表面粗糙度与检测

高度参数相近，形状不同，接触刚度不同
5.2
表5-2
表面粗糙度的评定
Ra 的数值
( m)
5.2
表面粗糙度的评定
( m )
表5-3 R z 的数值
表5-4 0.006 0.0125 0.025 0.050 表5-4
10 15 20
RSm的数值
0.100 0.20 0.40 0.80
（mm） 1.60 3.2 （%）
互换性与测量技术基础 第5章 表面粗糙度与检测
Surface roughness and Detection
5.1 概述
5.2 表面粗糙度的评定
5.3 表面粗糙度的选用与标注
5.4 表面粗糙度的检测
第5章 表面粗糙度与检测
本章要点
概述 表面粗糙度的评定 表面粗糙度的选用与标注 表面粗糙度的检测
1 m 公式表示为： RSm x si m i 1
高度参数相近，疏密度不同，密封性不同
5.2
表面粗糙度的评定
轮廓的支承长度率 Rmr (C) 是在给定水平位置C上的轮廓实体材料长度 Ml (C ) 与评定长度 的比率。
用公式表示为： Rmr (C )
Ml (C ) ln
C值可用微米或与 Rz 的百分比表示。
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
取样长度和评定长度
5.2
评定长度 ln 定长度。
表面粗糙度的评定
在测量和评定时，需规定一段最小长度作为评
评定长度包括一个或几个取样长度。一般取 ln＝5lr 。
表5-1 lr 和ln 的数值（摘自GB/T1031—1995）
5.2
轮廓最小二乘中线
表面粗糙度的评定
5.1
概述
表面粗糙度对零件使用性能的影响
影响零件的耐磨性 影响配合性质的稳定性 影响疲劳强度 影响抗腐蚀性
此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观及表 面反射能力等都有明显的影响。
第5章 表面粗糙度与检测 5.2 表面粗糙度的评定
Evaluation of surface roughness
图5-8 表面粗糙度代号注法
5.3 表面粗糙度的选用与标注
高度参数的标注
5.3 表面粗糙度的选用与标注
表面粗糙度参数的“上限值”(或“下限值”)和“最大 值”(或“最小值”)的含义是有区别的。“上限值”表示所有 实测值中，允许16％的测得值超过规定值；“最大值”表示不 允许任何测得值超过规定值。
5.4.3 光切法
5.4.4 干涉法
5.4 表面粗糙度的检测
常用的检测方法有：比较法、光切法、干涉法和针描法。 比较法 比较法是用已知其高度参数值的粗糙度样板与被测表面相比 较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显微镜来判断被测表面 粗糙度的一种检测方法。
粗糙度样板
5.4 表面粗糙度的检测
针触法（针描法） 针描法是通过针尖感触被测表面微观不平度的截面轮廓的方 法，它实际上是一种接触式电测量方法。所用测量仪器为轮廓仪。
1 l Ra Z ( x) dx l 0
5.2
表面粗糙度的评定
轮廓的最大高度 R z 在一个取样长度内，最大轮廓峰高 RP 和最大轮廓谷深 RV 之和的高度。 公式表示为：
Rz RP RV
5.2
表面粗糙度的评定
轮廓单元的平均宽度 RSm 是指在一个取样长度内，轮廓单元宽度 xs 的平均值。
表5-6 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例
表5-7 轴和孔表面粗糙度参数推荐值
5.3 表面粗糙度的选用与标注
表面粗糙度符号、代号及标注 GB/T131—1993对表面粗糙度的符号、代号及其标准作了规定。 表面粗糙度符号
5.3 表面粗糙度的选用与标注
表面粗糙度的代号及其标注 a1、a2—粗糙度高度参数代号及其 数值，单位为μm b—加工方法、镀覆、涂覆、表面 处理或其他说明等 c—取样长度（单位为mm）或波纹 度（单位为μm） d—加工纹理方向符号 e—加工余量，单位为mm f—粗糙度间距参数值(单位为mm) 或轮廓的支承长度率
5.4 表面粗糙度的检测
光切显微镜(又称双管显微镜)
光切显微镜 1-底座；2-立柱；3-粗调螺母；4-微调手轮；5-横臂；6-锁紧旋手；7-目镜； 8-目镜千分尺； 9-壳体； 10-手柄； 11-滑板；12-可换物镜组； 13-工作台
5.4 表面粗糙度的检测
干涉法 干涉法是利用干涉显微镜特征参数的标注
表面粗糙度间距、形状参数的标注
表面粗糙度其他项目的标注
表面粗糙度其他项目的标注
5.3 表面粗糙度的选用与标注
加工纹理方向符号(摘自GB／T131—1993)
5.3 表面粗糙度的选用与标注
图样上的标注方法
25
3.2
3.2
其余
30
3.2
5.2.1 取样长度与评定长度 5.2.2 基准线
5.2.3 评定参数
5.2
表面粗糙度的评定
取样长度与评定长度 取样长度 lr 指测量和评定表面粗糙时所规定的一段基准线长 度，至少包含5个微峰和5个微谷。 取样长度 l 的方向与轮廓总 的走向一致。 规定取样长度的目的在于限制和减弱其他几何形状误差， 特别是表面波度对测量的影响。表面越粗糙，取样长度就越大。
干涉显微镜原理
小结
（1）表面粗糙度轮廓的概念 （2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取 样长度lr、评定长度ln和中线。 （3）表面粗糙度轮廓的评定参数有幅度参数(包括轮廓的算 术平均偏差Ra轮廓的最大高度Rz)和间距特征参数（轮廓单元 的平均宽度RSm） （4）通常只给出幅度参数Ra或Rz及允许值，必要时可规定轮 廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和)加 工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上可 以省略标注取样长度值。 （5）国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法。 （6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较检验法、针描 法、光切法和干涉法。
c 45
12.5
12.5
M
3.2
f
3.2
图5-11
表面粗糙度符号、代号在图样上的标注
3.2
12.5
30
1.6
f
f
0.4
60
5.3 表面粗糙度的选用与标注
第5章 表面粗糙度与检测 5.4 表面粗糙度的检测
Detection of surface roughness
5.4.1 比较法 5.4.2 针触法
50 60 70 80 90
6.3 1.25
Rmr (C) 的数值
25 30 40
注：选用支承长度率Rmr（C）时，必须同时给出水平截距C的数值。C值多用Rz的百分数表示，其系列如下： 5%，10%，15%，20%，25%，30%，40%，50%，60%，70%，80%，90%。
第5章 表面粗糙度与检测
图5-3 算术平均中线 O1O1、O2O2－轮廓算术平均中线
5.2
评定参数
表面粗糙度的评定
国家标准GB/T3505—2000(替代GB/T3505—1983)规定的 评定表面粗糙度的参数有幅度参数、间距参数、混合参数以及 曲线和相关参数。 轮廓的幅度参数 (高度参数) 轮廓的算术平均偏差 Ra 在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值。
5.3 表面粗糙度的选用与标注
评定参数值的选用
表面粗糙度参数值的选用原则 是在满足功能要求的前提下，参数 的允许值尽量大(除Rmr(C)外，)以减小加工困难，降低生产成本。 评定参数值的选用方法目前多采用类比法。根据类比法初步确定表 面粗糙度，同时还需考虑下列情况： 同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小。 摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度值应 小些。 运动速度高、单位面积压力大、受交变载荷的零件表面，以及最易产 生应力集中的沟槽、圆角部位，粗糙度值均应小。 要求配合稳定可靠时，粗糙度值也应小些。如小间隙配合表面、受重 载作用的过盈配合表面，其粗糙度值要小。 表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调。通常，尺寸及形状公差小，表 面粗糙度值也要小；同尺寸公差的轴比孔的粗糙度值应小。 密封性、防腐性要求高的表面或外形美观的表面粗糙度值都应小。 凡有关标准已对表面粗糙度作出规定的(如与滚动轴承配合的轴颈和外 壳孔的表面粗糙度)，应按该标准确定表面粗糙度参数值。
基准线 用以评定表面粗糙度参数的给定线。 在取样长度内使轮廓上各点的轮廓偏距 z (轮廓上各点至基 准线的距离)的平方和为最小。
5.2
轮廓算术平均中线
表面粗糙度的评定
是指在取样长度内划分实际轮廓为上、下两部分，且使上 n n 下两部分面积相等 ( Fi F ' )的线。
i 1 i 1
图5-15 轮廓仪 1-工件 2-触针 3-传感器 4-驱动箱 5-指示表 6-电器箱 7-V形铁 8-工作台 9-记录器
5.4 表面粗糙度的检测
光切法 光切法是利用“光切原理”来测量零件表面粗糙度的方法。
光切法测量原理 1-光源；2-聚光镜；3-狭缝；4、5-物镜；6-分划板；7-目镜；8-被测表面
教学目的：了解表面粗糙度的评定参数，熟练掌握Ra、Rz的 数据处理方法，掌握表面粗糙度的选用及标注。 教学重点：表面粗糙度的选用及标注。
第5章 表面粗糙度与检测 5.1 概述
Outline
5.1.1 表面粗糙度的概念 5.1.2 表面粗糙度对零件使用性能的影响
5.1
概述
表面粗糙度的概念 零件表面总会存在着由较小的间距和峰谷组成的微量高低 不平的痕迹。它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。 微观几何特性可用它的特征量－表面粗糙度来表示。 表面粗糙度越小，表面越光滑。 表面 粗糙度 ： 波距＜l mm 表 面波纹度： 波距＝1～l0mm 形 状 误 差： 波距＞10 mm