《公差配合与测量技术教学课件作者李坤淑杨普国钱斌主编李表面粗糙度及检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《公差配合与测量技术教学课件作者李坤淑杨普国钱斌主编李表面粗糙度及检测（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、公差配合与测量技术公差配合与测量技术第第5章：外表粗糙度及检测章：外表粗糙度及检测 学习学习任务任务1. 了解外表粗糙度根本概念及其对机械零件使了解外表粗糙度根本概念及其对机械零件使用性能的影响；掌握粗糙度参数的符号、代号用性能的影响；掌握粗糙度参数的符号、代号及标注。及标注。2. 熟悉外表粗糙度国家标准，掌握根本评定参熟悉外表粗糙度国家标准，掌握根本评定参数及数值选择原那么；能正确理解外表粗糙度数及数值选择原那么；能正确理解外表粗糙度代号的技术意义。代号的技术意义。3. 熟悉外表粗糙度的常用检测方法原理，并能熟悉外表粗糙度的常用检测方法原理，并能运用进行检测。运用进行检测。8/8/20241
2、公差配合与测量技术公差配合与测量技术5.1概述概述 一外表粗糙度的概念一外表粗糙度的概念 加工外表上微小的峰谷上下程度及其间距状况，加工外表上微小的峰谷上下程度及其间距状况，称为外表粗糙度。宏观几何形状误差、外表波度误差、称为外表粗糙度。宏观几何形状误差、外表波度误差、外表粗糙度三者之间的区分，目前还没有统一的标准，外表粗糙度三者之间的区分，目前还没有统一的标准，通常按波距或波距与波幅之比来划分，如图通常按波距或波距与波幅之比来划分，如图5-1所示。所示。一般波距与波幅的比值小于一般波距与波幅的比值小于40者属于外表粗糙度；大者属于外表粗糙度；大于于1000者属于宏观几何形状误差；介于两者之间
3、者者属于宏观几何形状误差；介于两者之间者属于外表波度误差。波距属于外表波度误差。波距小于小于1mm属于外表粗糙度；属于外表粗糙度；波距波距大于大于10mm属于宏观几何形状误差；波距属于宏观几何形状误差；波距在在110mm的属于外表波度。的属于外表波度。8/8/20242公差配合与测量技术公差配合与测量技术 图图5-1 5-1 外表误差示意图外表误差示意图 a) a) 外表实际轮廓外表实际轮廓 b) b) 外表粗糙度外表粗糙度 c) c) 外表波度误差外表波度误差 d) d) 形形状误差状误差8/8/20243公差配合与测量技术公差配合与测量技术二外表粗糙度对零件使用性能的影响二外表粗糙度对零件
4、使用性能的影响 1.耐磨性方面耐磨性方面 2.配合性质方面配合性质方面 3.腐蚀性方面腐蚀性方面 4.疲劳强度方面疲劳强度方面 此外，此外，外表粗糙度对零件结合面接触刚度、此外，此外，外表粗糙度对零件结合面接触刚度、密封性和零件的外观质量等都有影响，因此，外表粗密封性和零件的外观质量等都有影响，因此，外表粗糙度是评定产品质量的重要指标。在保证零件尺寸精糙度是评定产品质量的重要指标。在保证零件尺寸精度、形位公差的同时，必须控制外表粗糙度。度、形位公差的同时，必须控制外表粗糙度。8/8/20244公差配合与测量技术公差配合与测量技术5.2外表粗糙度的评定外表粗糙度的评定 一主要术语及定义一主要术语
5、及定义 1.取样长度取样长度lr 是指用于判别用于判别被评定轮廓特征的是指用于判别用于判别被评定轮廓特征的X轴向的一轴向的一段基准线长度。段基准线长度。规定取样长度是为了限制和减弱外表波度对外表粗糙度规定取样长度是为了限制和减弱外表波度对外表粗糙度测量结果的影响。一般取样长度至少包含测量结果的影响。一般取样长度至少包含5个轮廓峰和个轮廓峰和轮廓谷，外表越粗糙，取样长度应越大。轮廓谷，外表越粗糙，取样长度应越大。 2.评定长评定长度度ln 指评定轮廓外表指评定轮廓外表X轴方向上的的一段长度轴方向上的的一段长度 。由于被。由于被加工外表粗糙度不一定很均匀，为了合理、客观反映外加工外表粗糙度不一定很
6、均匀，为了合理、客观反映外表质量，通常取几个连续取样长度，一般情况下，标准表质量，通常取几个连续取样长度，一般情况下，标准推荐推荐ln =5lr8/8/20245公差配合与测量技术公差配合与测量技术 图图5-2 5-2 取样长度和评定长度取样长度和评定长度8/8/20246公差配合与测量技术公差配合与测量技术 4. 4.轮廓中线轮廓中线 是用以评定外表粗糙度参数大小所规定的一条参考线，是用以评定外表粗糙度参数大小所规定的一条参考线，据此来作为评定外表粗糙度参数大小的基准。据此来作为评定外表粗糙度参数大小的基准。 1 1轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，如
7、图具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，如图5-35-3所所示。在取样长度内使轮廓上各点至该线的距离的平方和为示。在取样长度内使轮廓上各点至该线的距离的平方和为最小，即最小，即 最小值。最小值。 图图5-3 5-3 轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线8/8/20247公差配合与测量技术公差配合与测量技术 2 2轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线 具有几何轮廓形状，在取样长度内与轮廓走向一致的基准线，具有几何轮廓形状，在取样长度内与轮廓走向一致的基准线，该线划分轮廓并使上、下两局部的面积相等，即该线划分轮廓并使上、下两局部的面积相等，即 ，如图，如图5-45-4所示。所示。图图5-4 5-4 轮廓算术
8、平均中线轮廓算术平均中线注：用最小二乘方法确定的中线是唯一的，但比较困难。在实际生产中常用注：用最小二乘方法确定的中线是唯一的，但比较困难。在实际生产中常用轮廓算术平均中线替代最小二乘中线，二者相差不大。轮廓算术平均中线替代最小二乘中线，二者相差不大。 8/8/20248公差配合与测量技术公差配合与测量技术二二二二 外表粗糙度的评定参数外表粗糙度的评定参数外表粗糙度的评定参数外表粗糙度的评定参数 1. 1. 1. 1.幅度参数幅度参数幅度参数幅度参数1 1 1 1轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差RaRaRaRa 即在一个取样长度即在一个取样长度即在一个取
9、样长度即在一个取样长度lr lr lr lr 内，轮廓上偏距内，轮廓上偏距内，轮廓上偏距内，轮廓上偏距 绝对值的算术平均值。绝对值的算术平均值。绝对值的算术平均值。绝对值的算术平均值。 图图5-5 5-5 轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差8/8/20249公差配合与测量技术公差配合与测量技术 2 2轮廓的最大高度轮廓的最大高度RzRz 即在一个取样长度即在一个取样长度lr lr 内，最大轮廓峰高内，最大轮廓峰高zp zp 和最大和最大轮廓谷深轮廓谷深zvzv之和的高度。之和的高度。 用公式表示为用公式表示为图图5-6 5-6 轮廓的最大高度轮廓的最大高度8/8/202410公差配合与测量技术公
10、差配合与测量技术 2.2.间距特征参数间距特征参数 轮廓单元的平均宽度RSm指在一个取样长度lr 内，轮廓单元宽度x xsi si 的平均值。用公式表示为用公式表示为 图图5-7 5-7 轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度注：注：粗糙度轮廓峰与粗糙度轮廓谷的组合称为粗糙度轮廓单元，中线与粗糙度轮廓单元相交线段的长度称为轮廓单元的宽度，用符号xsi表示。8/8/202411公差配合与测量技术公差配合与测量技术 2.混合参数混合参数RmrRmr(c)指在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率，如图5-8所示。公式表示为图图5-8 5-8 轮廓单元的平均线高度轮廓单元的平均
11、线高度注：水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml(c)是指评定长度内，在一水平位置c上，用一条平行于X轴的直线从峰顶向下移一水平截距c时，与轮廓单元相截所得的各段截线长度之和。 不同的水平截距c对应着不同的 值，c值可用微米或的百分数表示。8/8/202412公差配合与测量技术公差配合与测量技术5.3外表粗糙度在图样上的标注外表粗糙度在图样上的标注 一符号及意义一符号及意义8/8/202413公差配合与测量技术公差配合与测量技术图5-10 外表粗糙度代号的注写位置二外表粗糙度代号及其标注二外表粗糙度代号及其标注aa注写外表结构的单一要素外表粗糙度参数代注写外表结构的单一要素外表粗糙度参数代号、数值
12、和传输带或取样长度；号、数值和传输带或取样长度；bb和和a a一起注写两个或多个外表结构要求；一起注写两个或多个外表结构要求；cc注写加工方法；注写加工方法；dd注写外表纹理和方向；注写外表纹理和方向； ee注写加工余量注写加工余量mmmm；注：传输带或取样长度后应有一斜线注：传输带或取样长度后应有一斜线“/“/，之后是外表粗糙度参数代号，最后是数值。之后是外表粗糙度参数代号，最后是数值。 例如例如Rz 6.3Rz 6.3传输带标注传输带标注 例如例如2:-0.8/ Rz 6.32:-0.8/ Rz 6.3取样长度标注取样长度标注 8/8/202414公差配合与测量技术公差配合与测量技术补充：
13、轮廓滤波器、传输带补充：轮廓滤波器、传输带 * *轮廓滤波器轮廓滤波器 轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器，长轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器，长波滤波器和短波滤波器分别用波滤波器和短波滤波器分别用C和和S表示。确定粗糙度与表示。确定粗糙度与波纹度成分之间相交界线的滤波器即长波滤波器波纹度成分之间相交界线的滤波器即长波滤波器C，确定，确定存在于外表上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界存在于外表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即短波滤波器限的滤波器即短波滤波器S。* *传输带传输带 传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围，例如传输带是两个定义的滤波器之
14、间的波长范围，例如8/8/202415公差配合与测量技术公差配合与测量技术8/8/202416公差配合与测量技术公差配合与测量技术1 1幅度参数的标注幅度参数的标注 外表粗糙度幅度参数是根本参数，中选用幅度参数时外表粗糙度幅度参数是根本参数，中选用幅度参数时 ，在参数代号和极限值间应插入空格参数值和参数代号均应标出，在参数代号和极限值间应插入空格参数值和参数代号均应标出，其中，参数代号前的其中，参数代号前的U U、L L为上限值与下限值代号。为上限值与下限值代号。2 2外表粗糙度附加参数的标注外表粗糙度附加参数的标注 外表粗糙度的间距参数和混合特性参数称为附加参数，外表粗糙度的间距参数和混合特
15、性参数称为附加参数，在幅度参数未标注时，附加参数不能单独标注。在幅度参数未标注时，附加参数不能单独标注。 图5-11 外表粗糙度附加参数标注 8/8/202417公差配合与测量技术公差配合与测量技术3 3外表粗糙度其他工程的标注外表粗糙度其他工程的标注图图5-12 5-12 外表粗糙度其他要求标注外表粗糙度其他要求标注8/8/202418公差配合与测量技术公差配合与测量技术三外表粗糙度在图样上的标注三外表粗糙度在图样上的标注1 1总的原那么总的原那么 根据根据GB/T 4458.4GB/T 4458.4的规定，使外表粗糙度的规定，使外表粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一的注写和读取
16、方向与尺寸的注写和读取方向一致。致。图图5-13 5-13 外表粗糙度要求的注写方向外表粗糙度要求的注写方向8/8/202419公差配合与测量技术公差配合与测量技术2标注在轮廓线上或指引线上标注在轮廓线上或指引线上 当要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接当要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触外表。触外表。 必要时，外表粗糙度符号也可用带箭头或黑点的指引线必要时，外表粗糙度符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注。引出标注。图图3-163-16外表粗糙度标注在轮廓线上或指引线上例如外表粗糙度标注在轮廓线上或指引线上例如8/8/202420公差配合与测量技术公差配合与测量技术3
17、 3标注在特征尺寸的尺寸线上标注在特征尺寸的尺寸线上 在不致引起误解时，外表粗糙度要求可以标注在给定的在不致引起误解时，外表粗糙度要求可以标注在给定的尺寸线上。尺寸线上。4 4标注在形位公差的框格上标注在形位公差的框格上 外表粗糙度要求可标注在形位公差框格的上方。外表粗糙度要求可标注在形位公差框格的上方。外表粗糙度要求外表粗糙度要求标注在尺寸线上标注在尺寸线上外表粗糙度要求标注在外表粗糙度要求标注在 形位公差框格的上方形位公差框格的上方 8/8/202421公差配合与测量技术公差配合与测量技术5 5标注在延长线上标注在延长线上 外表粗糙度要求可以直接标注在延长线上，或用带箭外表粗糙度要求可以直
18、接标注在延长线上，或用带箭头的指引线引出标注。头的指引线引出标注。外表粗糙度要求标注在圆柱特征的延长线上8/8/202422公差配合与测量技术公差配合与测量技术6 6外表粗糙度要求的简化注法外表粗糙度要求的简化注法 有相同外表粗糙度要求的简化注法有相同外表粗糙度要求的简化注法大多数外表有相同外表粗糙度要求的简化注法大多数外表有相同外表粗糙度要求的简化注法 8/8/202423公差配合与测量技术公差配合与测量技术1. 1. 比较法比较法 比较法是用其高度参数值的粗糙度样板与被测外比较法是用其高度参数值的粗糙度样板与被测外表相比较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显微镜表相比较，通过人的感官，亦可借
19、助放大镜、显微镜来判断被测外表粗糙度的一种检测方法。来判断被测外表粗糙度的一种检测方法。2 .2 .光切法光切法 光切法是利用光切法是利用“光切原理来测量零件外表粗糙度光切原理来测量零件外表粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜就是应用这的方法。光切显微镜又称双管显微镜就是应用这一原理设计而成的。一原理设计而成的。 5.4外表粗糙度的测量外表粗糙度的测量 8/8/202424公差配合与测量技术公差配合与测量技术 图图5-15 5-15 光切法显微镜及光切法测量原理示意图光切法显微镜及光切法测量原理示意图8/8/202425公差配合与测量技术公差配合与测量技术光切显微镜实物光切显微镜实物8/8/
20、202426公差配合与测量技术公差配合与测量技术3. 3. 针描法针描法 针描法是利用仪器的触针在被测外表上轻轻划针描法是利用仪器的触针在被测外表上轻轻划过，被测外表的微观不平度将使触针作垂直方向的位过，被测外表的微观不平度将使触针作垂直方向的位移，再通过传感器将位移量转换成电量，经信号放大移，再通过传感器将位移量转换成电量，经信号放大后送入计算机，在显示器上显示出被测外表粗糙度的后送入计算机，在显示器上显示出被测外表粗糙度的评定参数值。电动轮廓仪又称外表粗糙度检查仪评定参数值。电动轮廓仪又称外表粗糙度检查仪就是利用针描法来测量外表粗糙度。就是利用针描法来测量外表粗糙度。 电动轮廓仪电动轮廓仪
21、8/8/202427公差配合与测量技术公差配合与测量技术 电动轮廓仪实物电动轮廓仪实物8/8/202428公差配合与测量技术公差配合与测量技术4. 4. 干预法干预法 干预法是利干预法是利用光波干预原用光波干预原理测量外表粗理测量外表粗糙度的一种方糙度的一种方法。法。 常用的仪器常用的仪器称为干预显微称为干预显微镜。镜。 干预显微镜实物干预显微镜实物8/8/202429公差配合与测量技术公差配合与测量技术思考：思考：1.评定外表粗糙度时评定外表粗糙度时，为什么要规定取，为什么要规定取样长度？有了取样样长度？有了取样长度，为何还要规长度，为何还要规定评定长度？定评定长度？2.外表粗糙度对零件外表粗糙度对零件的使用性能有哪些的使用性能有哪些影响？影响？ 8/8/202430
