公差配合与几何精度检测 第2版 工业和信息化高职高专十二五 规划教材立项项目 教学课件 作者 王宇平 第3章 表 面 精 度.pptVIP

在零件加工过程中，如图3-1所示车削轴类零件，由于机床、刀具的振动，刀具与零件表面间的摩擦，以及材料被切削时产生塑性变形等原因，零件表面在加工后不可能是理想的光滑表面。 在放大镜或显微镜下观察，可以看到高低不平的状况，凸起的部分称为峰，低凹的部分称为谷。 这种表征零件表面在加工后形成的由微小间距的峰谷组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度，即表面精度。 表面粗糙度会影响零件的强度、耐磨性和抗蚀性等。 会影响配合性质的稳定性，如对于间隙配合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，使间隙增大；对于过渡配合，表面粗糙会使配合变松，甚至变成间隙配合；对于过盈配合，由于装配时将微观凸峰挤平减小了实际有效过盈，从而降低连接强度。 此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等均有明显的影响。 因此，在保证零件尺寸精度、几何精度的同时，必须对表面质量提出相应精度要求。 3.1 表面粗糙度基本术语 【本节要求】 了解表面粗糙度的一些基本术语。 1．表面轮廓 表面轮廓是指理想平面与实际平面垂直相截所得的轮廓线，如图3-3所示。 在评定表面粗糙度时，通常是指与加工方向垂直截面上的横向轮廓。 2．基准长度 （1）取样长度lr。取样长度是指评定表面粗糙度时所取的一段基准线长度，如图3-4所示。标准规定在取样长度范围内，一般不少于5个以上的轮廓峰和轮廓谷，并在轮廓总的走向上量取。 （2）评定长度ln。评定长度是指评定表面轮廓必需的最小长度。零件表面各部分的表面粗糙度不一定均匀，一个取样长度不能合理反映整个表面粗糙度特征，故需多取几个取样长度来进行评定。 标准GB/T 10610—2009规定，默认的评定 长度为ln = 5lr，如图3-4所示（若被测表面均匀，可取ln＜5lr；均匀性差，可取ln＞5lr）。 标准规定的取样长度和评定长度见表3-1。 当有特殊要求不能选用表中数值时，应在图样上注出取样长度值及评定长度所含取样长 度个数。 3．基准中线 基准中线是具有理想特征的评定表面粗糙度参数值大小的一条基准线，有两种确定方法：轮廓最小二乘中线、轮廓算术平均中线。 （1）轮廓最小二乘中线。轮廓最小二乘中线是指在取样长度内，实际被测轮廓线上各点到该线的距离Z（轮廓偏差）的平方和为最小（见图3-6），即 （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，将实际轮廓划分为上、下两部分，使上、下面积相等的直线，如图3-5所示，即 3.2 表面粗糙度的评定参数 【本节要求】 掌握表面粗糙度基本评定参数的含义及应用。 国家标准GB/T 3505—2009规定表面粗糙度的评定参数有幅度参数、间距参数、混合参数以及曲线和相关参数等四类，在生产中应用最多的是幅度参数。 主要幅度参数有轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Rz。 1．轮廓算术平均偏差Ra 轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度内，被测实际轮廓上各点到轮廓中线的距离Z（轮廓偏差）的绝对值的平均值，如图3-6所示。其数学表达式为 Ra值越大，表面越粗糙。 Ra参数客观地反映了零件实际表面的微观不平程度，并且测量方便（见5.3节表面粗糙度检测），因而被标准定为首选参数，在生产中广泛采用。 但材料较软或面积很小时不便采用。 2．轮廓最大高度Rz 轮廓最大高度Rz是指在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的最大距离，如图3-7所示。 其数学表达式为 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重要意义，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。 因此Rz主要应用于有交变载荷作用的场合（辅助Ra使用），还有不便使用Ra时的小零件表面、特别光滑或粗糙的表面。 国家标准规定幅度参数Ra、Rz是基本评定参数，其标准数值系列如表3-2、表3-3所示。 3.3 表面粗糙度的标注 【本节要求】 熟练掌握表面粗糙度的标注方法。 图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面加工完成后的表面质量要求。 《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》（GB/T 131—2006）规定了零件表面粗糙度符号及其在图样上的注法。 1．表面粗糙度符号 表面粗糙度符号及含义如表3-4所示。 表面粗糙度的幅度参数标注示例及含义如表3-5所示。 2．极限值判断规则 （1）16%规则（上限值、下限值）。在同一评定长度下的表面粗糙度参数的全部实测值中，最多允许有16%超差。 （2）最大规则（最大值、最小值）。要求表面粗糙度参数的全部实测值不得