表格模板-几何精度控制技术第三章表面粗糙度 精品.ppt

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1、几何精度控制技术主 讲 赵志刚13919960511兰州交通大学机电工程学院兰州交通大学机电工程学院第1章 绪论 第2章尺寸精度第3章表面粗糙度第4章 形状和位置公差第6章测量技术基础第7章 几种常用标准件的互换性 第5章 渐开线圆柱齿轮传动的互换性 几何精度控制技术几何精度控制技术第一节 概述 5.3 表面特征代号及标注 5.4 表面粗糙度数值的选择 第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 第二节 表面粗糙度的评定参数 5.5 表面粗糙度的测量 第一节 概述 二、表面粗糙度的概念三、表面粗糙度的形成 四、表面粗糙度零件使用性能的影响第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 一、

2、表面质量的概念 第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 第一节 概述表面质量表面质量表面质量表面质量表面形貌表面形貌表层加工硬化的程度和深度表层加工硬化的程度和深度一、概念表面残余应力的性质和大小表面残余应力的性质和大小是指零件已加工表面的质量是指零件已加工表面的质量( (也称表面完整性也称表面完整性) )。 表面形貌，按其特征可以分离为以下成分：表面形貌，按其特征可以分离为以下成分： 表层加工硬化是指在切削过程中，由于刀具前刀表层加工硬化是指在切削过程中，由于刀具前刀面的推挤以及后刀面的挤压与摩擦、工件已加工表面面的推挤以及后刀面的挤压与摩擦、工件已加工表面层的晶粒发生很大的变形，致

3、使其硬度比原来工件材层的晶粒发生很大的变形，致使其硬度比原来工件材料的硬度有显著提高的现象。料的硬度有显著提高的现象。 表层残余应力是指已加工零件在不受外力作用表层残余应力是指已加工零件在不受外力作用下，残留在零件一定深度表层里的应力，它会影响下，残留在零件一定深度表层里的应力，它会影响零件表面质量和使用性能。零件表面质量和使用性能。表面粗糙度（表面粗糙度（roughnessroughness）误差）误差微观几何形状误差微观几何形状误差表面形状误差表面形状误差基本轮廓（基本轮廓（primary profileprimary profile）误差）误差表面波纹度（表面波纹度（wavenesswa

4、veness）误差以及表面缺陷）误差以及表面缺陷中间几何形状误差中间几何形状误差 实际零件表面轮廓对理想零件表面轮廓的偏离程实际零件表面轮廓对理想零件表面轮廓的偏离程度称为零件表面形貌误差。度称为零件表面形貌误差。 零件的表面形貌主要可以分为：表面粗糙度、表面波零件的表面形貌主要可以分为：表面粗糙度、表面波纹度和有效区域内的形状误差。除此三者之外还有我们所纹度和有效区域内的形状误差。除此三者之外还有我们所说的伤痕、刀纹等。说的伤痕、刀纹等。二、表面形貌误差本课程重点讨论本课程重点讨论表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度是零件表面加工后形成的有较小间距和峰谷表面粗糙度是零件表面加工后形成的有较小间距和

5、峰谷组成的微量高低不平的痕迹。组成的微量高低不平的痕迹。 表面精度要求可以用表面缺陷、表面粗糙度和表面波表面精度要求可以用表面缺陷、表面粗糙度和表面波纹度三种精度规范来表示。纹度三种精度规范来表示。 目前，还没有划分表面粗糙度、波度和形状误差的国目前，还没有划分表面粗糙度、波度和形状误差的国家标准，也有按波距的大小来考虑。波距小于家标准，也有按波距的大小来考虑。波距小于1mm，大大体呈周期变化的属于表面粗糙度范畴；波距在体呈周期变化的属于表面粗糙度范畴；波距在110mm之间，并呈周期性变化的属于表面波度范畴；波距在之间，并呈周期性变化的属于表面波度范畴；波距在10mm以上而无明显周期性变化的属

6、于表面形状误差的范以上而无明显周期性变化的属于表面形状误差的范畴。畴。1. 表面粗糙度表面粗糙度 零件表面加工后形成的有较小间距和峰谷组成的微量零件表面加工后形成的有较小间距和峰谷组成的微量高低不平的痕迹。高低不平的痕迹。一般指零件表面中峰谷的波长与波高一般指零件表面中峰谷的波长与波高之比值小于之比值小于40或波距小于或波距小于1mm大体呈周期性变化的不平大体呈周期性变化的不平程度。程度。2. 表面波纹度表面波纹度 指零件表面中峰谷的波长与波高之比值等于指零件表面中峰谷的波长与波高之比值等于401000或波距等于或波距等于110mm之间呈周期性变化的不平程度。之间呈周期性变化的不平程度。3.

7、形状误差形状误差 指零件表面中峰谷的波长与波高之比值大于指零件表面中峰谷的波长与波高之比值大于1000或波或波距在距在10mm10mm以上且无明显周期变化以上且无明显周期变化的不平程度。的不平程度。4. 纹理方向纹理方向 纹理方向是指表面刀纹的方向，它取决于表面形成纹理方向是指表面刀纹的方向，它取决于表面形成过程中所采用的加工方法过程中所采用的加工方法。5. 伤痕伤痕 伤痕是在零件表面上一些个别位置出现的缺陷，如伤痕是在零件表面上一些个别位置出现的缺陷，如砂眼、气孔、划痕等。砂眼、气孔、划痕等。第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 二、 表面粗糙度的概念 在放大镜下，可以观察出零件表

8、面具有高低不平的峰谷，在放大镜下，可以观察出零件表面具有高低不平的峰谷，这种由这种由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面，称为表面粗糙度。粗糙度。第一节 概述第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 三、 表面粗糙度的形成 1、加工时，刀具与工件已加工表面间的摩擦（挤压）、加工时，刀具与工件已加工表面间的摩擦（挤压） 2、工件表层金属的塑性变形、工件表层金属的塑性变形 3、工艺系统中的高频振动、工艺系统中的高频振动 4、机床的精度、加工方法有关。、机床的精度、加工方法有关。第一节 概述第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 四、

9、表面粗糙度对零件使用性能的影响1摩擦和磨损方面摩擦和磨损方面 零件表面越粗糙，摩擦系数越大，因摩擦而消耗的能量也越零件表面越粗糙，摩擦系数越大，因摩擦而消耗的能量也越大；且两配合表面间的实际有效接触面积越小，单位面积压力越大；且两配合表面间的实际有效接触面积越小，单位面积压力越大，故更易磨损。但是，表面过于光滑，不利于润滑油的贮存，大，故更易磨损。但是，表面过于光滑，不利于润滑油的贮存，易使工作面间形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使磨损加剧。易使工作面间形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使磨损加剧。2. 2. 对配合性质稳定性的影响对配合性质稳定性的影响 表面粗糙不平，会降低机器零件运动的灵敏性，还会影

10、响机器表面粗糙不平，会降低机器零件运动的灵敏性，还会影响机器或仪器工作精度的保持。对于间隙配合，表面越粗糙，就越易磨损，或仪器工作精度的保持。对于间隙配合，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中的间隙迅速增大，过早地失去配合精度；对于过盈配使工作过程中的间隙迅速增大，过早地失去配合精度；对于过盈配合，由于在压入装配时，把粗糙表面的凸峰挤平，减小了实际过盈合，由于在压入装配时，把粗糙表面的凸峰挤平，减小了实际过盈量，从而降低了联结的可靠性，同样不能保证正常的工作。量，从而降低了联结的可靠性，同样不能保证正常的工作。4. 4. 对抗腐蚀性的影响对抗腐蚀性的影响 表面越粗糙，则积聚在零件表面上的腐蚀性

11、气体或液体也越表面越粗糙，则积聚在零件表面上的腐蚀性气体或液体也越多，且通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面锈蚀。多，且通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面锈蚀。5. 5. 对结合面密封性的影响对结合面密封性的影响 粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。影响密封性。3. 3. 对耐疲劳性的影响对耐疲劳性的影响 粗糙的钢质零件表面，在交变载荷作用下，对应力集中很敏粗糙的钢质零件表面，在交变载荷作用下，对应力集中很敏感，因而影响零件的疲劳强度。感，因而影响零件的疲劳强度。第三章第三章 表面粗糙度及测量表面

12、粗糙度及测量 第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 一、 GB/T3505-2000中的术语及定义第二节 表面粗糙度的评定参数 二、 GB/T3505-1983中的术语及定义 ISO 4287ISO 4287：19971997是当前使用的一个主要国际标准，它综合了表面特是当前使用的一个主要国际标准，它综合了表面特征的基本术语和评定参数。征的基本术语和评定参数。 为了正确地测量和评定零件表面粗糙度轮廓以及在零件图上正确地为了正确地测量和评定零件表面粗糙度轮廓以及在零件图上正确地标注表面粗糙度轮廓的技术要求，以保证零件的互换性，我国发布了以标注表面粗糙度轮廓的技术要求，以保证零件的互换性

13、，我国发布了以下国家标准：下国家标准： GB/T 3505-2000产品几何技术规范产品几何技术规范 表面结构表面结构 轮廓法表面结构的术轮廓法表面结构的术语、定义及参数语、定义及参数 GB/T 10610-1998 产品几何技术规范产品几何技术规范 表面结构表面结构 轮廓法评定表面结轮廓法评定表面结构的规则和方法构的规则和方法 GB/T 1031-1995 表面粗糙度表面粗糙度 参数及其数值参数及其数值 GB/T 131 1993 机械制图机械制图 表面粗糙度符号、代号及其标注表面粗糙度符号、代号及其标注第二节 表面粗糙度的评定参数一、 GB/T3505-2000中的术语及定义第三章第三章

14、表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 （一）、一般术语及定义（一）、一般术语及定义 1、轮廓滤波器、轮廓滤波器 2、 滤波器滤波器 3、 滤波器滤波器 4、 滤波器滤波器scf5、实际表面、实际表面6、实际表面轮廓、实际表面轮廓7、原始轮廓、原始轮廓8、粗糙度轮廓、粗糙度轮廓9、中线、中线 第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 表面粗糙度与形状误差的区别表面粗糙度与形状误差的区别 形状误差：宏观几何形状误差形状误差：宏观几何形状误差 表面粗糙度：微观几何形状误差表面粗糙度：微观几何形状误差10、取样长度、取样长度lr限制、减弱几何形状误差及表面波纹度对测量结果的影响。限制、减弱几何形状误

15、差及表面波纹度对测量结果的影响。11、评定长度、评定长度ln 评定表面粗糙度时所必须的一段长度，评定表面粗糙度时所必须的一段长度， 一一 般般Ln=5Lr第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 1、轮廓峰、轮廓峰2、轮廓谷、轮廓谷3、轮廓单元、轮廓单元4、轮廓峰高、轮廓峰高5、轮廓谷深、轮廓谷深6、轮廓单元高度、轮廓单元高度7、轮廓单元宽度、轮廓单元宽度第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 （二）、几何参数术语及定义（二）、几何参数术语及定义ZpZvsXtZ1、最大轮廓峰高、最大轮廓峰高第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 （三）、表面粗糙度轮廓参数术语及定义（三）

16、、表面粗糙度轮廓参数术语及定义pRmaxippRZ第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 2、最大轮廓谷深、最大轮廓谷深vRmaxivvRZ3轮廓的最大高度轮廓的最大高度第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 maxmaxiizpvpvRRRZZzR第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 4、轮廓的总高度、轮廓的总高度5、评定轮廓的算术平均偏差、评定轮廓的算术平均偏差6、评定轮廓的均方根偏差、评定轮廓的均方根偏差 01lrarRZ x dxlaRqR 201lrqRzx dxlrtRtzRR第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 7、评定轮廓的偏斜度、评定轮廓的偏斜度8、评定轮廓的陡度、评定轮廓的陡度9、评定轮廓的平均宽度、评定轮廓的平均宽度RkuRsm11msiiRsmXmRsk 33011lrqRskzx dxRlr 44011lrqRkuzx dxRlr第三章第三章 表面粗糙度及测量表面粗糙度及测量 10、轮廓的支承长度率、轮廓的支承长度率Rmr(c) 轮廓的实体材料长度轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度与评定长度ln的比率的比率.轮廓的实体材