v第五章 表面缺陷、表面粗糙度及测量
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章 表面缺陷、表面粗糙度及测量
本章要点： 1.掌握判别工件表面缺陷和表面粗糙度的区分方法，学会使用粗糙度样块。 2.掌握表面粗糙度的基本概念及代号的标注、选用原则。
3.学会根据图样或技术文件，判别工序间（或成品）工件表面缺陷的可接受性。 教学时数参考：4 授课方式所用教具：1.教材中本章有关表面缺陷工件及表面粗糙度工件实物，2.电子 课件。a)表面粗糙度样块 b）便携式粗糙度测量仪 、
Rz常用于不允许有较深加工痕迹如受交变应力的表面，或因表面很小不宜采用 Ra时用Rz评定的表面。Rz只能反映表面轮廓的最大高度，不能反映微观几何形 状特征。Rz常与Ra联用。
图5-8 轮廓最大高度Rz 示意图
三、 1.
一般规定
国标规定采用中线制轮廓法来评定表面粗糙度，粗糙度的评定参数一般从Ra、 Rz中选取，参数值见表5-1、表5-2。表中的“系列值”应得到优先选用。
2.取样长度 l r 用于判别具有表面粗糙 度特征的X轴方向上的一段基准线长度称为 取样长度。取样长度应与表面粗糙度的要 求相适应，过短不能反映粗糙度实际情况； 过长则会把波纹度的成分也包括进去。 3.评定长度 评定表面粗糙度所需的X 轴方向上的一段长度称为评定长度。为了 克服加工表面的不均匀性，较客观地反映 表面粗糙度的真实情况，如图5-4所示。一 般取 二、表面粗糙度主要评定参数( GB/T 3505-2009)
教学难点：
对工件表面质量（不论去掉材料与否）的要求，不仅学会用Ra、Rz数值评定表面粗糙度。 而且对工件表面缺陷，制定相应的检测、检验技术要求，同样予以关注。 对于表面缺陷的检验与评定，可用经验法目测，需进一步判断、分析其原因则用各仪器 测定，控制产品质量。 表面缺陷、表面粗糙度，是两类最常见的表面质量控制环节基本要求，这是确保零件发挥 使用功能的基本要求。
第三节 表面结构代号及标注 ( GB7T 131-2006)
表面粗糙度的基本符号如图5-9所示，在图样 上用粗实线画出。符号及其意义见表5-4。 为了明确表面结构要求，除了标注结构参数 和数值外，必要时应标注补充要求，补充要 求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面 纹理及方向、加工余量等。
图5-9 表面粗糙度的基本符号
2. 在常用的参数值范围内（Ra为0025～6.3μm，Rz为0.10 ～25μm），推荐优 先选用Ra。 3. 国标GB/T 3505—2009虽然定义了R、W、P三种高度轮廓，常用的是R轮廓。当 零件表面有功能要求时，除选用高度参数Ra、Rz之外，还可选用附加的评定参数。 如当要求表面具有良好的耐磨性时，可增加轮廓单元的平均宽度 轮廓长度 支承率指标
(3)混合缺陷类 如滚压或锻压出现的皱皮、折叠，吃）9量过大造成的不可去除的刀痕残余。
(4)区域和外观缺陷类 烧伤。 如磨削进给量过大引起的表面的网状裂纹和鳞片，切削热造成的表面
对于表面缺陷的检验与评定，可用经验法目测，需进一步判断、分析其原因时， 则用各种仪器测定，控制产品质量。实际表面上有缺陷不表示该表面不可用，缺 陷的可接受性取决于表面的用途或功能。
二、加工纹理方向符号（表5-5）
四、控制表面功能的最少标注（图5-10）
图5 -10
表面功能最少标注
a-上限或下限符号U或L b-滤波器类型“X”。标准滤波器是高斯滤波器，代替了2RC滤波器 c-传输带标注为短波或长波滤波器 d-轮廓（R、w或p） e-特征／参数，代号后无“max”用 “16%”规则；否则按“最大规则” f-评定长度包含若干个取样长度；默认评定长度：g-极限判 断规则(“16%规则”或“最大化规则”） h-以微米为单位的极限值
第一节
表面粗糙度
概
述
是指零件在加工过程中，因不同的加工方法、机床与工具的精度、振动及磨损 等因素在加工表面上所形成的具有较小间隔和较小峰谷的微观状况，它属微观几 何误差。 表面缺陷 是零件表面不仅在加工中，而且在运输、储存或使用过程中生成的无一定规则 的单元体。它与表面粗糙度、波纹度和有限表面上的形状误差一起，综合形成了 零件的表面特征。 一、表面缺陷
二、表面粗糙度
表面粗糙度的产生 主要是由于切削加工中的刀痕、刀具与零件表面的摩擦、切屑与工件 离时的塑性变形、工艺系统的高频振动等因素造成的。它是评定产品质量的重要指标。 表面波纹度 主要是由加工工艺系统的强迫振动造成的，是表面具有较强周期性波动的中 间几何形状误差。
经机械加工的零件表面，总是存在着宏观和微 观的几何形状误差，如图5-1a、b所示。表面粗 糙度误差与宏观几何形状误差和波度误差的区别， 一般以一定的波距入与波高h之比来划分。 一 般 A/h > 1000者为宏观几何形状误差； A/h<40 者为表面粗糙度误差； A/h = 40～1000者为波度误差。 三、表面粗糙度对零件使用性能的影响
图5-4 取样长度和评定长度
(1)轮廓算术平均偏差Ra 在一个取样长度lr范围内，纵坐标值Z（χ）绝对值的算术平均值， 如图5-7所示。其数学表达式为
（2）轮廓最大高度Rz 在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷底线之间的 距离，称为轮廓最大高度Rz。图5-8所示的 Zр 为轮廓最大峰高， Zν 为轮廓最大 轮廓最大高度为
1．表面缺陷的特征 表面缺陷具有尺寸大小、深度、高度要求，有缺陷面积、总面积，有缺陷 数量、单位面积上缺陷数等要求，以上各参数是一个规定的表面上允许的最大极限值。 2．常见的缺陷类型 (1)凹缺陷类 (2)凸缺陷类 如铸件表面产生的毛孔、砂眼，模锻件的裂缝、缺损等。 如冲压件的氧化皮、飞边，模铸或模锻模具挤出的缝脊。
1) 零件表面粗糙不仅影响美观；2)对运动面的摩擦与 磨损；3)贴合面的密封性等都有影响；4)另外还会影 响定位及定位精度、配合性质；5)疲劳强度、接触刚度； 6)抗腐蚀性等。
第二节Hale Waihona Puke Baidu
表面粗糙度的评定参数
一、主要术语及定义( GB/T 3505-2009)
1.表面轮廓 它是由一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓，如图5-2所示。 2.轮廓滤波器 即把表面轮廓分成长波和短波的滤波器。它们的传输特性相向， 截止波长不同。如图5-3所示。 3.粗糙度轮廓 是对原始轮廓采用λ c滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。它 是定粗糙度轮廓参数的基础，如图5-3所示。 4.波纹度轮廓 是对原始轮廓连续应用λ ƒ 和λ c两个滤波器后形成的轮廓。它 是评定波纹度轮廓参数的基础，如图5-3所示。
本章要点： 1.掌握判别工件表面缺陷和表面粗糙度的区分方法，学会使用粗糙度样块。 2.掌握表面粗糙度的基本概念及代号的标注、选用原则。
3.学会根据图样或技术文件，判别工序间（或成品）工件表面缺陷的可接受性。 教学时数参考：4 授课方式所用教具：1.教材中本章有关表面缺陷工件及表面粗糙度工件实物，2.电子 课件。a)表面粗糙度样块 b）便携式粗糙度测量仪 、
Rz常用于不允许有较深加工痕迹如受交变应力的表面，或因表面很小不宜采用 Ra时用Rz评定的表面。Rz只能反映表面轮廓的最大高度，不能反映微观几何形 状特征。Rz常与Ra联用。
图5-8 轮廓最大高度Rz 示意图
三、 1.
一般规定
国标规定采用中线制轮廓法来评定表面粗糙度，粗糙度的评定参数一般从Ra、 Rz中选取，参数值见表5-1、表5-2。表中的“系列值”应得到优先选用。
2.取样长度 l r 用于判别具有表面粗糙 度特征的X轴方向上的一段基准线长度称为 取样长度。取样长度应与表面粗糙度的要 求相适应，过短不能反映粗糙度实际情况； 过长则会把波纹度的成分也包括进去。 3.评定长度 评定表面粗糙度所需的X 轴方向上的一段长度称为评定长度。为了 克服加工表面的不均匀性，较客观地反映 表面粗糙度的真实情况，如图5-4所示。一 般取 二、表面粗糙度主要评定参数( GB/T 3505-2009)
教学难点：
对工件表面质量（不论去掉材料与否）的要求，不仅学会用Ra、Rz数值评定表面粗糙度。 而且对工件表面缺陷，制定相应的检测、检验技术要求，同样予以关注。 对于表面缺陷的检验与评定，可用经验法目测，需进一步判断、分析其原因则用各仪器 测定，控制产品质量。 表面缺陷、表面粗糙度，是两类最常见的表面质量控制环节基本要求，这是确保零件发挥 使用功能的基本要求。
第三节 表面结构代号及标注 ( GB7T 131-2006)
表面粗糙度的基本符号如图5-9所示，在图样 上用粗实线画出。符号及其意义见表5-4。 为了明确表面结构要求，除了标注结构参数 和数值外，必要时应标注补充要求，补充要 求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面 纹理及方向、加工余量等。
图5-9 表面粗糙度的基本符号
2. 在常用的参数值范围内（Ra为0025～6.3μm，Rz为0.10 ～25μm），推荐优 先选用Ra。 3. 国标GB/T 3505—2009虽然定义了R、W、P三种高度轮廓，常用的是R轮廓。当 零件表面有功能要求时，除选用高度参数Ra、Rz之外，还可选用附加的评定参数。 如当要求表面具有良好的耐磨性时，可增加轮廓单元的平均宽度 轮廓长度 支承率指标
(3)混合缺陷类 如滚压或锻压出现的皱皮、折叠，吃）9量过大造成的不可去除的刀痕残余。
(4)区域和外观缺陷类 烧伤。 如磨削进给量过大引起的表面的网状裂纹和鳞片，切削热造成的表面
对于表面缺陷的检验与评定，可用经验法目测，需进一步判断、分析其原因时， 则用各种仪器测定，控制产品质量。实际表面上有缺陷不表示该表面不可用，缺 陷的可接受性取决于表面的用途或功能。
二、加工纹理方向符号（表5-5）
四、控制表面功能的最少标注（图5-10）
图5 -10
表面功能最少标注
a-上限或下限符号U或L b-滤波器类型“X”。标准滤波器是高斯滤波器，代替了2RC滤波器 c-传输带标注为短波或长波滤波器 d-轮廓（R、w或p） e-特征／参数，代号后无“max”用 “16%”规则；否则按“最大规则” f-评定长度包含若干个取样长度；默认评定长度：g-极限判 断规则(“16%规则”或“最大化规则”） h-以微米为单位的极限值
第一节
表面粗糙度
概
述
是指零件在加工过程中，因不同的加工方法、机床与工具的精度、振动及磨损 等因素在加工表面上所形成的具有较小间隔和较小峰谷的微观状况，它属微观几 何误差。 表面缺陷 是零件表面不仅在加工中，而且在运输、储存或使用过程中生成的无一定规则 的单元体。它与表面粗糙度、波纹度和有限表面上的形状误差一起，综合形成了 零件的表面特征。 一、表面缺陷
二、表面粗糙度
表面粗糙度的产生 主要是由于切削加工中的刀痕、刀具与零件表面的摩擦、切屑与工件 离时的塑性变形、工艺系统的高频振动等因素造成的。它是评定产品质量的重要指标。 表面波纹度 主要是由加工工艺系统的强迫振动造成的，是表面具有较强周期性波动的中 间几何形状误差。
经机械加工的零件表面，总是存在着宏观和微 观的几何形状误差，如图5-1a、b所示。表面粗 糙度误差与宏观几何形状误差和波度误差的区别， 一般以一定的波距入与波高h之比来划分。 一 般 A/h > 1000者为宏观几何形状误差； A/h<40 者为表面粗糙度误差； A/h = 40～1000者为波度误差。 三、表面粗糙度对零件使用性能的影响
图5-4 取样长度和评定长度
(1)轮廓算术平均偏差Ra 在一个取样长度lr范围内，纵坐标值Z（χ）绝对值的算术平均值， 如图5-7所示。其数学表达式为
（2）轮廓最大高度Rz 在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷底线之间的 距离，称为轮廓最大高度Rz。图5-8所示的 Zр 为轮廓最大峰高， Zν 为轮廓最大 轮廓最大高度为
1．表面缺陷的特征 表面缺陷具有尺寸大小、深度、高度要求，有缺陷面积、总面积，有缺陷 数量、单位面积上缺陷数等要求，以上各参数是一个规定的表面上允许的最大极限值。 2．常见的缺陷类型 (1)凹缺陷类 (2)凸缺陷类 如铸件表面产生的毛孔、砂眼，模锻件的裂缝、缺损等。 如冲压件的氧化皮、飞边，模铸或模锻模具挤出的缝脊。
1) 零件表面粗糙不仅影响美观；2)对运动面的摩擦与 磨损；3)贴合面的密封性等都有影响；4)另外还会影 响定位及定位精度、配合性质；5)疲劳强度、接触刚度； 6)抗腐蚀性等。
第二节Hale Waihona Puke Baidu
表面粗糙度的评定参数
一、主要术语及定义( GB/T 3505-2009)
1.表面轮廓 它是由一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓，如图5-2所示。 2.轮廓滤波器 即把表面轮廓分成长波和短波的滤波器。它们的传输特性相向， 截止波长不同。如图5-3所示。 3.粗糙度轮廓 是对原始轮廓采用λ c滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。它 是定粗糙度轮廓参数的基础，如图5-3所示。 4.波纹度轮廓 是对原始轮廓连续应用λ ƒ 和λ c两个滤波器后形成的轮廓。它 是评定波纹度轮廓参数的基础，如图5-3所示。