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时间:2019-05-12
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1、模块五表面粗糙度与检测课时安排:现场教学2学时+实验2学时教学方法:计量实验室现场教学表面粗糙度基本内容: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。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。(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
2、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。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。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
3、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。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。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: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
4、面积相等的直线。即:F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n表面粗糙度的评定参数(一)国家标准GB3505-2000中规定了5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1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。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
5、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︱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<0.025μm)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。表面粗糙度(参数值)的选择表面粗糙度参数
6、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P117、P118的表5-6、5-7。参数值的选用方法可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时,表面粗糙度参数值也小,但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。一般情况下,它们之间有一定的对应关系,设形状公差为T
7、,尺寸公差为IT,它们之间的关系可参照以下对应关系:若T≈0.6IT,则Ra≤0.05IT;Rz≤0.2ITT≈0.4IT,则Ra≤0.025IT;Rz≤0.1ITT≈0.25IT,则Ra≤0.012IT;Rz≤0.05ITT<0.25IT,则Ra≤0.15T;Rz≤0.6T表面粗糙度的符号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。abc表面粗糙度的代号(旧)(新P120)a1、a2处为粗糙度高度参数的允许值(μm);b处标
8、注加工方法、镀涂或其它表面处理;c处标出取样长度(mm);d标出加工纹理方向符号;e处标出加工余量(mm);f处标出间距参数值(mm)或轮廓支承长度率。表面粗糙度的标注标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上,符号
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