机械制图-表面粗糙度

《机械制图》精品课程组表面粗糙度基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的评定、标注、选用及测量。重点内容：表面粗糙度的评定、标注及选用。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。表面粗糙度第一节概述加工表面的几何形貌是由加工过程中刀具与被加工工件的摩擦、切屑分离时塑性变形及加工系统的振动等因素的作用，在工件表面留下的表面结构，包括表面粗糙度、表面波纹度、纹理方向和表面缺陷四种。表面粗糙度完工零件实际表面轮廓图1表面轮廓表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。表面轮廓表面粗糙度波距≤1mm表面粗糙度轮廓波距在1~10mm波纹度轮廓波距＞10mm宏观形状轮廓λ实际表面轮廓图2零件表面几何形状误差及其组成成份表面粗糙度轮廓的界定表面粗糙度表面粗糙度：在零件加工表面存在的一种由较小间距和微小峰谷形成的微观几何形状误差。表面粗糙度的实质表面粗糙度1）对摩擦和磨损的影响两相对表面运动时，磨损越快。表面越粗糙，f2）对配合性质的影响：如果是间隙配合，磨损后，间隙增大；如果是过盈配合，由于峰值的存在，压入后，过盈量不足。3）对疲劳强度的影响：表面越粗糙，凹谷越深，应力集中越严重，容易产生疲劳破坏。4）对接触刚度的影响：表面越粗糙，峰值越大，实际接触面小，单位面积受力增加。5）对耐腐蚀性能的影响：表面越粗糙容易将腐蚀物存于谷中，造成对工件表面的腐蚀。表面粗糙度对零件使用性能的影响4-1粗糙度的影响.SWF表面粗糙度《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》（GB/T3505-2000）《表面粗糙度参数及其数值》（GB/T1031-1995）《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》（GB/T131-2006）表面粗糙度标准表面粗糙度第二节表面粗糙度的评定一、基本术语与定义（GB/T3505-2000）1、轮廓滤波器2、取样长度（lr）3、评定长度（ln）4、轮廓中线5、轮廓峰顶线与轮廓谷底线表面粗糙度1、轮廓滤波器轮廓滤波器是指把轮廓分成长波和短波成分的仪器。按波长从短到长的顺序，轮廓滤波器分为λs滤波器、λc滤波器、λf滤波器。获取表面粗糙度成分的滤波器是λc滤波器。表面粗糙度2、取样长度（lr）用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，即具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。X轴的方向与轮廓总的走向一致，一般应包括5个以上的波峰和波谷。表面粗糙度3、评定长度（ln）评定长度是用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。可包括一个或几个取样长度。一般取ln=5lr。若被测表面比较均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。表面粗糙度4、轮廓中线1）轮廓的最小二乘中线在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的平方和最小的线。即表面粗糙度4、轮廓中线2）轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线是指在取样长度内划分实际轮廓为上、下两部分，且使两部分面积相等的基准线。即表面粗糙度5、轮廓峰顶线与轮廓谷底线4-2评定.SWF轮廓峰顶线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最高点的线。轮廓谷底线是指在取样长度内，平行于基准线并通过轮廓最低点的线。表面粗糙度二、评定参数（GB/T3505-2000）粗糙度轮廓的参数由幅度参数、间距参数、混合参数以及曲线和相关参数组成。1、幅度参数轮廓算术平均偏差（Ra）轮廓的最大高度（Rz）2、轮廓单元的平均宽度(RSm)3、轮廓支承长度率（Rmr(c)）表面粗糙度1、幅度参数---轮廓算术平均偏差RaRa----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。Ra=—∑∣Zi∣n1i=1n近似表示：表面粗糙度①轮廓最大峰高RplrZxZiZpiZviXsiRz②轮廓最大谷深Rv---max{Zpi}---max{Zvi}③轮廓最大高度Rz----取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。Rz=Rp+Rv1、幅度参数---轮廓最大高度Rz表面粗糙度2、间距参数---轮廓单元的平均宽度(RSm)在取样长度内，轮廓单元宽度Xs的平均值。表面粗糙度3、形状评定参数----轮廓支承长度率Rmr(c)C1C2Ml(c)lnMl(c)i峰顶线Rmr(c)----在给定的水平位置c上,轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度ln之比•当给定水平位置C1时，Rmr(c)=∑Ml(c)i/ln；•当给定水平位置C2时，Rmr(c)=Ml(c)/ln=100%表面粗糙度三、表粗糙度评定参数的数值0.0120.0250.050.1501000.81.60.20.43.26.312.525Ra的数值(um)0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600Rz的数值(um)表面粗糙度Ra/um≥0.00～0.02＞0.02～0.10＞0.1～2.0＞2.0～10.0＞10.0～80.0Rz/um≥0.02～0.10＞0.10～0.50＞0.50～10.0＞10.0～50.0＞50.0～320lr/mm0.080.250.82.58.0ln/mm（ln≈5l）0.41.254.012.540.0lr和ln的数值0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090Rmr(c)的数值RSm的数值表面粗糙度第三节表面粗糙度在图样中的标注国家标准GB/T131-2006对表面粗糙度的符号、代号及其标注做了规定。表面粗糙度基本符号:60°60°H2H1一、表面粗糙度符号H1≈1.4hH2=2H1h——字高数字与字母高度符号的线宽高度H1高度H22.50.253.583.50.3551150.571570.710211011430表面粗糙度表面粗糙度符号基本图形符号。表示未指定工艺方法的表面，仅适用于简化中代号标注，没有补充说明时不能单独使用。扩展图形符号。用去除材料的方法获得的表面扩展图形符号。用不去除材料的方法获得的表面，也可用于表示保持上道工序形成的表面。完整图形符号。横线上用于标注有关参数和说明符号意义及说明表面粗糙度二、表面粗糙度的代号acbeda处标注表面结构的单一要求，包括参数代号、极限数值等；位置a和b处注写两个和多个表面结构要求；c处标注加工方法；d处标注加工纹理方向符号如图所示；e处标注加工余量（mm）。Rzmax0.4Ra25Ra6.3铣Ra3.2Rz0.4表面粗糙度表面纹理的标注表面粗糙度三、表面粗糙度标注示例用去除材料的方法获得的表面,Ra的上限值为3.2m，加工方法为铣削。铣Ra3.2Rz0.4Rzmax0.4Ra25Ra6.3采用不去除材料的方法获得的表面,Rz的上限值为0.4m。用去除材料的方法获得的表面,Rz的最大值为0.4m。用去除材料的方法获得的表面,Ra的上限值为25m，Ra的下限值为6.3m。表面粗糙度用去除材料的方法获得的表面,Ra的上限值为3.2m，加工方法为铣制。铣3.23.2max1.6min用去除材料的方法获得的表面,Ra的最大值为3.2m，最小值为1.6m。说明：①当标注上限值或上限值与下限值时，允许实测值中有16%的测值超差。②当不允许任何实测值超差时，应在参数值的右侧加注max或同时标注max和min。例如：表面粗糙度表面结构要求对每一个表面一般只标注一次,并尽可能标注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。表面粗糙度可标注以下位置：轮廓线或指引线上；特征尺寸的尺寸线上；形位公差的框格上；延长线；圆柱或棱柱表面上。标注在轮廓线上时基本符号要指向材料内部。四、表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度（1）表面结构要求在轮廓线上的标注表面粗糙度（2）表面结构要求标注在指引线上表面粗糙度（3）表面结构要求标注在尺寸线和形位公差框格上表面粗糙度（4）大多数表面有相同表面结构要求时的简化标注(一),其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近.此时(除全部表面有相同要求的情况外),表面结构要求的符号后面应在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号.表面粗糙度（5）大多数表面有相同表面结构要求的简化标注(二):在圆括号内给出不同的表面结构要求.表面粗糙度（6）多个表面结构要求的简化标注表面粗糙度★当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。并加注“其余”二字。其余例如：Ra12.5Ra3.2Ra1.6Ra3.2表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面结构要求标注示例表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度1、表面粗糙度代号表面粗糙度代号表面粗糙度符号表面粗糙度参数其它有关规定五、旧国标表面粗糙度的代（符）号及其标注表面粗糙度21c/fddfa1a2bhda1、a2为粗糙度高度参数代号及其数值；b为加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明;c为取样长度或波纹度，单位为毫米；d为加工纹理方向符号；f为粗糙度间距参数值或轮廓支承长度率;h为字高（不标注）。各种参数根据需要标注。表面粗糙度的代号表面粗糙度2）表面粗糙度参数:表面粗糙度参数的单位是m。注写Ra时，只写数值;注写Rz、Ry时，应同时注出Rz、Ry和数值。例如：3.2用任何方法获得的表面,Ra的上限值为3.2m。只注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上限值和下限值。3.21.6用去除材料的方法获得的表面,Ra的上限值为3.2m，下限值为1.6m。Ry3.2用任何方法获得的表面,Ry的上限值为3.2m。表面粗糙度零件的每一个表面都应该有粗糙度要求，并且应在图样上用代（符）号标注出来。零件图上所标注的表面粗糙度代（符）号是指该表面完工后的要求。★每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见轮廓线、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2、表面粗糙度代(符号)在图样上的标注方法CX45°其余表面粗糙度★当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。并加注“其余”二字。其余12.5例如：注意：代号比图中大一号。3.23.23.23.230°3.230°★表面粗糙度代号中数字及符号的方向必须按左图的规定标注。表面粗糙度简化标注方法BABBBA25=0.81.6=2.5A其余25B6.36.3当所有表面都有相同表面粗糙度要求时，可在图样右上角统一标注代号。(符号、代号和文字的高度均应放大1.4倍)表面粗糙度省略标注其余3.2=6.3==1003.2其余25表面粗糙度R2×B3.151.63.26.36.3C212.5中心孔、键槽、圆角、倒角的表面粗糙度代号简化注法表面粗糙度重复要素粗糙度注法1.61.66.36.31.6抛光连续表面粗糙度注法表面粗糙度同一表面上有不同表面粗糙度要求时，应用细实线分界，并注出尺寸与表面粗糙度代号。0.86.3齿轮工作表面的粗糙度注法3.23.2表面粗糙度齿轮、花键、螺纹工作表面的粗糙度注法1.6M8×1-6hRc1/26.3M8×1-6h1.6表面粗糙度3.26.36.31.63.23.23.2×标注示例：2×45°6.36.3×目录表面粗糙度第三节表面粗糙度的选择一、表面粗糙度评定参数的选择如无特殊要求，一般仅选用幅度参数。1、在Ra=0.025～6.3μｍ范围内，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；表面过于粗糙或太光滑时，多采用Rz。2、当表面不允许出现较深加工痕迹，防止应力过于集中，要求保证零件的抗疲劳强度和密封性时，应选择Ra与Rz联用。3、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Rz值。表面粗糙度一、表面粗糙度评定参数的选择附加参数一般不单独使用。1）对有特殊要求的少数零件的重要表面（如要求喷涂均匀、涂层有较好的附着性和光泽表面）需要控制Rsm数值。2）对于有较高支撑刚度和耐磨性的表面，应规定Rmr(c)参数。表面粗糙度二、