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项目八 表面粗糙度和测量. 能力目标 1 、知识要求 1 ）熟悉表面粗糙度的术语 ; 2 ）掌握表面粗糙度的标注。 2 、技能要求 学会对零件表面粗糙度进行检测的检测方法。. 学习导航 对照一个平面体实物 讲解粗糙度参数 粗糙度选用及标注 粗糙度的测量. 项目的内容和要求 表面粗糙度研究的基本问题是：熟悉表面粗糙度的术语、表面粗糙度的选用及标注、表面粗糙度检测。. 任务一 熟悉表面粗糙度的术语. 表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的 微观几何形状特性的指标。如图 8-1 所示。
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项目八 表面粗糙度和测量 • 能力目标 • 1、知识要求 • 1）熟悉表面粗糙度的术语; • 2）掌握表面粗糙度的标注。 • 2、技能要求 • 学会对零件表面粗糙度进行检测的检测方法。
学习导航对照一个平面体实物 讲解粗糙度参数 粗糙度选用及标注 粗糙度的测量
项目的内容和要求 • 表面粗糙度研究的基本问题是：熟悉表面粗糙度的术语、表面粗糙度的选用及标注、表面粗糙度检测。
任务一 熟悉表面粗糙度的术语 表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的 微观几何形状特性的指标。如图8-1所示。 图8-1 表面粗糙度示意图
表面粗糙度反映的是实际表面几何形状误差的微观特性，一般而言，波距小于1mm的属于表面粗糙度（表面微观形状误差）;波距在1mm～10mm的属于表面波纹度;波距大于10mm的属于表面宏观形状误差。表面粗糙度反映的是实际表面几何形状误差的微观特性，一般而言，波距小于1mm的属于表面粗糙度（表面微观形状误差）;波距在1mm～10mm的属于表面波纹度;波距大于10mm的属于表面宏观形状误差。
一、表面粗糙度对零件使用性能的影响 • 1.摩擦和磨损方面 • 表面越粗糙，摩擦系数就越大，摩擦阻力也越大，零件配合表面的磨损就越快。 • 2.配合性质方面 • 对于间隙配合，粗糙的表面会因峰顶很快磨损而使间隙逐渐加大;对于过盈配合，因装配表面的峰顶被挤平，使实际有效过盈减少，降低连接强度。 • 3.疲劳强度方面 • 表面越粗糙，一般表面微观不平的凹痕就越深，交变应力作用下的应力集中就会越严重，越易造成零件抗疲劳强度的降低而导致失效。
4.耐腐蚀性方面 • 表面越粗糙，腐蚀性气体或液体越易在谷底处聚集，并通过表面微观凹谷渗入到金属内层，造成表面锈蚀。 • 5.接触刚度方面 • 表面越粗糙，表面间接触面积就越小，致使单位面积受力就增大，造成峰顶处的局部塑性变形加剧，接触刚度下降，影响机器工作精度和平稳性。 • 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。
二、表面粗糙度国家标准 • 表面粗糙度的国家标准共有三个,分别是: • GB.T3505—2000《表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》 • GB.T1031—1995《表面粗糙度参数及其数值》 • GB.T131—1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》
1.与高度特性有关的参数（幅度参数） • （1）评定轮廓的算术平均偏差R a • 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8-2所示。
（2）轮廓的最大高度R z • 即在一个取样长度l r 内，最大轮廓峰高z p 和最大轮廓谷深z v 之和的高度。如图8-3所示。
图8-3 轮廓的最大高度 注：在GB.T3505—1983中，Rz 表示“微观不平度的十点高度”，在GB.T3505—2000中，R z 表示“轮廓的最大高度”，在评定和测量时要注意加以区分。
二）表面粗糙度的参数值 • 表面粗糙度的参数值已经标准化，设计时应按国家标准GB.T1031—1995《表面粗糙度参数及其数值》规定的参数值系列选取。 • 对于轮廓单元宽度较大的端铣、滚铣及其他大进给走刀量的加工表面，应在标准规定的取样长度系列中选取较大的取样长度值。
任务二 表面粗糙度的选用及标注 • 一、 表面粗糙度评定参数的选用 • GB.T1031—1995规定，表面粗糙度参数应从高度特性参数中选取。 • 1.R a参数最能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性，R a 值用触针式电动轮廓仪测量也比较简便，所以对于光滑表面和半光滑表面，普遍采用Ra 作为评定参数。 • 2.R z参数虽不如R a 参数反映的几何特性准确、全面，但R z 的概念简单，测量也很简便。Rz 与R a 联用，可以评定某些不允许出现较大加工痕迹和受交变应力作用的表面，尤其当被测表面面积很小，不宜采用R a 评定时，常采用Rz 参数。 • 3.附加评定参数RS m 和R mr （c）只有在高度特征参数不能满足表面功能要求时，才附加选用。
二、表面粗糙度主参数值的选用 • 选用表面粗糙度参数值总的原则是:在满足功能要求的前提下顾及经济性，使参数的允许值尽可能大。 • 应按国家标准GB.T1031—1995规定的参数值系列选取表面粗糙度参数允许值。 • 在实际应用中，常用类比法来确定。具体选用时，可先根据经验统计资料初步选定表面粗糙度参数值，然后再对比工作条件做适当调整。调整时应考虑以下几点:
（1）同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。（1）同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。 • （2）摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦表面小;滚动摩擦表面的粗糙度值应比滑动摩擦表面小。 • （3）运动速度高、单位面积压力大的表面，受交变应力作用的重要零件的圆角、沟槽表面的粗糙度值都应该小。 • （4）配合性质要求越稳定，其配合表面的粗糙度值应越小;配合性质相同时，小尺寸结合面的粗糙度值应比大尺寸结合面小;同一公差等级时，轴的粗糙度值应比孔的小。
（5）表面粗糙度参数值应与尺寸公差及形状公差相协调。（5）表面粗糙度参数值应与尺寸公差及形状公差相协调。 • （6）防腐性、密封性要求高，外表美观等表面的粗糙度值应较小。 • （7）凡有关标准已对表面粗糙度要求做出规定（如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔、键槽、各级精度齿轮的主要表面等），则应按标准规定的表面粗糙度参数值选用。
三、 表面粗糙度的标注 • 1.符号 • 按GB.T131—1993《表面粗糙度符号、代号及其注法》的规定，把表面粗糙度要求正确地标注在零件图上。 • 2.代号 • 在表面粗糙度符号周围，注写出对零件表面的要求后就组成了表面粗糙度代号。 • 表面粗糙度符号及代号的书写比例和尺寸如图8-4所示。
基本符号（不单独使用） 说明： 1．符号 表面特征是用除去法加工（车、钻、铣、抛光等） 表面特征是用不除去法加工 （铸、锻、冲压等）
3.表面粗糙度在图样上的标注方法 • 在图样上，表面粗糙度代（符）号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，也可以注在指引线上，如图8-5所示。
图8-5 表面粗糙度代号标注示例 当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在图样的右上角，并加注“其余两字。
当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其标注如图8-6所示。当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其标注如图8-6所示。 图8-6 零件所有表面具有相同要求的表面粗糙度标注示例
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。如图8-7所示。当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。如图8-7所示。 图8-7 齿轮、花键表面粗糙度标注示例
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按图8-8的方式标注。尽量采用简化标注。如图8-9所示。螺纹工作表面没有画出牙形时，可按图8-8的方式标注。尽量采用简化标注。如图8-9所示。 图8-8 螺纹表面粗糙度标注示例
中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆角、倒角的表面粗糙度代号标注如图8-10所示。中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆角、倒角的表面粗糙度代号标注如图8-10所示。 图8-10 表面粗糙度标注示例
同一表面上有不同的表面粗糙度要求时，需用细实线画出其分界线并注出相应的表面粗糙度代号和尺寸。以及用细实线连接的不连续的同一表面，其粗糙度代号只注一次，如图8-11所示。 • 对零件上的连续表面及重复要素（如孔、槽、齿等）的表面，可按图8-12所示方式标注。 图8-11 表面粗糙度标注示例
a1 b a2 C(f) e d 标注： a1____ Ra、Rz、Ry最大允许值（μm）； a2____ Ra、Rz、Ry最小允许值（μm）； 一般只标注最大允许值，标在a2位置；对Ra只标出即可； 对Rz、Ry应标出相应符号（Rz、Ry） b____加工方法； c____取样长度（mm），可省略； d____加工纹理方向； e____加工余量； f____横向间距参数Sm，或轮廓支承长度率tp,加括号表示。
磨 RZ0.8 RZ0.4 1(Sm0.050) = 例1： 说明： ① Rz最大允许值0.8μm ② Rz最小允许值0.4μm ③取样长度1mm ④轮廓微观不平度的平均间距Sm≤0.05mm ⑤磨削方法 ⑥加工纹理沿平行方向
1．25 1.60 RY3.2 例2： 说明：Ra=1.25 μm(最大值)， 用除去法加工。 例3： Ra=1.60μm, R y=3.2μm (都为最大值) 除去法加工
任务三 表面粗糙度检测 • 一、比较法 • 概念:比较法是用已知其高度参数值的粗糙度样板与被测表面相比较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显微镜来判断被测表面粗糙度的一种检测方法。 • 应用:比较法具有简单易行的优点，适合在车间使用。缺点是评定的可靠性很大程度取决于检验人员的经验。仅适用于评定表面粗糙度要求不高的工件。
二、光切法 光切法是利用“光切原理”来测量零件表面粗糙度的方法。如图8-13所示。 图8-13 光切法测量原理
光切显微镜的外形结构如图8-14所示。 图8-14光切显微镜外形结构 注意测量a值时，应选择两条光带边缘中比较清晰的一条边缘进行测量，不要把光带宽度测量进去。
想一想、做一做 • 1) 表面粗糙度的基本评定参数是_____。 • Ａ、Ｓm Ｂ、Ｒa Ｃ、ｔp Ｄ、Ｓ • 2) 基本评定参数是依照_____来测定工件表面粗糙度的。 • Ａ、波距 Ｂ、波高 Ｃ、波度 Ｄ、波纹 • 3) 车间生产中评定表面粗糙度最常用的方法是_____。 • Ａ、光切法 Ｂ、针描法 Ｃ、干涉法 Ｄ、比较法 • 4) 主参数Ｒａ数值为１．６μｍ时，表面光洁度相对应的是_____。 • Ａ、 ７ <![endif]> Ｂ、 ５ Ｃ、 ４ Ｄ、 ６
