4第四章_表面粗糙度及检测

表面加工纹理方向
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
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标注举例
评定参数的选择
如无特殊要求，一般仅选用高度参数。 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 当零件材料较软时 因为Ra一般采用触针测量。 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。
参数值的选用方法
一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数 般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数 值也小，但不存在确定的函数关系。 一般对应关系（设形状公差为T，尺寸公差为IT）： 若T≈0.6 IT， 则Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT Rz≤ 0.1 IT T≈0.4 IT， 则Ra≤0.025 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
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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
Sq Sz Ssk Sku Sds Str Sal Std 幅度参数 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 区含油指数 材料体积 核心区体积 谷区体积
表面粗糙度对零件性能的影响
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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基本术语
取样长度 l （新标准用lr） ：评定表面粗糙度所规定 的 段基准线长度。 般在 个取样长度内应包含５ 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纹度对 表面粗糙度测量结果的影响。 评定长度 ln（新标准用ln） ：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 评定长度可包括一个或多个取样长度 个或多个取样长度。表 表 一段长度 面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。 评定长度一般按5个取样长度来确定。
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 5. 轮廓的算术平均偏差Ra 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 6.轮廓的均方根偏差Rq 8. 轮廓的陡峭度Rku
– 高度参数：
• 轮廓算术平均偏差 Ra • 微观不平度十点高度 Rz • 轮廓最大高度 Ry
– 间距参数：
• 轮廓单峰平均间距 S • 轮廓微观不平度平均间距 Sm
– 综合参数：
• 轮廓支承长度率 tp
评定参数（Ra）
（1）轮廓算术平均偏差 Ra（新标准用Ra） 取样长度内 被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对 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
Rz
Rz

i 1
5
y pi yvii 15 Nhomakorabea5
（3）轮廓最大高度 Ry（新标准用Rz） 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。
评定参数（ Ry ）
R y y p max yv max
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评定参数
（4）轮廓单峰平均间距 S （新标准没有） 两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度（称为： 轮廓单峰间距），在取样长度内的平均值。 （5）轮廓微观不平度平均间距 Sm（新标准用RSm） 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），在取样长度内的平均值。 （6）轮廓支承长度率 tp（新标准用Rmr(c)） 平行于中线且与峰顶线距离为c（水平截距）的直线， 与轮廓峰相截所得的各段截线长度之和（称为：轮廓 支承长度），与取样长度 之比。
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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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标注原则
标注符号的位置与指向
位置：可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的 位置 可见轮廓线 尺寸界线 引出线或它们的 延长线上 指向：符号尖端必须从材料外指向被注表面
高度参数
当选用Ra时，只需标参数值，“Ra” 可以省略 当选用Rz或Ry时，参数和参数值都应标出
y
i 1
n
2 i
min
基本术语
轮廓算术平均中线 ：在取样长度内，将实际轮 实 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
F
1
F
2
y=f(x)
Fn
0 G1 G2 L Gm
x
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评定参数
• 国家标准规定的表面粗糙度的评定参数：
基本概念
表面粗糙度： 表面粗糙度 加工表面上具有的较小间距的微小峰 谷所组成的微观几何形状误差。 也称为微观不平度。
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基本概念
零件表面的形貌可分为三种情况： （1）表面粗糙度 通常波距小于1mm （2）表面波纹度 通常波距在1-10mm之间 （3）表面形状误差 通常波距大于10mm
评定参数
1 n S Si n i 1
1 n Sm Smi n i 1
1 n tp bi 100% l l i 1
p
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标注符号
在图样上表示表面粗糙度的符号有三种： 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。
Ry Ra Rz
Rz Ra
-
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
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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
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评定参数值的选择
选择原则：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粗糙度值小； 受循环载荷的表面粗糙度值要小； 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。
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第四章 表面粗糙度及检测
表面粗糙度
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。 操作技能：表面粗糙度的测量。
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a
b
c
标注代号
• a1、a2—粗糙度高度参数代号及最大、最小允许数值（μm）；
（一般只在 （ 般只在a2 处标最大值）
• • • • •
b—加工方法、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（ μm）或轮廓的支承长度率（ tp ）
基本术语
取样长度l 和评定长度 ln：（一般，n = 5）
基准线
L
L
L
n
L
L
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基本术语
评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的 段参考线，称轮廓中线，有以下两种： 一段参考线，称轮廓中线，有以下两种： 轮廓最小二乘中线：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：
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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 利用触针直接在被测表面上轻轻划过 测出 表面粗糙度的Ra值。如电动轮廓仪。