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表格面粗糙度輪廓及其檢測E.ppt

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第五章 表面粗糙度輪廓及其檢測學 習 指 導 本章學習目的是掌握表面粗糙度輪廓的評定參數和標注,為合理選用表面粗糙度輪廓打下基礎。學習要求是從微觀幾何誤差的角度理解表面粗糙度輪廓的概念;了解表面粗糙度輪廓對機械零件使用性能的影響。理解規定取樣長度及評定長度的目的及中線的作用;掌握表面粗糙度輪廓的高度特征參數及其檢測手段;了解表面粗糙度輪廓的間距及形狀特征參數;掌握表面粗糙度輪廓參數和參數值的選用原則和方法。熟練掌握表面粗糙度輪廓技術要求在零件圖上標注的方法。1第一節 表面粗糙度輪廓的基本概念 一、表面粗糙度輪廓的界定完工零件實際表面輪廓圖5-1 表面輪廓 表面輪廓:平面與表面相交所得的輪廓線,稱為表面輪廓。2表面粗糙度輪廓波紋度輪廓宏觀形狀輪廓λ實際表面輪廓圖5-2 零件表面幾何形狀誤差及其組成成份表面粗糙度:波距10mm3表面粗糙度輪廓的產生:(3) 以及機床等工裝系統的振動等。(2) 切削過程中切屑分離時的塑性變形;(1) 切削后遺留 的刀痕; 表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷(Z)高低程度和間距(S)狀況。 間距S高低Z二、表面粗糙度概念4三、表面粗糙度輪廓對零件使用性 能的影響1.對磨擦和磨損的影響表面不是越光越好。2.對工作精度的影響3.對配合性質的影響4.對零件強度的影響5.對抗腐蝕性的影響6.對結合面密封性的影響5第二節 表面粗糙度輪廓的評定一、取樣長度和評定長度1.取樣長度lr 取樣長度:是測量或評定表面粗糙度所規定的一段基準線長度,至少包含5個微峰和5個微谷。 2.評定長度ln 取標準評定長度ln=5lr。若被測表面比較均勻,可選ln<5lr;若均勻性差,可選ln>5lr。6中線lnlrlrlrlrlr 圖5-3 取樣長度和評定長度 78 在lr內,使輪廓上各點至該線的距離Zi平方和為最小。1. 輪廓最小二乘中線(m)—圖5-4 最小二乘中線ziXZ(x)xlr最小二乘中線二、 表面粗糙度輪廓的中線92. 輪廓算術平均中線—在 lr 內,XZ(x)lrF1FiF2S1S2Sj算術平均中線 圖5-5 算術平均中線10(1)輪廓的算術平均偏差 在lr內,縱坐標值Z(x)的絕對值的算術平均值(見下圖)?!猌iZ(x)XlrRa算術平均偏差Ra1.高度特征參數三、 表面粗糙度的評定參數 圖5-6 輪廓算術平均偏差Ra的確定11 在一個取樣長度范圍內,被測輪廓上5 個最大輪廓峰高Zpi的平均值,與5 個最大輪廓谷深Zvi平均值之和,稱之為微觀不平度十點平均高度,用符號Rz表示,即Rz =Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中線Zv1Zv2(2)微觀不平度十點平均高度 Rz 圖5-7 表面粗糙度輪廓的微觀不平度十點高度Rz的確定12(3)輪廓的最大高度 Ry在lr內Z(x)XlrRy最大高度Ry中線圖5-8 表面粗糙度輪廓最大高度13(1)輪廓單峰平均間距S 在取樣長度Lr內,輪廓的單峰間距Si的平均值,稱為輪廓單峰平均間距S。 所謂輪廓單峰間距Si指兩相鄰單峰最高點之間的距離投影在中線上的長度。圖5-9 輪廓單峰間距和輪廓微觀不平度間距2. 間距特征參數Si為第i個輪廓單峰間距。14(2)輪廓微觀不平度的平均間距Sm 在取樣長度Lr內,輪廓微觀不平度的間距Smi的平均值,稱為輪廓微觀不平度的平均間距Sm。 所謂輪廓微觀不平度的間距Smi指含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長度。 Sm= 其中Smi為第i個輪廓微觀不平度的間距。15輪廓支承長度率tp 在取樣長度Lr內,取一條平行于中線的直線,該線與輪廓相截,在輪廓上各段截線bi長度之和稱為輪廓支承長度ηp。 ηp= 輪廓支承長度率tp指輪廓支承長度ηp與取樣長度Lr之比。 輪廓支承長度率tp對應于水平截距c給出。 tp=圖5-10 輪廓支承長度3. 形狀特征參數式中bi為第i段截線的長度。16第三節 表面粗糙度輪廓的應用一、 表面粗糙度輪廓技術要求的內容 規定表面粗糙度輪廓的技術要求時,必須給出表面粗糙度輪廓高度參數及允許值和測量時的取樣長度值這兩項基本要求,必要時可規定輪廓其他的評定參數、表面加工紋理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用標準取樣長度,則在圖樣上可以省略標注取樣長度值。 表面粗糙度的參數值已經標準化,設計時應按國家標準GB/T1031—1995《表面粗糙度參數及其數值》規定的參數值系列選取。17二、表面粗糙度輪廓評定參數的選擇表面粗糙度評定參數選用原則 根據零件的工作條件和使用性能,既考慮能表征表面的幾何特性和表面功能參數,又要考慮表面粗糙度檢測儀器(或測量方法)的測量范圍和工藝的經濟性。 選定評定參數時,高度特征參數是基本的評定參數,間距和形狀特征參數是附加評定參數。18一般情況從高度參數Ra和Rz中任選一個,優先選用Ra。要求有較高耐腐性,在交變應力條件下工作的零件表面、窄小的表面及刃口等表面,才選Rz。間距參數S或Sm和支承參數tp一般不單獨使用,與高度參數聯合使用。為了保證涂漆性能、提高抗腐蝕性及減少流動摩擦阻力時選用間距參數S或Sm 。當表面的耐磨性、接觸剛度和密封性要求較高時,選擇支承參數tp 。19三、表面粗糙度輪廓參數允許值的選擇 表面粗糙度參數值的選用原則 首先滿足功能要求,其次是考慮經濟性及工藝性。在滿足功能要求的前提下,參數的允許值應盡可能大些。 一般在規定表面粗糙度高度特征參數的允許值時,考慮以下原則:1~8。 具體選用表面粗糙參數值時,通常根據統計資料采用類比的方法確定。見附表5-6、5-7、5-8。20表面粗糙度參數值的選用原則 工作表面的Ra值比非工作表面小摩擦表面Ra值比非摩擦表面小速度高、壓力大,受交變應力作用的圓角溝槽Ra小配合表面、過盈配合表面Ra小要求防腐蝕、密封性能、外觀表面Ra小Ra值與尺寸公差和形位公差協調,尺寸公差值和形位公差值越小,表面粗糙度的Ra值應越小。 (T為形狀公差值, IT為尺寸公差值 )21222324第四節 表面粗糙度輪廓技術要求在零件圖上標注的方法25一、表面粗糙度輪廓的符號和代號1.表面粗糙度的符號26a1,a2 ——粗糙度高度參數代號及其數值(um);b ——加工要求、鍍覆、涂覆、表面處理或其他說明等;c ——取樣長度(mm)或波紋度(um);d ——加工紋理方向符號; e ——加工余量(mm); f ——粗糙度間距參數值(mm) 或輪廓支承長度率(e)bc/fa1a2d 圖5-11 表面粗糙度輪廓代號 2.表面粗糙度的代號271.表面粗糙度輪廓高度參數的標注示例 二、 表面粗糙度輪廓代號的標注方法2829 按標準規定選用對應的取樣長度時,則在圖樣上省略標注,否則應按如圖5-12a所示方法標注取樣長度,圖中取樣長度取值為0.8 mm。如果某表面的粗糙度要求按指定的加上方法(如銑削)獲得時、可用文字標注見圖5-12b。 如果需要標注加工余量(設加工總余量為5mm),應將其標注見圖5-12c。 如果需要控制表面加工紋理方向時,加注加工紋理方向符號,見圖5-12d。標準規定了加工紋理方向符號,如圖3-9所示。2.表面粗糙度輪廓技術要求其它項目的標注30b)c)d)a)0.86.3銑3.23.2(5)3.2圖5-12表面粗糙度其它項目的標注12.512.53.23.23.2f其余2512.50.4M1.63.23.2ff圖5-13表面粗糙度代號標注示例31 小 結 (1)表面粗糙度輪廓的概念 (2)國家標準在評定表面粗糙度輪廓的參數時,規定了取樣長度lr、評定長度ln和中線。(3)表面粗糙度輪廓的評定參數 有高度參數(包括輪廓的算術平均偏差Ra、微觀不平度十點平均高度Rz 、輪廓的最大高度Ry)、間距特征參數(輪廓單峰平均間距S、輪廓微觀不平度的平均間距Sm)、形狀特征參數(輪廓支承長度率tp)。(4)通常只給出高度參數Ra、 Rz或Ry及允許值,必要時可規定輪廓其他的評定參數、表面加工紋理方向、加工方法或(和)加工余量等附加要求。如果采用標準取樣長度,則在圖樣上可以省略標注取樣長度值。(5)國家標準規定了表面粗糙度輪廓的標注方法,見表3-1表3-2及圖3-10、圖3-11.(6)表面粗糙度輪廓的檢測主要方法有比較檢驗法、針描法、光切法和干涉法。32思考題與習題 1、實際表面輪廓上包含哪幾種形狀誤差?2、表面結構中粗糙度輪廓對零件的使用性能有什么影響?3、為什么在表面粗糙度輪廓標準中,除了規定“取樣長度”外,還要規定“評定長度”?4、表面粗糙度輪廓參數的選用原則是什么?表面粗糙度輪廓參數允許值的選用原則是什么5、表面粗糙度輪廓參數的最大值(最小值)與上限值(下限值)有何不同?33
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表格 輪廓 及其 檢測 粗糙
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