4第四章_表面粗糙度及检测

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标注举例
表面粗糙度（评定参数）的选择
评定参数的选择：如无特殊要求， 评定参数的选择：如无特殊要求 一般仅选用 般仅选用 高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分 反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外： 当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑 （ Ra＜ 0.025 μm ）时，可选用Rz，因为此范 围便于选择用于测量Rz的仪器测量。 当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。 当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪 表的小元件的表面，可选用Ry值。
表面粗糙度（参数值）的选择
表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功 能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。 一般原则： 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要小； 受循环载荷的表面要小； 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度 配合要求高 联接要求可靠 受重载的表面粗糙度 值都应小； 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。
基本概念
零件表面的形貌可分为三种情况： (1)表面粗糙度(roughness) 通常波距小于1mm。 (2)表面波纹度(waveness) 通常波距在1-10mm 1 10mm。 (3)形状误差 通常波距大于10mm。
5. 轮廓的算术平均偏差Ra 6.轮廓的均方根偏差Rq
表面粗糙度对零件性能的影响
滤波技术
ISO4287：1997从波长的角度定义了三类滤波器，即 s 滤波器、 c 滤波器、 f 滤波器。 用于确定粗糙 度与波纹度之 间的波长界限
抑制比粗糙度波 长更短的成分
抑制比波纹 度更长的表 面成分
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第四章结束
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n
表面粗糙度的基本术语（二）
F
1
基准线
Fn y=f(x) 评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的 一段参考线，称轮廓中线m (mean line) ，有以 下两种： 0 x 轮廓的最小二乘中线 m：在取样长度内，使轮 G2 G1 Gm 廓上各点至该线的距离平方和为最小。即： n
F
2
y
i 1
知识拓展
三维表面粗糙度参数 滤波技术
三维表面粗糙度评定参数
幅度参数 Sq Sz Ssk Sku Sds Str Sal Std 表面均方根偏差 表面十点高度 表面倾斜度 表面峭度 空间参数 表面峰密度 表面纹 纵横比 表面纹理纵横比 最快衰减的自相关长度 表面纹理方向 S∆q Ssc Sdr Sbi Sci Svi Sm Sc Sv 混合参数 表面均方坡度 算术平均峰曲率 接触面积比 功能参数 表面支承指数 核心区含油指数 谷区含油指数 材料体积 核心区体积 谷区体积
相关标准
当前使用的国际标准：ISO4287:1997 我国标准： GB/T3505-2000《表面粗糙度 术语 表面及其参数》 GB/T3505-1983
本课主要 讲解内容
ISO4287：1997中的术语及定义
一般术语及定义 般术语及定义 （1）实际表面 （2）表面轮廓 （3）原始轮廓 （4）粗糙度轮廓（5）波纹度轮廓 （6）中线 （7）取样长度 （8）评定长度 （9）轮廓滤波器λc 几何参数术语及定义 （1）轮廓峰 （2）轮廓谷 （3）轮廓单元 （4）轮廓峰高 （5）轮廓谷深 （6）轮廓单元高度 （7）轮廓单元宽度
取样长度 评定长度
……
…
l ln
lr ln
轮廓的最大高度 评定轮廓的算术平均偏差 微观不平度十点高度 ……
Ry Ra Rz
Rz Ra
-
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表面粗糙度的符号
在图样上表示表面粗糙度的符号有三种： a为基本符号，表示表面可以用任何方法获得； b表示表面是用去除材料的方法获得的；c表示 表面是用不去除材料的方法获得的。
表面粗糙度评定参数（二）
（2）微观不平度十点高度Ｒz 在取样长度内５个最大的轮廓峰高ypi平 均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。
Ra
1 l Ra y ( x) dx l 0
1 n Ra yi n i 1
Rz
y
i 1
5
pi
yvi
i 1
5
5
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表面粗糙度的测量
比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较， 多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。 光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于 测量Rz为0.5～60μm。 干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可 测量Rz和Ry值。 针描法：利用触针直接在被测表面上轻轻划过，测出 针描法 轮廓仪。
影响零件的耐磨性。 影响零件的耐磨性 影响配合性质的稳定性。 影响零件的疲劳强度。 影响零件的抗腐蚀性。 影响零件的密封性。 对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导 电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影 响。
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表面粗糙度的基本术语（一）
取样长度l (sampling length)：评定表面粗糙度所规定 的一段基准线长度。一般在一个取样长度内应包含５ 个以上的波峰和波谷。利于限制和削弱表面波度对表 面粗糙度测量结果的影响。 评定长度 ln(evaluation length)：为了全面、充分地反 映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需 的 段长度。评定长度可包括 个或多个取样长度。 的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。 表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。 L L L L L 评定长度一般按5个取样长度来确定。
2 i
min
L
轮廓算术平均中线 ：在取样长度内，将实际轮 廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线 。 即：F1+F2+…+Fn= G1+G2+…+Gm
表面粗糙度的评定参数（一）
• 国家标准GB/T3505-83中规定了评定参数 国家标准GB/T3505 83中规定了评定参数，涉 涉 及幅度、间距等方面。 （1）轮廓算术平均偏差Ｒa 在一个取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮 廓中线距离绝对值的平均值 即 廓中线距离绝对值的平均值，即
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表面粗糙度 第四章 表面粗糙度及检测
基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念， 基本内容 掌握表面粗糙度的基本概念 表面粗糙度的评定、选用、标注及测量。 重点内容：表面粗糙度的评定、选用及 标注。 难点内容：表面粗糙度的评定、选用。 难点内容：表面粗糙度的评定、选用 操作技能：表面粗糙度的测量。
参数值的选用方法
可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小 可用类比法来确定。 般尺寸公差、表面形状公差小 时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数 关系。 一般情况下，它们之间有一定的对应关系。设形状公 差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下 对应关系： 若T≈0.6 0 6 IT， 则Ra≤0.05 0 05 IT；Rz≤ 0.2 0 2 IT T≈0.4 IT， 则Ra≤0.025 IT；Rz≤ 0.1 IT T≈0.25 IT， 则Ra≤0.012 IT； Rz≤ 0.05 IT T＜0.25 IT， 则Ra≤0.15 T； Rz≤ 0.6 T
表面粗糙度的标注
标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、 标注时将其标注在可见轮廓线 尺寸界线 引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须 从材料外指向被注表面。 高度参数：当选用Ra时，只需在代号中标出 其参数值，“Ra”本身可以省略； 当选用Rz或Ry时，参数和参数值都应标出； 时 参数和参数值都应标出； 表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要 方向，由所采用的加工方法或其它因素形成， 必要时才规定。
表面粗糙度评定参数（三）
（3）轮廓最大高度Ｒy 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的 距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过 轮廓最高点和最低点。
表面粗糙度评定参数（四）
（4）轮廓单峰平均间距S 两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si，称 为轮廓单峰的间距。在取样长度内，轮廓单峰间距的 平均值，称为轮廓间距平均间距。 （5）轮廓微观不平度的平均间距Sm 含有 个轮廓峰和相邻轮廓谷的 段中线长度称为轮 含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度称为轮 廓微观不平度间距。在取样长度内轮廓微观不平度间 距的平均值，就是轮廓微观不平度的平均间距。
Ry =︱ypmax︱+︱yvmax︱
表面粗糙度评定参数（五）
（6）轮廓支承长度率tp
基本术语
新旧标准对照
GB/T3505-2000与GB/T3505-1983之间基本术语与参数符号的比较 参数
1983 版 2000 版
tp
np l
100%
2000版 1983 2000 2000标准参数 术语 版 版
• • • • • •
表面粗糙度的代号
a
b
c
a1、a2—表面粗糙度幅度参数代号及其数值（μm）； b—加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等； c—取样长度（mm）或波纹度（mm）； d—加工纹理方向符号； e—加工余量（mm）； f—表面粗糙度间距参数（S, Sm）值（mm）或轮廓的支承长度率（ tp ）
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ISO4287：1997中的术语及定义
轮廓参数术语及定义
1.轮廓最大峰高Rp 3. 轮廓的最大高度Rz 7. 轮廓的偏斜度RSk 9. 轮廓单元的平均宽度RSm 10. 轮廓的支持长度率Rmr(c) 11. 轮廓的支持长度率曲线 2. 轮廓最大谷深Rv 4. 轮廓的总高度Rt 8. 轮廓的陡峭度Rku