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1、第5章 表面粗糙度及其检测 第6章 圆锥结合的互换性及其检测,第5章 表面粗糙度及其检测,5.1 概述 5.2 表面粗糙度的评定 5.3 表面粗糙度的选择及其标注 5.4 表面粗糙度的检测,5.1 概述,5.1.1 表面粗糙度的概念,图5-1 表面误差示意图 a)表面实际轮廓 b)表面粗糙度 c)表面波度误差 d)形状误差,5.1 概述,5.1.2 表面粗糙度对零件使用性能和寿命的影响 表面粗糙度是保证零件功能的重要因素，其参数值的大小对零件的使用性能和寿命有直接影响，主要体现在以下几个方面： 1.对零件运动表面摩擦和磨损的影响 2.对配合性质的稳定性和机器的工作精度的影响 3.对疲劳强度的影
2、响 4.对接触刚度的影响 5.对耐腐蚀性能的影响,5.2 表面粗糙度的评定,5.2.1 取样长度和评定长度 1.取样长度,5.2 表面粗糙度的评定,表5-1 取样长度与评定长度的数值(摘自GBT10311995),5.2 表面粗糙度的评定,2.评定长度 5.2.2 基准线 基准线是指评定表面粗糙度参数值大小的一条参考线，其形式有以下两种：,图5-2 取样长度和评定长度,5.2 表面粗糙度的评定,1.轮廓最小二乘中线 2.轮廓算术平均中线,5.2 表面粗糙度的评定,图5-3 轮廓的最小二乘中线,5.2 表面粗糙度的评定,图5-4 轮廓算术平均中线,5.2.3 表面粗糙度评定参数,5.2 表面粗糙
3、度的评定,为了全面反映表面粗糙度对零件使用性能的影响，国标GB/T 35052000规定了表面粗糙度幅度参数、间距参数、混合参数以及曲线和相关参数。下面介绍几种主要的评定参 1.轮廓的幅度参数 (1)轮廓算术平均偏差Ra,图5-5 轮廓算术平均偏差,(2)轮廓最大高度Rz,5.2 表面粗糙度的评定,图5-6 轮廓最大高度,2.轮廓的间距参数,5.2 表面粗糙度的评定,5.2 表面粗糙度的评定,图5-7 轮廓单元的宽度,3.轮廓支承长度率Rmr(c),5.2 表面粗糙度的评定,图5-8 实体材料长度,5.2 表面粗糙度的评定,图5-9 支承比率曲线,5.2 表面粗糙度的评定,图5-10 (c)对
4、接触刚度和耐磨性的影响 a)轮廓的支承长度率大 b)轮廓的支承长度率小,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,5.3.1 评定参数的选择 零件表面粗糙度对其使用性能的影响是多方面的，因此，在选择表面粗糙度评定参数时，应能充分合理地反映表面微观几何形状的真实情况，对大多数表面来说，一般只给出高度特征评定参数即可反映表面粗糙的特征，故在图样上一般只注出一个或两个高度参数。GB/T 10311995推荐：当Ra值在002563m或Rz值在0125m的范围内,优先选用Ra。在上述范围内用电动轮廓仪能很方便地测出Ra的实际值。当Ra在63100m或Rz值在25400m和Ra值在00080020m或Rz值在0
5、032008m的范围内,用光切显微镜和干涉显微镜测Rz较为方便,所以当表面不允许出现较深加工痕迹,防止应力过于集中,从而保证零件的疲劳强度和密封性时,应选用Rz。,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,5.3.2 评定参数值的选择 1.表面粗糙度的参数值,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-2 轮廓算术平均偏差()的数值(摘自GB/T 10311995)(单位：m),5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-3 的参数值(摘自GB/T 10311995)(单位：m),5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-3 的参数值(摘自GB/T 10311995)(单位：m),5.3 表面粗糙度的选择及其标
6、注,表5-4 R的数值(摘自GB/T 10311995),5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-5 (c)(%)的数值(摘自GB/T 10311995),5.3 表面粗糙度的选择及其标注,2.表面粗糙度参数值总的选用原则 1)同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小(但Rmr(c)值应大，以下 2)摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦表面小，滚动摩擦表面的粗糙度值应比滑动摩擦表面小。 3)对于相对运动速度高、单位面积压力大的表面，表面粗糙度值应小。 4)对于承受交变应力作用的零件，在容易产生应力集中的部位，如圆角、沟槽处，表面粗糙度值应小。 5)对于配合要求稳定的间隙较小的间隙配合和承受重载荷
7、的过盈配合，它们的孔、轴表面粗糙度值应小。,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,6)确定表面粗糙度参数值时，应注意它与形状公差值的协调，表5-6列出了在正常的工艺条件下，表面粗糙度参数值与尺寸公差及形状公差的对应关系，可供设计参考。,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-6 形状公差与表面粗糙度参数值的关系,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,7)对于要求防腐蚀、密封性能好或外表美观的表面，表面粗糙度值应较小。 8)凡有关标准业已对表面粗糙度要求作出了具体规定(如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔、键槽、各级精度齿轮的主要表面等)，则应按该标准的规定确定表面粗糙度参数值的大小。,5.3 表面粗糙度的选
8、择及其标注,表5-7 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-7 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-7 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-7 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-7 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-8 各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐值,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-8 各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐
9、值,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-8 各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐值,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-8 各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐值,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-8 各类配合要求的孔、轴表面粗糙度参数的推荐值,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,5.3.3 表面粗糙度的符号及其标注 表面粗糙度的评定参数及其数值确定后，还应按GB/T 1312006产品几何技术规范(GPS)技术产品文件表面结构的表示法的规定把表面粗糙度要求正确地标注在零件图上。 1.表面粗糙度符号和代号,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-9 表面粗糙度符号及意义,5
10、.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-9 表面粗糙度符号及意义,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,图5-11 表面粗糙度的基本符号,2.表面粗糙度的标注,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,图5-12 表面粗糙度代号注法,(1)表面粗糙度幅度参数的标注 幅度参数是表面粗糙度的基本参,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,数，Ra、Rz在代号中用数值表示，单位为微米(m)，Ra的参数值前可不标注参数代号，Rz的参数值前需标注出相应的参数代号。,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-10 表面粗糙度幅度参数值标注示例及其含义,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,(2)表面粗糙度附加参数的标注,图5-13
11、 表面粗糙度的附加参数标注,(3)表面粗糙度其他项目的标注,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-11 常见的加工纹理方向符号,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,表5-11 常见的加工纹理方向符号,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,3.表面粗糙度代(符)号在图样上的标注,图5-14 表面粗糙度代号在,5.3 表面粗糙度的选择及其标注,图5-15 表面粗糙度在图样,5.4 表面粗糙度的检测,5.4.1 比较法,图5-16 表面粗糙度样块,5.4 表面粗糙度的检测,5.4.2 光切法,图5-17 光切显微镜,5.4 表面粗糙度的检测,5.4.3 干涉法 干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一
12、种测量方法，常用的仪器是干涉显微镜。干涉显微镜主要用于测量Rz值，测量范围为Rz=00508m，因表面太粗不能形成干涉条纹，故干涉显微镜常用于测量表面粗糙度要求高的表面。 5.4.4 感触法,5.4 表面粗糙度的检测,感触法又称针触法如图518所示，它是利用仪器的触针与被测表面相接触，并使触针以一定速度沿着被测表面移动，由于被测量表面粗糙不平，就迫使触针上下移动。该向量微量移动通过传感器转换成电信号，并经放大和计算处理，即可测量得Ra值(00255m)，或者由量仪将放大的被测表面轮廓图记录下来，按此记录图形计算Ra值或者Rz值。采用针触法制成的量仪称为触针式电动轮廓仪。,图5-18 针触法测量
13、原理框图,5.4 表面粗糙度的检测,图5-19 习题5-5图,第6章 圆锥结合的互换性及其检测,6.1 概述 6.2 圆锥几何参数偏差对圆锥互换性的影响 6.3 圆锥公差 6.4 锥度与锥角的测量,6.1 概述,6.1.1 圆锥配合的特点 在机械行业中圆锥配合是机械设备常用的典型结构，圆锥配合的特点是：可自动定心，对中性良好，而且装拆简便，配合间隙或过盈的大小可以自由调整，能利用自锁性来传递扭矩以及具有良好的密封性等优点，但是，圆锥配合在结构上比较复杂，其加工和检测较困难。 6.1.2 圆锥配合的基本参数 1)圆锥表面：与轴线成一定角度，且一端相交于轴线的一条线段(母线)，围绕着该轴线旋转所形
14、成的表面，如图6-1所示。 2)圆锥：由圆锥表面与一定尺寸所限定的几何体(见图6-1)。,6.1 概述,3)圆锥直径：圆锥在垂直于其轴线的截面上的直径，常用的圆锥直径有：最大圆锥直径D，内、外圆锥的最大直径分别用Di、De表示；最小圆锥直径d，内、外圆锥的最小直径分别用di、de表示；给定截面上的圆锥直径用Dx(dx)表示(见图6-2)。,6.1 概述,图6-1 圆锥表面,6.1 概述,图6-2 圆锥的几何参数,4)圆锥长度：最大圆锥直径截面与最小圆锥直径截面之间的轴向,6.1 概述,距离。 5)圆锥的结合长度Lp：内、外圆锥结合部分的轴向距离。 6)圆锥角(锥角)：在通过圆锥轴线的截面内，两
15、条素线间的夹角(见图6-2)。 7)锥度C：两个垂直圆锥轴线截面的圆锥直径D和d之差与其两截面间的轴向距离L之比，即 8)基面距：相互配合的内、外圆锥基准平面之间的距离，用Ea表示，如图6-3所示。,图6-3 圆锥结合的基面距,6.1 概述,6.1.3 圆锥配合的形成方法 调整内、外圆锥轴向的相对位置，可得到不同的配合性质。 1.结构型圆锥配合的形成方法 1)由内、外圆锥的结构确定装配的最终位置而形成的配合。 2)由内、外圆锥基面之间的尺寸确定装配后的最终位置而形成的配合。,图6-4 由结构形成的圆锥间隙配合,6.1 概述,图6-5 由基面距形成的圆锥过盈配合,2.位移型圆锥配合的形成方法,6
16、.1 概述,1)由内、外圆锥实际初始位置A开始，作一定的相对轴向位移而形成的配合。 2)由内、外圆锥实际初始位置A开始，施加一定装配力产生轴向位移而形成的配合，这种方式只能得到过盈配合，如图6-7所示。,6.1 概述,图6-6 由轴向位移形成圆锥间隙配合,6.1 概述,图6-7 由施加装配力形成圆锥过盈配合,6.1.4 圆锥配合的种类,6.1 概述,1.间隙配合 2.过盈配合 3.过渡配合 6.1.5 圆锥配合的使用要求 1)要求相互配合的圆锥面的接触具有均匀性，因此必须控制内外圆锥的圆锥角偏差和形状误差。 2)要求基面距的变化应控制在允许的范围内。,6.2 圆锥几何参数偏差对圆锥互换性的影响,6.2.1 直径偏差对基面距的影响,图6-8 圆锥直径误差 对基面距的影响,6.2 圆锥几何参数偏差对圆锥互换性的影响,6.2.2 圆锥角偏差对基面距的影响 假设以内锥大端直径为基本直径，内、外锥大端直径均无误差，仅锥角有误差。 1)当外锥角e内锥角i时，如图6-9a所示，则内、外锥在
