华北理工大学2016年互换性与技术测量复习课件第4章 表面结构

2. 轮廓峰
Z
轮廓峰
中线
X
取样长度 lr
4.3 表面粗糙度的术语和定义
3. 轮廓谷
Z
中线
X
轮廓谷 取样长度 lr
4.3 表面粗糙度的术语和定义
4. 轮廓单元
Z
XS
轮廓单元 中线
X
取样长度 lr
4.3 表面粗糙度的术语和定义 5. 取样长度
在X轴方向判别被评定轮廓不规则特征 的长度。（用 lr 表示）
毛孔
裂缝
擦痕
砂眼
窝陷
破裂
4.2.2 表面缺陷
凸缺陷
树瘤
疱疤
飞边
缝脊
夹杂物
氧化皮
4.2.2 表面缺陷
混合表面缺陷
环形坑
划痕
区域和外观缺陷
切削残余
腐蚀
裂纹
斑点
4.2.3 表面轮廓
一个指定平面（垂直于加工纹理方向）与 实际表面相交所得到的轮廓。
1. 表面轮廓
4.2.3 表面轮廓
2. 表面轮廓的组成
100
c
0
100
Rmr(c) %
4.4 表面粗糙度参数
轮廓的算术平均偏差 Ra 允许值的数值 （µ m）
0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100
Ra
轮廓的最大高度 Rz 允许值的数值 （µ m）
Rz
0.025 0.05 0.1 0.2
混合参数
轮廓的支承长度率 Rmr(c)
4.4 表面粗糙度参数 1. 轮廓的算术平均偏差 Ra
在一个取样长度内，纵坐标值Z(X)绝对值的算术平均值。
Z
Z (X)
X
取样长度 lr
1 Ra Z ( X ) dX lr 0
lr
4.4 表面粗糙度参数
Z
Z (X)
X
取样长度 lr
Z
取样长度 lr
X
4.4 表面粗糙度参数
Rz 6.3
Rz 1.6
Ra 3.2
大多数表面有相同要求的简化注法（1）
4.5.3 表面粗糙度要求在图样上的标注
Rz 6.3
Rz 1.6
Ra 3.2
Rz 1.6
Rz 6.3
大多数表面有相同要求的简化注法（2）
4.5.3 表面粗糙度要求在图样上的标注
z
z
y
U Rz 1.6 L Ra 0.8
y
Ra 3.2
Ml1 Ml2 c (%)
h
c
0 20
评定长度 ln
40
60
80 100
Rmr(c)%
Ml (c ) Rmr (c ) 100% ln
Rmr(c) 反映了表面的耐磨性。在相同的水平截面高度 c 下，Rmr(c)越大，耐磨性越好。
4.4 表面粗糙度参数
c %
100
c
0
100
Rmr(c) % c %
在图纸空间有限时用带字母的完整符号的简化注法
4.5.3 表面粗糙度要求在图样上的标注
4.3 表面粗糙度的术语和定义 6. 评定长度
用于评定被评定轮廓的X轴方向上的 （总）长度。（用 ln 表示）
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
规定评定长度的目的是为了限制或削弱在评定表面粗 糙度时粗糙度轮廓特性不均匀性影响。
4.3 表面粗糙度的术语和定义
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
评定长度是连续的几个取样长度。测量 Ra 或 Rz 时，一般情况 下取 ln = 5×lr；当被测表面均匀性较好时可取 ln < 5×lr；均匀 性较差时可取 ln > 5×lr。 评定长度的数值应从国家标准规定的系列值中选取。
e
d
b
车 Rz 3.2
Fe/Ep · Ni15pCr0.3r Rz 3.2
4.5.2 表面粗糙度完整图形符号的组成
c a
位置 d
注写表面纹理和方向，如“＝”、 “×”、“M”、“C”等。
e
d
b
=
⊥
×
4.5.2 表面粗糙度完整图形符号的组成
c a
位置 e
注写所要求的加工余量，以mm为 单位给出数值。
互换性与技术测量
第4章 表面结构 学习目标
掌握有关表面粗糙度的术语和定义；重点掌握表面粗糙度的四个评 定参数——Ra、Rz、Rsm、Rmr(c)的含义及对零件功用的影响； 掌握表面粗糙度参数及参数数值的选用原则。
学习重点
有关表面表面粗糙度的术语和定义；表面粗糙度四个评定参数的含 义及对零件功用的影响。
Z
Rp
X
Rv
取样长度 lr
Rz R p Rv
Rz 反映的是表面轮廓的抗疲劳破坏能力。
4.4 表面粗糙度参数 3. 轮廓单元的平均宽度 Rsm
在一个取样长度内，轮廓单元宽度 Xs 的平均值。
Z
Xs1
Xs2
Xs3
Xsm
1 m Rsm Xsi m i 1
X
Rv
取样长度 lr
Rsm 反映的是表面间距的细密程度、接触刚度等。
测量电桥
放大器
相敏检波器
滤波器
记录仪
轮廓测量仪的组成原理
4.2.3 表面轮廓
通过设定轮廓滤波器的滤波参数（波长），对测得的表面轮廓信号 进行滤波选择，可以得到不同的表面轮廓成分，继而得到不同的表 面轮廓参数。
传输系数（%）
粗糙度轮廓
100
波纹度轮廓
50
0
s
c
轮廓滤波器
f
滤波波长

4.2.3 表面轮廓
4.4 表面粗糙度参数 4. 轮廓支承长度率 Rmr(c)
在给定水平截面高度 c 上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的 比率。
Ml1 Ml2 c (%)
h
c
0 20
评定长度 ln
40
60
80 100
Rmr(c)%
Rmr (c )
Ml (c ) 100% ln
4.4 表面粗糙度参数
lr
0.0025-0.8 / Rz 6.3
-0.8 / Rz 6.3
传输带标注
取样长度标注
4.5.2 表面粗糙度完整图形符号的组成
c a
e
d
b
位置 b
Ra 1.6
注写第二个或多个表面结构 （表面粗糙度）要求。
Rz 6.3
4.5.2 表面粗糙度完整图形符号的组成
c a
位置 c
注写加工方法、表面处理、涂层 或其他工艺要求。
λ>10mm λ=1～10mm λ<1mm
λ>10mm ——（宏观）几何形状误差 λ=1～10mm ——表面波纹度 λ<1mm ——表面粗糙度（微观几何形状误差）
4.2.3 表面轮廓
3. 表面轮廓的获取
轮廓法（针描法）
4.2.3 表面轮廓
轮廓法（针描法）
4.2.3 表面轮廓
驱动装置
被测表面轮廓 计算机
Rmr(c)
10
15
20
25
30
40
50
60
70
80
90
4.5.1 标注表面粗糙度的图形符号
4.5 表面粗糙度的表示法
1. 基本图形符号
基本图形符号
2. 扩展图形符号
去除材料
不去除材料
4.5.1 标注表面粗糙度的图形符号
3. 完整图形符号
允许任何工艺
去除材料
不去除材料
4.5.1 标注表面粗糙度的图形符号
4. 工件轮廓各表面的图形符号（全周符号）
6
1 2 3
4
5
4.5.2 表面粗糙度完整图形符号的组成
c a
在完整符号中，对表面粗糙度 的单一要求和补充要求应注写 在图示的指定位置。
e
d
b
位置 a
Ra 1.6
注写表面结构（表面粗糙度） 的单一要求。
4.5.2 表面粗糙度完整图形符号的组成
s c
学习难点
表面粗糙度四个评定参数的含义及对零件功用的影响。
第4章 表面结构
4.1 4.2 4.3
概述 表面结构及其组成 表面粗糙度的术语和定义
4.4
4.5 4.6
表面粗糙度参数
表面粗糙度的表示法 表面粗糙度的选用
4.1 概述
本章所参照的国家标准
GB/T 3505-2009 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 GB/T 1031-2009 产品几何技术规范（GPS） 表面结构 轮廓法 表面粗糙度参数及其数值 GB/T 131-2006 产品几何技术规范（GPS） 技术产品 文件中表面结构的表示法 GB/T 15757-2002 产品几何量技术规范（GPS） 表面 缺陷 术语、定义及参数
4.2.1 表面结构
4.2 表面结构及其组成
由实际表面的重复或偶然的偏差所形成的 表面三维形貌，包括表面缺陷和表面轮廓 （表面粗糙度、表面波纹度、形状误差、 纹理方向）。
表面结构
4.2.2 表面缺陷
在加工、使用或储存期间，非故意或偶然 生成的实际表面的单元体、成组的单元体 或不规则体。 凹缺陷
表面缺陷
粗糙度轮廓 波纹度轮廓
原始轮廓
经过λs 轮廓滤波器后的总轮廓 （P轮廓）。
0
s
s
c
f

滤波波长
λs 轮廓滤波器将测得的表面轮廓信号中的极短波长的高频干扰滤除， 得到真正反映表面轮廓特性的成分。