表面粗糙及检测.pptx

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1、1.0 概述vv零件表面的形貌可分为三种情况：零件表面的形貌可分为三种情况：1.1.1.1.表表面面粗粗糙糙度度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于5050。属于微观几何形状误差。2.2.2.2.表表面面波波纹纹度度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于505010001000的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的。目前表面波纹度还没有制定国家标准。国际标准化组织第5757技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。3.3.3.3.形形状状误误差差：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于10001000的不平程度属于形状

2、误差。第1页/共29页1.0 概述表面粗糙度轮廓波纹度轮廓宏观形状轮廓实际表面轮廓完工零件实际表面轮廓第2页/共29页1.0 概述vv表面粗糙度表面粗糙度是是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的一种微观几何形状误差指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的一种微观几何形状误差。它是在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后留下的它是在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后留下的刀痕刀痕、切屑分离时的塑性、切屑分离时的塑性变形、工艺系统的高频变形、工艺系统的高频振动振动及刀具和被加工表面及刀具和被加工表面摩擦摩擦等原因所产生的。等原因所产生的。完工零件实际表面轮廓第3页/共29页1.0 概述vv表面粗糙

3、度对零件性能的影响：表面粗糙度对零件性能的影响：1.1.轮廓峰顶磨擦越粗糙，轮廓峰顶磨擦越粗糙，阻力大，磨损快阻力大，磨损快；2.2.接触面积减少，越粗糙，受力后局部变形大，接触面积减少，越粗糙，受力后局部变形大，接触刚度低接触刚度低，抗震性差，抗震性差3.3.微微观观不不平平度度凹凹痕痕愈愈深深，在在交交变变应应力力下下，应应力力集集中中严严重重，零零件件愈愈易易疲疲劳劳损损坏坏（动载荷时）（动载荷时）4.4.微观不平，积聚空气、腐蚀性气体微观不平，积聚空气、腐蚀性气体-腐蚀零件腐蚀零件5.5.对配合性质稳定性影响大，粗糙的表面会因峰尖很快磨损而对配合性质稳定性影响大，粗糙的表面会因峰尖很快

4、磨损而使间隙增大使间隙增大6.6.对对零零件件的的外外观观、测测量量精精度度、表表面面光光学学性性能能、导导电电导导热热性性能能和和胶胶合合强强度度等等也也有有着不同程度的影响。着不同程度的影响。第4页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值1.1.1.1.术语及定义术语及定义(1)(1)实际轮廓实际轮廓：实际轮廓是实际轮廓是指平面与实际指平面与实际表面相交所得的轮廓线表面相交所得的轮廓线。按平面相对于加工纹理方按平面相对于加工纹理方向的位置不同，实际轮廓向的位置不同，实际轮廓可分为横向轮廓和纵相轮可分为横向轮廓和纵相轮廓。一般在评定时无特别廓。一般在评

5、定时无特别指明，指明，均指横向轮廓。均指横向轮廓。粗糙度轮廓波纹度轮廓宏观形状轮廓实际表面轮廓第5页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值1.1.1.1.术语及定义术语及定义(2)(2)取样长度取样长度l l l l：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷长度内应包含个以上的波

6、峰和波谷。表面越粗糙，取。表面越粗糙，取样长度就越大。样长度就越大。(3)(3)评定长度评定长度l l l ln n n n：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量为了全面、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一段长度。评定长度可包括一个或表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的轮廓面，多个取样长度。表面不均匀的轮廓面，宜连续选用几个宜连续选用几个取样长度（通常取取样长度（通常取5个），取其平均值作为测量结果。取其平均值作为测量结果。第6页/共29页图例图表中线lnl取样长度l和评定长度ln llll 0.0080.020.020

7、.10.12.02.010.010.080.0Ra/mRz/mlr/mmln/mm 0.0250.100.100.500.5010.010.050.050.0320.00.080.250.802.508.00.41.254.012.540.0常用取样长度及评定长度常用取样长度及评定长度常用取样长度及评定长度常用取样长度及评定长度第7页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值1.1.1.1.主要术语及定义主要术语及定义(4)(4)基准线线：评定表面粗糙度数值的基准线。标准规定采用中线制，即以中线作为基准线评定轮廓的计算制。中线有以下两种：轮廓的最小二乘中线

8、（简称中线轮廓的最小二乘中线（简称中线m m）：在取样长度内，使：在取样长度内，使轮廓上各点至该线的距离平方和为最小。即：轮廓上各点至该线的距离平方和为最小。即：轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线m m：在取样长度内，将实际轮廓划分：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上下两部分，且使上下面积相等的直线 。即：。即：F F1 1+F+F2 2+F+Fn n=G=G1 1+G+G2 2+G+Gm m 用最小二乘方法确定的用最小二乘方法确定的中线是唯一的，但比较费事。中线是唯一的，但比较费事。用算术平均方法用算术平均方法确定确定中线是一种近似的图解法，较为简中线是一种近似的

9、图解法，较为简单，因而得到广泛应用单，因而得到广泛应用。第8页/共29页图例图表y1y2yn-1ynlm第9页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值2.2.2.2.评定参数评定参数国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间国家标准规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数所组成。距参数和综合参数所组成。高度参数有三个指标参数：高度参数有三个指标参数：轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a微观不平度微观不平度1010点高度点高度R Rz z轮廓最大高度轮廓最大高度R Ry y高度参数是表面粗糙度的基本参数。在实际表面粗糙度评定中，如无特殊要

10、求，一般使用高度参数中的轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRaRaRa。第10页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值 2.2.2.2.评定参数评定参数轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差R Ra a：在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的算术平均值，即：对值的算术平均值，即：y1y2yn-1ynlm第11页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值微观不平度微观不平度1010点高度值点高度值R Rz z在取样长度内个最大的轮廓峰高在取样长度内个最大的轮

11、廓峰高y ypipi平均值与平均值与5 5个最大个最大轮廓谷深轮廓谷深y yvivi平均值之和。平均值之和。第12页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值轮廓最大高度轮廓最大高度R Ry y在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰在取样长度内，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。点。Ry=ypmax+yvmaxRy第13页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度评定参数及其数值表面粗糙度评定参数及其数值3.3.3.3.评定参数的数值评定参数的数值国家

12、标准规定表面粗糙度的数值因按标准选用：国家标准规定表面粗糙度的数值因按标准选用：当轮廓算术平均偏差当轮廓算术平均偏差R Ra a为为0.0250.025 6.36.3 m m或或R Rz z为为0.1000.100 2525 m m范范围围时，应优先选用时，应优先选用R Ra a参数。参数。R Rz z的选用适用于现在工厂的仪器，因工厂多数只能测量的选用适用于现在工厂的仪器，因工厂多数只能测量R Rz z参数。参数。当当R Ra a 0.0250.025 m m或或R Ra a 6.36.3 m m时，用光学仪器测量比较适合，因时，用光学仪器测量比较适合，因此此也选用也选用R Rz z参数。参

13、数。Ra(m m)0.0120.23.2500.0250.46.31000.050.812.50.11.625第14页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度符号、代号及标注表表面面粗粗糙糙度度符符号号第15页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度轮廓高度参数的标注表面粗糙度轮廓高度参数的标注第16页/共29页1.1 表面粗糙度国家标准表面粗糙度代号及标注表面粗糙度代号及标注表面粗糙度轮廓高度参数的标注表面粗糙度轮廓高度参数的标注(续续)第17页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度符号、代号

14、及标注表面粗糙度标注说明：表面粗糙度标注说明：标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引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；料外指向被注表面；高度参数：当选用高度参数：当选用R Ra a时，只需在代号中标出其时，只需在代号中标出其参数值，参数值，“R Ra a”本身可以省略；本身可以省略；当选用当选用R Rz z或或R Ry y时，参数和参数值都应标出；时，参数和参数值都应标出；当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数的的16%16%时，应在图中标注上限值

15、和下限值；时，应在图中标注上限值和下限值；第18页/共29页1.1 表面粗糙度国家标准表面粗糙度代号及标注表面粗糙度代号及标注表面粗糙度标注说明：表面粗糙度标注说明：当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或最小值；上标注最大值或最小值；取样长度：如按国标选用，则可省略标注；取样长度：如按国标选用，则可省略标注；表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方表面加工纹理方向：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，必向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。要时才规定。第19页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度符号

16、、代号及标注表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度的代号表面粗糙度的代号(e)bC (f)a1a2da1，a2 粗糙度幅度参数代号及其数值（mm）；b 加工方法、镀涂或其他表面处理及说明等；c 取样长度（mm）；d 加工纹理方向符号；e 加工余量（mm）；f 粗糙度间距参数值(S,Sm)与轮廓支承长度率（tp）第20页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度标注举例表面粗糙度标注举例b)c)d)a)0.86.3铣3.23.2(5)3.2a）按标准规定选用对应取样长度时，则在图样上省略标注，否则应按上图所示方法标注取样长度，图中取样长度取值为0.8

17、 mm。b）如果某表面的粗糙度要求按指定的加工方法(如铣削)获得时、可用文字标注。c）如果需要标注加工余量(假设加工总余量为5mm)，应将其标注在相应位置。d）如果需要控制表面加工纹理方向时，加注加工纹理方向符号。第21页/共29页1.1 表面粗糙度表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度符号、代号及标注表面粗糙度代号标注示例表面粗糙度代号标注示例12.512.53.23.23.2f f其余2512.50.4M1.63.23.2f ff f第22页/共29页1.2 零件表面粗糙度参数值的选择1.1.1.1.零件表面粗糙度评定参数的选择：零件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，一

18、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（当表面过于粗糙（R Ra a6.3m6.3m）或过于光滑（）或过于光滑（R Ra a 0.025 m 0.025 m）时，可）时，可选用选用R Rz z，因为此范围便于选择用于测量，因为此范围便于选择用于测量R Rz z的仪器测量。的仪器测量。当零件材料较软时，因为当零件材料较软时，因为R Ra a一般采用触针测量。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R Ry y值。值。第23页

19、/共29页1.2 零件表面粗糙度参数值的选择2.2.2.2.零件表面粗糙度评定参数值的选择原则：零件表面粗糙度评定参数值的选择原则：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：1.1.在满足表面功能要求的情况下，尽量选用较在满足表面功能要求的情况下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值。大的表面粗糙度参数值。2.2.同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的粗糙度参数值。非工作表面的粗糙度参数值。3.3.摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小；摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小；滚动摩擦表面比滑动摩擦

20、表面的粗糙度参数值要滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值要小；运动速度高，单位压力大的摩擦表面应比运小；运动速度高，单位压力大的摩擦表面应比运动速度低，单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数动速度低，单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小。值要小。第24页/共29页1.2 零件表面粗糙度参数值的选择2.2.2.2.零件表面粗糙度评定参数值的选择原则：零件表面粗糙度评定参数值的选择原则：一般原则：4.4.受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角、沟槽），表面粗糙度参数值要小。（如圆角、沟槽），表面粗糙度参数值要小。5.5.配合性质要求高的结合表面、配合间

21、隙小的配合性质要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合配合表面以及要求连接可靠、受重载的过盈配合表面等，都应取较小的粗糙度参数值。表面等，都应取较小的粗糙度参数值。6.6.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值应愈小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、参数值应愈小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。轴比孔的表面粗糙度参数值要小。第25页/共29页1.2 零件表面粗糙度参数值的选择3.3.3.3.零件表面粗糙度评定参数值选用方法：零件表面粗糙度评定参数值选用方法：可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面

22、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。如机床的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为T T，尺寸公差为ITIT，它们之间的关系可参照以下对应关系：若 T0.6 ITT0.6 IT，则 R Ra a0.05 IT0.05 IT；R Rz z 0.2 0.2 ITIT T0.4 IT T0.4 IT，则 R Ra a0.025IT0.025IT；R Rz z 0.1 0.1 ITIT T0.25IT T0.25IT，则 R Ra a0.012IT0.012IT；R Rz z 0.05IT0.05IT T T0.25IT0.25IT，则 R Ra a0

23、.15 T0.15 T；R Rz z 0.6 T 0.6 T第26页/共29页1.3 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。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。利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量常用于测量R Rz z为为0.50.560m60m。干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量R Rz z和和R Ry y值。干涉法值。干涉法通常用于测定通常用于测定0.8m0.8m0.025m0.

24、025m的的R Rz z值。值。印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。内表面。针描法：利用触针直接在被测表面轻轻划过，从而测出表面粗糙度的利用触针直接在被测表面轻轻划过，从而测出表面粗糙度的R Ra a值值（5 50.025m0.025m）。（电动轮廓仪）。（电动轮廓仪）第27页/共29页本 章 小 结1.1.表面粗糙度的概念表面粗糙度的概念（加工表面所具有的较小间距和微小（加工表面所具有的较小

25、间距和微小峰谷不平度）。峰谷不平度）。2.2.国家标准在评定表面粗糙度的参数时，规定了国家标准在评定表面粗糙度的参数时，规定了取样长度取样长度l l、评定长度评定长度L Ln n和和轮廓中线轮廓中线m m。3.3.表面粗糙度的评定参数有表面粗糙度的评定参数有高度参数高度参数（包括轮廓算术平均（包括轮廓算术平均偏差偏差RaRa、微观不平度十点高度、微观不平度十点高度RzRz、轮廓最大高度轮廓最大高度RyRy）和）和间距参数间距参数（轮廓单峰平均间距（轮廓单峰平均间距S S和轮廓微观不平度平均和轮廓微观不平度平均间距间距SmSm）4.4.表面粗糙度评定时表面粗糙度评定时通常只给出高度参数通常只给出

26、高度参数RaRa或或RzRz及允许值及允许值，必要时可规定轮廓其他评定参数必要时可规定轮廓其他评定参数,如表面加工纹理方向、如表面加工纹理方向、加工方法或加工方法或(和和)加工余量等附加要求。如果采用标准取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。样长度，则在图样上可以省略标注取样长度值。5.5.国家标准规定了表面粗糙度的国家标准规定了表面粗糙度的标注方法标注方法，应熟练掌握。，应熟练掌握。6.6.表面粗糙度轮廓的检测主要方法有表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较法比较法、光切法光切法、干干涉法涉法和和针描法针描法。第28页/共29页感谢您的观看。第29页/共29页