公差配合与测量技术 配套课件 作者 娄琳第三章.ppt

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1、第3章表面粗糙度和测量3.1表面粗糙度的概念3.2表面粗糙度的评定标准3.3表面粗糙度参数值的选择及标注3.4表面粗糙度检验3.1表面粗糙度的概念在切削加工过程中，由于刀痕、切屑分离时的变形、刀具和已加工表面间的摩擦及工艺系统的高频振动等原因，在零件已加工表面上总会出现较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特征，此特征称为表面粗糙度。图3-1表面粗糙度示意图表面粗糙度会影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性，还会影响配合性质的稳定性。间隙配合，粗糙的表面会因峰顶很快磨损而使间隙逐渐加大；过盈配合，因装配表面的峰顶被挤平，使实际有效过盈减小，降低连接强度。表面越粗糙，表面微观不平的凹痕就越深，交变应力

2、作用下的应力集中就会越严重，越容易造成零件抗疲劳强度的降低，导致失效；腐蚀性气体或液体越易在谷底出聚集，并通过表面微观凹谷渗入到金属内层，造成表面锈蚀。在接触刚度方面，表面越粗糙，表面间接触面积越小，导致单位面积受力增大，造成峰顶处的塑性变形加剧，接触刚度下降，影响机器的工作精度和平稳性。综上所述，为保证零件的使用性能和寿命，应对零件的表面粗糙度加以合理限制。3.2表面粗糙度的评定标准3.2.1基本术语1.实际轮廓（表面轮廓）实际轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓线。图3-2实际轮廓2.取样长度lr取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。标准规定取样长度按表面粗糙程度合理取值

3、，通常应包含至少5个轮廓峰和轮廓谷。图3-3取样长度和评定长度3.评定长度ln评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。一般情况下，标准推荐ln=5lr，4.基准线（中线m）基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条参考线，据此来作为评定表面粗糙度参数大小的基准。（1）轮廓的最小二乘中线图3-4轮廓最小二乘中线（2）轮廓算术平均中线图3-5轮廓算术平均中线5.轮廓单元即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。6.轮廓峰高zp7.轮廓谷深zv8.轮廓单元的高度zt9.轮廓单元的宽度xs图3-6轮廓单元10.在水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml图3-7轮廓的实体材料长度3.2.2评定参数1

4、.幅度参数（与高度特性有关的参数）（1）评定轮廓的算术平均偏差Ra即在一个取样长度lr内，轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值。如图3-8所示。Ra值越大，表面越粗糙。图3-8轮廓算术平均偏差（2）轮廓的最大高度Rz即在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高zp和最大轮廓谷深zv之和的高度。用公式表示为Rz=zp+zv图3-9轮廓的最大高度Rz参数对不允许出现较深加工痕迹的表面和小零件的表面质量有着实际意义，尤其是在交变载荷作用下，是防止出现疲劳破坏源的一项保证措施。2.间距参数与（间距特性有关的参数）轮廓单元的平均宽度RSm即在一个取样长度lr内，轮廓单元宽度xs的平均值。图3-11轮廓单

5、元的宽度3.形状特性参数（曲线参数）轮廓的支承长度率Rmr（c）即在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml（c）与评定长度ln的比率。图3-7轮廓的实体材料长度3.3表面粗糙度参数值的选择及标注对零件表面粗糙度进行合理的选择，主要是指评定参数的选择和参数值的确定。选择原则是在满足零件表面功能要求的同时，应保证加工工艺的经济性。选择的方法有计算法、试验法和类比法。3.3.1表面粗糙度评定参数的选则鉴于零件表面粗糙度对其使用性能的多方面影响，在选择表面粗糙度评定参数时，应能充分合理地反映表面微观几何形状的真实情况。选择原则如下。①如没有特殊要求，一般选用幅度参数。在Ra=0.025～6.3m范

6、围内，优先选用Ra，因为在该范围内用轮廓仪能很方便地测出Ra的实际值。在Ra＞6.3m和Ra＜0.025m范围内，即表面过于粗糙或过于光滑时，用光切显微镜和干涉显微镜测量很方便，多采用Rz。当表面不允许出现较深加工痕迹时，为防止应力过于集中，或要求保证零件的抗疲劳强度和密封性时，须选用Rz。②附加参数一般不单独使用，对有特殊要求的少数零件的重要表面，需要控制RSm的数值；对于有较高支承刚度和耐磨性的表面，应规定Rmr(c)参数。3.3.2类比法选择表面粗糙度评定参数用类比法选择表面粗糙度参数时，应注意以下原则。（1）在满足零件表面使用功能的前提下，尽可能选用较大的参数值。（2）同一零件上下

7、工作表面应比非工作表面参数值小。（3）在一般情况下，摩擦表面比非摩擦表面参数值小，滚动摩擦比滑动摩擦表面参数值小。（4）运动速度高、承受载荷大，承受交变载荷以及容易产生应力集中的部位，如圆角、沟槽等处，参数值要小。（5）防腐性、密封性要求高时，其参数值要小。（6）配合性质要求稳定时，参数值应小；配合性质相同时，小尺寸比大尺寸的参数值小。（7）尺寸精度、形位精度要求高时，应取小的参数值；公差等级相同