互换性表面粗糙度

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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(6)表面接触刚度
由于表面的凸凹不平 , 实际表面间的接触面积有的只
有公称面积的百分之几。接触
面积愈小,单位面积受力就愈
大,粗糙峰顶处的局部变形也
愈大,接触刚度便会降低,影 响机件的工作精度和抗振性。
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(7)导电性与导热性
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(2)配合性质的稳定性 相互配合的表面微小峰被去掉后,它们的 配合性质会发生变化。对于过盈配合,由于压 入装配时,零件表面的微小峰被挤平而使有效 过盈减小,降低了联结强度;对于有相对运动 的间隙配合,工作过程中表面的微小峰被磨去, 使间隙增大,影响原有的配合要求。
法 表面粗糙度参数及其数值》国家标准
表面(粗糙度)结构
GB/T 6062-2009
《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮 廓法 接触(触针)式仪器的标称特性》 GB/T 18777-2002
《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮 廓法 相位修正滤波器的计量特性》 ******
表面(粗糙度)结构
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(10)影响表面涂层质量
表面粗糙度会影响 金属
板的喷涂特性和喷涂表面的美
观程度。
对于电镀的机体表面,建
议采用车削或端铣,而不用磨 削,并控制纹路间距和沟槽截 面形状,以使镀层牢固。
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表面(粗糙度)结构
二、表面(粗糙度)结构的评定
零件表面的粗糙度是否满足设计要求, 需要进行测量和评定。
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表面(粗糙度)结构
3.基准线
通过测量手段获得表面轮廓曲线以
后,需要提供一条定量评定表面粗糙度
量值的基准线,作为计算各种参数的基
础。 轮廓算术平均中线 轮廓最小二乘中线
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表面(粗糙度)结构
3.基准线
(1)轮廓算术平均中线
指具有理想的直线形状并在取样长度 lr 内与轮廓走向一 致的基准线,该基准线将实际轮廓分成上、下两个部分,且 使上部分面积之和等于下部分面积之和。
法向截面
标称表面
原始轮廓(含几何 形状误差) 波纹度轮廓(滤除 粗糙度)
图2-3表面特征(ASMEB46.1-2002)
粗糙度轮廓(滤除 波纹度)
表面(粗糙度)结构
表面形貌
表面(粗糙度)结构
3、表面结构测量方法的分类 表面结构的测量按测量方法分为三大类: 线轮廓法; 区域形貌法; 区域积分法。
表面粗糙度、表面波纹 度和形状误差,也可按波距 和幅度的比值来划分: 比值小于 50 的属于表面粗 糙度; 比值在50~1000 的属于表 面波纹度; 比值大于1000 的属于形状 误差。
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表面(粗糙度)结构
表面粗糙度的基本概念
1.定义 加工表面上具有的 间距很小(小于1mm)的 微小峰谷所形成的微观 几何形状特征。
2、 表面结构
实际表面
表面形貌
坐 标 系
表面轮廓
表面结构
表面(粗糙度)结构
表面轮廓 (surface profile)
一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓。
实际上,通常采用一条名义上与实际表面平
行,并在一个适当方向上的法线来选择一个
平面(GB/3505 3.1.4)。
表面(粗糙度)结构
裂缝瑕疵
表面(粗糙度)结构
第四章表面(粗糙度)结构及检测
表面(粗糙度)结构
表面(粗糙度)结构
一、表面(粗糙度)结构的基本概念 二、表面粗糙度的评定
三、粗糙度参数及数值的选择 四、表面粗糙度在图样上的标注 五、表面粗糙度参数值的应用场合
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表面(粗糙度)结构
一、表面(粗糙度)结构的基本概念
1、国家标准
GB/T 3505-2009/ ISO 4287:1997 《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓 法 术语、定义及表面结构参数》国家标准 GB/T 10610-2009/ ISO 4288:1997
轮廓滤波器(profile filter) 根据滤波器的功能,将滤波器分为: λs轮廓滤波器 λc轮廓滤波器 λf轮廓滤波器
表面(粗糙度)结构
轮廓滤波器
把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。在测量粗糙度、波纹度和原始 轮廓的仪器中使用三种滤波器。它们的传输特性相同,截止波长不同。 短波滤波器λs :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。 长波滤波器λc :确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。 λf滤波器:确定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。
为是否发生紊流的一个指标。
管径愈小,流速愈大,则管 壁粗糙度对摩擦损失的影响 就愈大。(控制粗糙度及纹 理方向)
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(9)流体流动阻力
流体在管道内发生紊流 时,摩擦阻力就增大。管壁 的相对粗糙度Rz/r的数值可作
为是否发生紊流的一个指标。
管径愈小,流速愈大,则管 壁粗糙度对摩擦损失的影响 就愈大。(控制粗糙度及纹 理方向)
《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓
法 评定表面结构的规则和方法》国家标准
表面(粗糙度)结构
GB/T 131-2006/ ISO 1302:2002 《产品几何量技术规范(GPS)技术产品文 件中表面结构的表示法》国家标准 GB/T 1031-2009
《产品几何技术规范(GPS)表面结构 轮廓
F 1+ F 3 + …+F2n-1= F 2 + F 4 +…+F2n
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表面(粗糙度)结构
3.基准线
(2)轮廓最小二乘中线
具有理想的直线形状并划分被测轮廓的基准线,在取样 长度 lr 内使轮廓上的各点到该基准线的距离 Zi 的平方和为最 小。
Z ( x )dx min Z min
1 RSm m
X
i 1
m
si
Xs 1 Xs i lr
42
Xs m
表面(粗糙度)结构
(4)轮廓支承长度率Rmr(c)
轮廓支承长度率 Rmr(c) 与零件的实际轮廓形状有关,是反映零件表 面耐磨性的指标。其他条件相同时,Rmr(c) 越大,支承面积越大,接触 刚度越高,耐磨性能越好。轮廓水平截距c为轮廓峰顶线与平行与它的截 线之间的距离。可用μm表示,也可用c与轮廓最大高度Rz的百分数表示。
为了使测量和评定结果统一,根据国家标
准的要求,应规定取样长度、评定长度、基准 线和评定参数,且测量方向应垂直于表面的加 工纹理方向。
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表面(粗糙度)结构
二、表面(粗糙度)结构的评定
1.取样长度lr 指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段 基准长度,用符号 lr 表示。 在评定表面粗糙度时,一般情况下,选用 的取样长度应包含5个波峰和5个波谷。但对于 微观不平度间距较大的端铣、滚铣及其他大进 给量走刀的加工表面应选较大的取样长度。
一种表面测量方法,它生成表面的一个形 貌映像,可以用数学方法表示为两个独立 变量(X,Y)的高度函数Z(X,Y) 区域积分法 area-integrating method 测量表面一个有代表性的区域,得到轮廓 结构的区域积分特性的数字化结果的表面 测量方法。
表面(粗糙度)结构
4、术语和定义
表面(粗糙度)结构
表面结构
什么是表面结构? 表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面几 何形状的总称。
表面结构的形成:大多 数表面是由于粗糙 度、波纹度及形状误 差综合影响产生的结 果。由于三种特性对 零件功能影响各不相 同,所以,分别测出 它们是很有用的。
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表面(粗糙度)结构
表面粗糙度、表面波纹度和形状误差,三者通常按波距 (间距)来划分: 波距小于1mm 的属于表面粗糙度; 波距在1~10mm 的属于表面波纹度; 波距大于10mm 的属于形状误差。
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表面(粗糙度)结构
(1)轮廓算术平均偏差Ra
在取样长度 lr 内,被测轮廓上各点到基准线的
距离 Zi 的绝对值的算术平均值。
1 Ra l
Z
Ra
| Z ( x) | dx
0
l
1 Ra n
zn
| Z
i 1
n
i
|
z1 z2 z3
基 准 线
zi
x lr
40
表面(粗糙度)结构
(2)轮廓最大高度Rz
的位置容易残留一些腐蚀 性物质 ,由于其与零件的 材料不同,故而形成电位 差,对零件产生电化学腐 蚀。表面越粗糙 ,电化学 腐蚀越严重。
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(5) 耐密封性
密封件表面存在微小的 峰谷时,密封性变差。对于 静态密封表面,密封面上的 凸凹不平在密封面间留下微 隙,会引起渗漏;对于动态 密封表面,由于有相对运动, 表面间应含有润滑油层,表 面不能太光滑,以便储存润 滑油。
l 2 0
nBiblioteka Baidu
2
i 1
i
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表面(粗糙度)结构
4.评定参数
为了定量评定表面粗糙度轮廓,必须用参数及其 数值来表示表面粗糙度轮廓的特征。包括: ☆ 微小峰、谷的幅度; ☆ 间距的大小; ☆混合特征 通常采用下列幅度参数和间距参数: (1)轮廓算术平均偏差Ra; (2)轮廓最大高度Rz; (3)轮廓单元的平均宽度RSm; (4)轮廓支承长度率Rmr(c)。
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(3)耐疲劳性
受交变应力作用的零件
表面,疲劳裂纹易在微小谷 的位置出现,这是因为在微 观轮廓的微小谷底处产生应 力集中,使材料的疲劳强度 降低,导致零件表面产生裂 纹而损坏。
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(4)抗腐蚀性
在零件表面的微小谷
在取样长度 lr 内,最大轮廓峰高Zp与最大轮廓 谷深Zv之和的高度。Rz=Zp+ Zv
Z P1
Z P2
Z P3
Rz
Z v1
Z v2
Z v3
lr
41
Z v4
Z P4
表面(粗糙度)结构
(3)轮廓单元的平均宽度RSm
一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在取 样长度 lr 范围内,中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做 轮廓单元的宽度,用符号Xsi表示。 轮廓单元的平均宽度是指在一个取样长度 lr范围内所有轮 廓单元的宽度Xsi的平均值。 (反应密封性)
表面(粗糙度)结构
线轮廓法(line profiling method)
一种表面地形学测量法,它生成一个表
面不规则的二维图形或轮廓作为测量数
据,这组数据可以用数学方法表示为高
度函数Z(X)。
表面(粗糙度)结构
区域形貌法和区域积分法统称为区域法
区域形貌法 areal topography method
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表面(粗糙度)结构
1.取样长度 从以下的系列中选取: 0.08,0.25,0.8,2.5,8.0 (mm)
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表面(粗糙度)结构
2.评定长度
为了合理且较全面地反映整个表面的粗糙度特征, 而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段最小长度, 用符号 ln 表示。目的是限制、减弱表面加工不均匀性 对测量结果的影响。评定长度可以包含一个或几个取 样长度。一般取5个取样长度(ln =5lr)。
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表面(粗糙度)结构
2.产生的原因 由于切削过程中的刀痕,切屑分离 时的塑性变形,刀具与工件表面之间的 摩擦以及工艺系统的高频振动等原因所 形成。
切屑
刀具
v
工件
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(1)耐磨性
相互运动的两零件表面,只能在轮廓的峰顶间 接触,当表面间产生相对运动时,峰顶的接触将对 运动产生摩擦阻力,使零件磨损。 相互运动的表面越粗糙,实际有效接触面积就 越小,压应力就越大,磨损就越快。 表面粗糙度影响润滑的有效性,也影响润滑破 坏以后粗糙峰之间碰撞的概率和严酷程度(应力水 平和变形大小)。
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表面(粗糙度)结构
轮廓传输带(transmission band for profiles)
当两个不同截止波长的相位修正滤波器应用 到轮廓上时,幅值传输超过50%以上的正弦 轮廓波长的范围。短截止波长的轮廓滤波器 保留长波轮廓成分,长截止波长的轮廓滤波 器保留短波轮廓成分(见GB/T 18777 2.6) 。
一方面由于表面的凸凹不 平,实际表面间的接触面积减 少,降低导电、导热效率;另 一方面,由于界面间渗入氧气
使导电导热性变坏,表面最好
有突出的尖峰均布,以保障能
划透阻碍导电、导热性能的氧
化膜。
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(8)表面反射能力
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(9)流体流动阻力
流体在管道内发生紊流 时,摩擦阻力就增大。管壁 的相对粗糙度Rz/r的数值可作
为是否发生紊流的一个指标。
管径愈小,流速愈大,则管 壁粗糙度对摩擦损失的影响 就愈大。(控制粗糙度及纹 理方向)
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表面(粗糙度)结构
3.对零件使用性能的影响
(9)流体流动阻力
流体在管道内发生紊流 时,摩擦阻力就增大。管壁 的相对粗糙度Rz/r的数值可作
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