距参数 轮
15、廓的支撑长度率 Rmr c material ratio of the profile Rmr c 在给定水平位置C上轮廓的实体材料长度Ml c 与评定长度之比 即 这里应指出的是 此参数是在评定长度而不是在取样长度上定义的 因为这样提供的曲线和相关参数更稳定 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 曲线和相关参数 GB T3505 2009所规定的所有表面粗糙度评定参数 在实际中所规定的所有表面粗糙度评定参数 在实际中 根据需要选用 但幅度参数根据需要选用 但幅度参数Ra或 和 或 和 Rz是必须标注的 从是必须标注的 从Ra和和 Rz的定义可以看出的定义可以看出
16、Ra所反映的轮廓信息量比所反映的轮廓信息量比R R z z 要多 所以要多 所以R R a a 参参 数是首选 如果零件表面有密封性和耐磨性要求 则还要考虑间距数是首选 如果零件表面有密封性和耐磨性要求 则还要考虑间距 参数或曲线和相关参数 参数或曲线和相关参数 5 2 2 5 2 2 表面粗糙度的评定参数表面粗糙度的评定参数 曲线和相关参数 5 3 表面粗糙度符号 代号及其标注 5 3 5 3 表面粗糙度的符号 代号及其标注表面粗糙度的符号 代号及其标注 5 3 1 表面粗糙度的符号 5 3 2 表面粗糙度的代号 5 3 3 表面粗糙度的符号 代号在图样上 的标注示例 5 3 1 5 3 1 表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号 按GB T131 2006 标注的基本原则 在图样上表示表面粗糙度的符号时 需在图样上用细实线画出 在同一个图上 每个表面一般只标注一次表面粗糙度代号 用不去 除材料的方法获得的或是保持原供应状况的表面 一般只标注相应的表 面粗糙符号 表面粗糙代号一般注在可见轮廓线 尺寸界线 引出线或 它们的延长线上 符号尖端从材料外指向表面 5 3 1 5 3 1 表面粗糙度
