表面粗糙度

表面粗糙度2011年11月30日目录1、概述2、粗糙度参数对表面性能的影响。3、粗糙度的基本术语和定义。4、常用粗糙度参数介绍。5、粗糙度标注和选择原则。6、粗糙度的测量方法。1、概述表面粗糙度，是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响。2、粗糙度参数对表面性能的影响。性能的影响内容说明示例零件评价参数举例密封性粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏气门、阀门、油封配合面Ra、Rp、Rpk、Rz接触刚度结合面部分接触，接触处负荷集中，易造成松弛螺栓拧紧的接触面，缸体和缸盖接触面Rz、R3z、Rmax、Rp、Rpk、Wem、tp摩擦力工件表面粗糙度的波峰引起的力离合器、止动销Ry、Rz、Rp烧结和润滑性加工面的存油量缸孔Rv、tp、Rvk、V0、K、Mr2磨耗表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快轴、缸孔、活塞Rp、负荷曲线、Rpk、Rsk疲劳强度粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度曲轴Rmax、Rv、Rvk3、粗糙度的基本术语和定义。3.1基本术语1）取样长度（lr）在测量时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度。用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。目的：限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果影响。规定：取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷。2）评定长度（ln）评定表面粗糙度所必须的一段基准线长度。一般取ln=5lr。3）轮廓中线m用以评定表面粗糙度值的基准线。⑴轮廓的最小二乘中线在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距的平方和为最小。即：=minlridxZ02⑵轮廓的算术平均中线在取样长度内，将实际轮廓划分为上、下两部分，并使上、下两部分的面积相等的基准线。即：F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n4）CUTOFF滤波的截止值λs过滤比粗糙度波长短的波长成分。λc过滤粗糙度和波纹度λf过滤波纹度和表面形状误差。5）测量条件的选择3.2评定参数粗糙度轮廓的参数由幅度参数、间距参数、形状特征参数以及负荷曲线相关参数组成。1.幅度参数轮廓算术平均偏差（Ra、Ry、Rmax）2.间距参数轮廓单元的平均宽度(Rsm)3.负荷曲线参数和特殊负荷曲线参数轮廓支承长度率（Rmr(c)、Mr）ISO13565（DIN4776）特殊负荷曲线参数（Mr1、Mr2、Rpk、Rvk、Rk、V0、K）1.幅度参数（高度参数）⑴轮廓的算术平均偏差Ra在取样长度内，被测轮廓上纵坐标Z（x）绝对值的算术平均值。数学表达式为：测得的值越大，则表面越粗糙。Ra参数的测量：用精密粗糙度仪（针描原理）4、常用粗糙度参数介绍。⑵轮廓的最大高度Rz(ISO97)（ISO84、JIS94为Ry）在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度。数学表达式为：测得的值越大，则表面越粗糙。Rz参数对某些小表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面有实用意义。Rz值可用双管显微镜利用光切原理进行检测。表示Rz≤12.5。ZvZRpZ（3）三位点粗糙度R3z（4）轮廓的最大高度Rmax(ASME95、DIN90)JIS82Rmax是指断面曲线的评价长度内最大峰高和谷深的和。2.间距参数轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值。即轮廓单元的平均宽度RSm是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。3.特殊负荷曲线参数Vo1平方厘米上的存油容积Vo=（100-Mr2）×Rvk/2000（mm3/cm2）Cv单位面积的存油量Cv=10Vo（μm）（L3和SIGMA缸体使用）K存油比率K=Rvk/RkK值越大，润滑性越好传统粗糙度参数的局限性，引出的负荷曲线参数5、表面粗糙度的标注5.1表面粗糙度的符号5.2表面粗糙度的代号及其注法a：粗糙度高度参数允许值（μm)当选用Ra值时,可省略标注代号Ra而直接标注允许值若用Rz值时，则应在其允许值前加注相应的代号。如：表示Ra值应不大于3.2μm表示Ra值应在1.6~3.2μm之间表示Rz值应不大于12.5μmb：加工方法，涂镀或其它表面处理，若无特殊要求，一般不予标注。表示表面镀硬铬，镀层厚度（60±5)μm,镀后抛光且Ra值不大于0.4μm。表示表面刮削后，在25mm×25mm面积内，接触点不小于10点，且Ra值不大于1.6μmc：取样长度值（mm)，若按表4-1中的规定选取取样长度值，则不必标注。d：加工纹理方向，一般对纹理方向无要求时，不必标注，若需控制纹理方向时，则标注相应的纹理方向符号。＝表示加工纹理方向为水平；⊥表示加工纹理方向为垂直；×表示加工纹理方向为网纹；M表示加工纹理方向为螺旋线形状。e：加工余量（mm)，一般均在工艺文件中说明，所以基本上也不标注。f：间距参数值RSm或Rmr值(mm)5.3表面粗糙度图样上的标注方法表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面。在同一图样上，每一表面一般只标注一次符号、代号，并尽可能靠近有关的尺寸线。当零件大部分表面具有相同的表面粗糙度时，对其中使用最多的一种符号、代号可统一标注在图样的右上角上，并加注“其余”两字。统一标注的代号及文字的高度，应是图形上其它表面所注代号和文字的1.4倍。5.4表面粗糙度的选用5.4.1评定参数的选用1.优先选用Ra和Rz。Ra值能较完整、全面地表达零件表面的微观几何特征，应优先选用。Rz值常用在小零件或表面不允许有较深的加工痕迹（防止应力过于集中）的零件。2.附加参数一般不单独使用，一些重要表面有特殊要求时：如有涂镀性、抗腐蚀性、密封性要求时才选RSm参数来控制间距的细密度；对表面的支承刚度和耐磨性有较高要求时，需加选Rmr（c）控制表面的形状特征。5.4.2评定参数值的选用表面粗糙度评定参数值的选择不但与零件的使用性能有关还与零件的制造及经济性有关。选用原则：在满足零件表面功能的前提下，评定参数的允许值尽可能大（除Rmr(c)外），以减小加工困难，降低生产成本。选择方法1）计算法2）试验法3）类比法选用时应考虑下列关系：1.工作表面应比非工作表面的参数值小；2.磨擦表面应比非磨擦表面的参数小；3.承受交变载荷的表面，其圆角、沟槽等易产生应力集中的部位，参数值应小；4.配合性质要求愈高的表面，其粗糙度值应愈小；5.尺寸精度和形位精度要求愈高的部位，参数值应愈小；6.与标准件配合的表面，按标准件的有关规定选取。表面粗糙度与加工方法的关系：表面特征表面粗糙度(Ra)数值加工方法举例明显可见刀痕Ra100、Ra50、Ra25、粗车、粗刨、粗铣、钻孔微见刀痕Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨看不见加工痕迹，微辩加工方向Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、精车、精磨、精铰、研磨暗光泽面Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、研磨、珩磨、超精磨、抛光6、表面粗糙度的测量测量表面粗糙度的方法有比较法、光切法、针描法、干涉法和印模法等。1.比较法：用表面粗糙度样板进行比较测量；2.光切法：用双管显微镜测量Rz3.针锚法：用精密粗糙度仪(电动轮廓仪)测量Ra值4.干涉法：用干涉显微镜测量Rz5.印模法：用塑性材料将表面印模下来，再测量有关参数值。光切法利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。光切显微镜又称双管显微镜。常用于测量Rz为0.5～60μm。干涉法利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的方法。主要用于测量表面粗糙度的Rz值，可以测到较小的参数值，通常测量范围0.05~0.8μm常用的测量仪器—干涉显微镜谢谢！