第五章 表面粗糙度轮廓及检测

第五章 表面粗糙度轮廓及检测

第五章 表面粗糙度轮廓及检测 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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基本概念 零件表面的形貌可分为三种情况： (1)表面粗糙度：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 50。属于 微观几何形状误差。

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课题二、(续)表面粗糙度 (2)表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高 之比等于50~1000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 57技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标 准。 (3) 形状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高 之比大于1000的不平程度属于形状误差。

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表面粗糙度对零件性能的影响 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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表面粗糙度的基本术语(一) 取样长度l: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 限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响， 一般在一个取样长度内应包含5个以上的波峰和波谷。 (标准见书P108 表5-1。) 评定长度 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。

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基准线

L

L

Ln

L

L

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表面粗糙度的基本术语(二) 评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的 一段参考线。有以下两种： 轮廓的最小二乘中线m:在取样长度内，使轮 廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。即：i 1 轮廓算术平均中线 m :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 。即：F1+F3+…+F2n-1= F2+F4+…+F2n

y

n

2 i

min

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F

1

F

2

y=f(x)

Fn

0 G1 G2 L Gm

x

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表面粗糙度的评定参数(一) 国家标准GB3505-83和GB/T1031-95中规定了6个评定 参数，其中有关高度特性的参数3个，间距特性的参数 有2个，形状特性参数有1个，其中高度参数是主要的。 (1)轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝 对值的平均值

,即

1 Ra y ( x) dx l 0l

1 n Ra yi n i 1

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表面粗糙度评定参数(二)(2)微观不平度十点高度Rz 在取样长度内5个最大的轮廓峰高ypi平 均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。

Rz

yi 1

5

pi

yvii 1

5

5

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表面粗糙度评定参数(三)(3)轮廓最大高度Ry 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点。 Ry =︱ypmax︱+︱yvmax︱

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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(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Ra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Ry值。

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表面粗糙度(参数值)的选择 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：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要小； 受循环载荷的表面要小；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。常用表面粗糙度值与所适应的零件表 面见P112表5-6、5-7。