第五章_表面粗糙度 测控讲解

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表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和 间距（S）状况。
一般按S分： S＜1mm 为表面粗糙度轮廓；
间距 S
1≤S≤10mm为表面 波纹度轮廓； S＞10mm为 f形状.。
表面粗糙度轮廓的产生：
高低 Z
(1) 切削后遗留 的刀痕； (2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。
ln
Ml1
Mli
Mln
c Rz
m
Ml1
a) b) c)
ln
Mli
Mln
c
m
b
c
b
c
b
c
Rz
表轮 面廓 耐支 磨承 性长 指度 标率
： 可 反 映
Rmr(c)值大，表示该轮廓的凸起实体部分较多，即起支承载荷作用的长度 上，接触刚度高，承载能力及耐磨性也好。
表面粗糙度轮廓评定参数共 4个：
基本参数 2个
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3.相关参ຫໍສະໝຸດ Baidu（附加评定参数）
轮廓支承长度率Rmr(c)：是指在给定水平截面高度c上轮廓的
实体材料长度Ml（c），即在一个给定水平截面高度c上用一条
平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和，
与评定长度ln的比率。
n
Mlc Mli i 1
Rmr c Ml c
ln
三、轮廓参数
1.轮廓峰
轮廓峰(profile peak)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓峰高Zp为轮廓 峰最高点距X轴的距离
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5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
2.轮廓谷
轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为X轴 线与轮廓谷最低点之间的距离。
附加参数 (辅助参数)
2个
Ra —轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 Rsm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率
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5.3 表面粗糙度的标注
一， 表面粗糙度符号 任何方法获得表面
无补充说明不 能单独使用
2、取样长度和评定长度
基准线
l
ll
ll
ln
1、取样长度lr——规定的测量长度0.08、0.25、0.8、2.5、 8，是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。
2、评定长度ln——一般取ln=5,是指为了合理较全面反映整
个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙时所 必需的一段长度。
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5.2 表面粗糙度的评定
本章结构
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 表面粗糙度的评定 表面粗糙度的标注 表面粗糙度的选择 表面粗糙度的测量
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5.1 概述
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5.1 概述
一、表面粗糙度的界定
截面轮廓误差放大曲线
表面粗糙度成分
波纹度成分

形状误差成分
λ<1mm
表面粗糙度
λ>10mm
形状误差
1mm<λ<10 mm 表面波纹度
1).轮廓算术平均偏差——Ra
2).轮廓最大高度—— Rz
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1). 轮廓算术平均偏差——Ra
轮廓算术平均偏差是指在取样长度lr内纵坐标Z(x) 绝对值的算术平均值。
lr
z2 z1
zn1 zn
Ra

1 lr
lr | Z (x) | dx
0
Ra 1 n n i1
Zi
测得的 Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra 参数能充分反映表面微观几何
中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线
取样长度和评定长度
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5.2 表面粗糙度的评定
二、评定基准 1. (1) 轮廓的最小二乘中线
(2) 轮廓算术平均中线
Y
轮 廓
ln
l
偏 距
zi
n
z2 min i
i 1
n
Fi
n

Fi '
i 1
i 1
轮廓的最小二乘
中线
轮廓总的走向
X
5.2 表面粗糙度的评定
第5章 表面粗糙度与检测
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重点：表面粗糙度概念 难点：表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、
表面波度的区别
新课导入： 切削加工的零件，不仅有尺寸精度和形位公差
的要求，而且有表面质量的要求。表面质量影响 零件的使用性能。表面粗糙度就是用来衡量零件 表面质量的。
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基本要求
1、正确理解表面粗糙度的含义。 2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。 3、理解并掌握有关术语的定义。 4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。 5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。 6、掌握表面粗糙度的选用。
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2.间距参数(附加评定参数)
附加评定参数 Rsm
轮廓单元的平均宽度是指在取样长度 单元宽度Xs的平均值。其计算式为：
lr
上
内，轮廓
Rsm

1 n
n i 1
X si
式中：Xsi — 含有一个轮廓峰（与中线有交点的峰）和相邻 轮廓谷（与中线有交点的谷）的一段中线长度。
n — 在取样长度内间距Xsi的个数。
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5.1 概述
二、表面粗糙度对零件工作性能的影响 (1) 影响摩擦和磨损——Ra↑，f↑，磨损↑； (2) 影响配合性能——间隙配合磨损后X↑，过盈 配合挤压后影响有效过盈Y↓； (3) 影响疲劳强度——凹痕应力集中； (4) 影响抗腐蚀性——谷底渗入腐蚀； (5) 影响接触刚度——表面局部接触； (6) 影响接合面的密封性——缝隙油气渗漏等。
形状高度方面的特征，一般用电动轮廓仪进行测量，因此是普遍采用
的评定参数。
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2) 轮廓最大高度——Rz
轮廓最大高度是指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰
高和最大轮廓谷深之和。
Rz=Rp+Rv
最大高度Rz
Y
中线
X
Rp Rz Rv
L
注意：在旧标准中也有轮廓最大高度，其符号为Ry。旧标准中微观不平度 十点高度Rz，在新标准中已取消。但是我国当前使用的一些测量仪器大多 是测量旧标准中的Rz ，因此，当采用现行的技术文件和图样时必须注意它 们的区别。
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5.2 表面粗糙度的评定
一、轮廓滤波器
（1） λs滤波器（短波滤波器） 确定表面粗糙度 与比它更短的波之间相交界限的滤波器。
（2） λc滤波器（长波滤波器） 确定表面粗糙度 与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3） λf滤波器 确定波纹度与比它更长波成分之 间相交界限的滤波器。
5.2 表面粗糙度的评定
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5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
3.轮廓单元
轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。 轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深Zv之 和；轮廓单元的宽度Xs是指X轴线与轮廓单元相交线的长 度。
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5.2 表面粗糙度的评定
四、评定参数
1. 高度评定参数