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1、第4章 表面粗糙度,互换性与技术测量基础,第4章 表面粗糙度,4-1 概述,4-2 表面粗糙度的评定,4-4 表面粗糙度的选用,4-3 表面粗糙度的标注,4-5 表面粗糙度的测量,第4章 表面粗糙度,思考题：如下f30的轴颈装在相应的轴承内圈上，轴承的外圈安装在相应的壳体孔的轴承孔内，若已选定合适的轴承，那轴和壳体孔各处表面的表面粗糙该怎么确定？值是多少？怎么标注？,【本章重点内容】,表面粗糙度参数的基本概念 表面粗糙度的评定参数 表面粗糙度参数的选择原则 表面结构的图样表示法 表面粗糙度的选用 表面粗糙度轮廓的检测方法,第4章 表面粗糙度,一、表面粗糙度的定义,第1节 概述,1. 表面粗糙度
2、：指机械加工（或铸造、锻打）的零件表面上，总会存在着具有的较小间距和峰谷的微观几何形状误差。也称为微观不平度。 2. 表面粗糙度与形状误差和表面波度的区别： 1）波距小于1mm的属于表面粗糙度 2）波距在110mm的属于表面波度 3）波距大于10mm的属于形状误差,二、表面粗糙度对机械零件使用性能的影响,第1节 概述,1、对零件耐磨性的影响：表面粗糙度大，磨损大，寿命低 2、对配合性质的影响：表面粗糙度影响配合性质的稳定性 3、对疲劳强度的影响：表面越粗糙，疲劳强度越低 4、对耐腐蚀性能的影响：粗糙的表面易造成表面锈蚀 5、对接触刚度、密封性、产品外观等的影响,一、基本术语,第2节 表面粗糙度
3、的评定,1. 取样长度 lr,判别和测量表面粗糙度所规定的一段基准线长度。一般在一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷。常用的取样长度值 l 值见表4.5所示。,取样长度（lr）的数值 ： 0.08mm、0.25 mm 、0.8 mm 、 2.5 mm 、8 mm、 25 mm,一、基本术语,第2节 表面粗糙度的评定,2. 评定长度 ln,用于评定被评定轮廓的X轴方向上的长度。 默认评定长度：ln5lr,若被测表面比较均匀，可选ln5lr；若均匀性差，可选ln5lr。,在取样长度内，使轮廓上各点的轮廓偏距 Zi 的平方和最小，即：,中线是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。用c 轮廓滤波器所抑
4、制的长波轮廓成分对应的中线。,一、基本术语,第2节 表面粗糙度的评定,3. 轮廓中线,1）轮廓最小二乘中线,2) 轮廓的算术平均中线,一、基本术语,第2节 表面粗糙度的评定,3. 轮廓中线,在取样长度范围内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下两部分面积相等的基准线 。,二、评定参数,第2节 表面粗糙度的评定,为了满 足对零件表面不同的功能要求，国家标准从表面微观几何形状幅度、间距和形状等三个方面的特征，规定了相应的评定参数,1) 评定轮廓的算术平均偏差Ra,1. 幅度参数（高度参数）,在一个取样长度lr内纵坐标值 Z(x)绝对值的算术平均值。,或,GBT 10312009规定的轮廓算术平均偏差
5、Ra数值见下表：,表4.1 轮廓算术平均偏差Ra （单位：m）,二、评定参数,第2节 表面粗糙度的评定,1) 评定轮廓的算术平均偏差Ra,1. 幅度参数（高度参数）,Ra 越大，表面越粗糙。 Ra 能客观、全面反映表面微观几何形状特性。,二、评定参数,第2节 表面粗糙度的评定,2) 轮廓的最大高度Rz,1. 幅度参数（高度参数）,在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和，用Rz表示,即,Rz ZpZv,GBT 10312009规定的轮廓最大高度Rz的数值见下表：,Rz值对某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面质量有实用意义。,二、评定参数,第2节 表面粗糙度的评定,2
6、) 轮廓的最大高度Rz,1. 幅度参数（高度参数）,z 越大，表面越粗糙。z 能不如a 对表面粗糙度反映得客观、全面。,表4.2 Rz数值 （单位：m）,二、评定参数,第2节 表面粗糙度的评定,2. 间距参数,轮廓单元的平均宽度（Rsm）：在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值，用公式表示为,二、评定参数,第2节 表面粗糙度的评定,3. 形状参数,轮廓支承长度率Rmr(c)：在给定水平截面高度 c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率,用Rmr(c)表示（必须给出c值），即,：间距参数RSm与形状参数Rmr(c)，相对基本参数而言，称为附加参数，其应用限于零件重要表面并有特殊使用要
7、求时。,一、表面粗糙度的符号,第3节 表面粗糙度的标注,图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面完工后的要求。,若仅需要加工（采用去除材料的方法或不去除材料的方法）但对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许只注表面粗糙度符号。,图形符号的比例和尺寸表,一、表面粗糙度的符号,第3节 表面粗糙度的标注,表面结构图形符号,第3节 表面粗糙度的标注,二、表面粗糙度的代号及其注法,第3节 表面粗糙度的标注,表面粗糙度代号注法,a：传输带或取样长度（单位为mm）/粗糙度参数代号及其数值（第一个表面结构要求，单位为um）； b：粗糙度参数代号及其数值（第二个表面结构要求）； c：加工要求、镀覆、涂覆、表面处
8、理或其他说明等； d：加工纹理方向符号； e：加工余量（单位为mm）,“16%规则”：当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16%时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值。,“最大值规则”：当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值或最小值。,二、表面粗糙度的代号及其注法,第3节 表面粗糙度的标注,1. 表面粗糙度基本参数的标注,表面粗糙度幅度参数Ra和Rz是基本参数，标注在参数值前。,表示不允许去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓(粗糙度轮廓)，轮廓的算术平均偏差上限值为0.8m，评定长度为5个取样长度(默认
9、)，“16%规则”(默认),表示去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓(粗糙度轮廓)，轮廓最大高度的上限值为0.4m，评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认),表示去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓(粗糙度轮廓)，轮廓最大高度的上限值为0.4m，评定长度为5个取样长度(默认)，“最大值规则”(默认),表示去除材料，单向上限值，传输带0.0080.8mm，R轮廓(粗糙度轮廓)，轮廓算术平均偏差上限值为3.2m，评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认),表示去除材料，单向上限值，传输带：根据GB/T 6062，取样长度0.8mm(s默认0.0025mm)，R轮廓
10、，轮廓算术平均偏差上限值为3.2m，评定长度为3个取样长度，“16%规则”(默认),二、表面粗糙度的代号及其注法,第3节 表面粗糙度的标注,1. 表面粗糙度基本参数的标注,注：“传输带”是指评定时的波长范围。传输带被一个截止短波的滤波器(短波滤波器)和另一个截止长波的滤波器(长波滤波器)所限制。 “16%规则”是指同一评定长度范围内所有的实测值中，大于上限值的个数应少于总数的16%，小于下限值的个数应少于总数的16%。参见GB/T 106101998。 极值规则：整个被测表面上所有的实测值皆应不大于最大允许值，皆应不小于最小允许值。参见GB/T 106101998。,表示不允许去除材料，双向极
11、限值，两极限值均使用默认传输带，R轮廓，上限值：算术平均偏差3.2m，评定长度为5个取样长度(默认)，“最大规则”，下限值：算术平均偏差0.8m，评定长度为5个取样长度(默认)，“16%规则”(默认),二、表面粗糙度的代号及其注法,第3节 表面粗糙度的标注,2. 表面粗糙度其他项目的标注,表面粗糙度的间距参数和混合特性参数为附加参数。,表4.8 常见的加工纹理方向符号 )纹理平行于标注代号的视图投影面 )纹理垂直于标注代号的视图投影面 )纹理呈相交的方向 )纹理呈近似同心圆 )纹理呈多方向 )纹理呈近似放射形(端铣刀痕迹) )纹理无方向或呈凸起的细粒状,铣,7,图4.10 表面粗糙度其他项目标
12、注,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,1）标注在可见轮廓线或其延长线和指引线、尺寸线、尺寸界线上，也可标注在公差框格上方或圆柱和棱柱表面上； 2）每一表面一般只注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上； 3）表面结构要求标注在轮廓线上时，其符号的尖端应从材料外部指向并接触表面； 4）表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。,标注规定：,a) 标注在轮廓线,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,习题1：下图为一平键，尺寸如图所示。长度尺寸铣销加工，宽度尺寸粗磨加工，厚度尺寸精磨加工，试选择该零件的表面粗糙度，并标注在图纸上,第3节
13、 表面粗糙度的标注,b）用带箭头或黑点的指引线引出标注,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,c)标注在给定的尺寸线,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,d）标注在形位公差框格的上方,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,e）标注在延长线上,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,f）圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次(左图)。如果每个棱柱表面有不同的表面要求，则应分别单独标注（右图）。,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,g）当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，
14、应在完整图形符号上加一圆圈，标注在图样中工件的封闭轮廓线上。如果会引起误解时，各表面应分别标注。,三、表面粗糙度图样上的标注方法,第3节 表面粗糙度的标注,四、简化标注,第3节 表面粗糙度的标注,当零件除注了表面外、其余所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其符号、代号可在图样上统一标注，并采用简化注法。,1.有相同表面粗糙度要求的简化注法 如果在工件的多数（包括全部）表面有相同的表面粗糙度要求时，可统一标注在标题栏附近。并在圆括号内给出无任何要求的基本符号 （左图），或在圆括号内给出不同的表面粗糙度要求 （不同的表面结构要求应直接标注在图形上）。,四、简化标注,第3节 表面粗糙度的标注,2.多
15、个表面有共同要求的注法 a.用带字母的完整符号的简化注法 用带字母的完整 号，以等式的形式，在图形或标题栏附近，对有相同表面结 构要求的表面进行简化标注。 b.只用表面结构符号的简化注法 用表面结构符号，以 等式的形式给出对多个表面共同的表面结构要求。,四、简化标注,第3节 表面粗糙度的标注,3.两种或多种工艺获得的同一表面的注法 由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方法的表面结构要求时，可按下图进行标注（图中Fe表示基体材料为钢，Ep表示加工工艺为电镀）。,第一道工序：单项上限值，Rz1.6m， “16%”规则，去除材料的工艺。,第二道工序：镀铬，无其他表面结构要求。,第三
16、道工序：单项上限值，仅对长为50mm的圆柱表面有效， Rz6.3m，“16%”规则，磨削加工工艺。,a） b) 上图为三个连续的加工工序的表面结构标注。,四、简化标注,第3节 表面粗糙度的标注,表面粗糙度在零件图中的标注注意事项 ： 1）标注位置：可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线，符号的尖端必须从材料外指向材料内。 2）数字书写的方向必须按机械制图中尺寸标准的规定，注意尺寸标注的“30”禁区内应使用引线引出后标注。 3）重复要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），代号只标准一次。 4）“其余”代号标注在图样的右上角。,四、简化标注,第3节 表面粗糙度的标注,五、标注示例,第3节 表面粗糙度的标注,五、标注示例,第3节 表面粗糙度的标注,五、标注示例,第3节 表面粗糙度的标注,五、标注示例,第3节 表面粗糙度的标注,五、标注示例,第3节 表面粗糙度的标注,总的原则： 1）在满足零件功能的前提下，选取最经济的参数值。,2）在满
