互换性与技术测量第四章表面粗糙度及检测概要

第四章 表面粗糙度及检测 表面粗糙度：旧称表面光洁度，是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的一种微观几何形状误差。原因：机械加工过程中，由于刀痕及切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，以及被加工表面摩擦等原因，致使被加工表面产生微量高低不平的痕迹。对零件性能的影响：不仅影响美观，而且对运动面的摩擦与磨损，配合面的密封等都会有影响。还会影响定位精度、配合性质、疲劳强度、接触刚度、抗腐蚀性等。第一节 表面粗糙度 一、术语及定义 1.表面轮廓 平面与实际表面相交的轮廓如图4.1。该平面与实际表面垂直、与刀痕方向也垂直。其轮廓是一个含有不同波长的轮廓曲线。2.s滤波器 是滤掉比粗糙度波长更短的波的滤波器。即是粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。滤波器是除去某些波长成分而保留所需表面成分的处理方法。3.c 滤波器 是确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。即波长大于c的那些轮廓波，不属于粗糙度，而属于波纹度。4.原始轮廓 是在应用短波长滤波器s之后的总的轮廓，是评定原始轮廓参数的基础。5.粗糙度轮廓 是对原始轮廓采用c滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓（即只含粗糙度的轮廓）。它是由s和c轮廓滤波器来限定的，是评定粗糙度参数的基础。6.粗糙度轮廓中线 用标称形式的线穿过粗糙度轮廓，按最小二乘法拟合所确定的线。即粗糙度轮廓上的点至中线的距离 的平方和为最小（即 ）。7.取样长度lr 用于评定轮廓粗糙度在X轴向上的一段长度，数值上它与轮廓滤波器c的标志波长相等。规定和选取取样长度是为了限制和减弱加工表面其它形状误 差，特别是表面波度对测量结果的影响。一般表面粗糙度越大，取样长度越大。8.评定长度ln 由于表面粗糙度在被评定的表面上是不规则的，为了使其评定更合理而在X轴向上选择的一段长度，一般包含5个取样长度，ln=5lr。1.1.轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差RaRa（幅度参数或高度参数）（幅度参数或高度参数）在一个取样长度lr内，纵坐标值 的绝对值的算术平均值。Ra越大，表面越粗糙。二、粗糙度的评定参数 基本参数：基本参数：ZiZ(x)XlrRa算术平均算术平均偏差偏差Ra或 2.轮廓的最大高度轮廓的最大高度 Rz（幅度参数或高度参数）（幅度参数或高度参数）指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度。Z(x)XlrRz最大高度最大高度Rz中线中线两粗糙表面幅度（高度）参数相近，但疏密不同，因此两个表面的密封性不同。两粗糙表面幅度（高度）参数相近，粗糙度轮廓形状不同，耐磨性、抗腐蚀性不同。附加参数：附加参数：3.轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度 Rsm（间距参数）（间距参数）指在一个取样长度 lr 内，轮廓单元宽度Xs的平均值。轮廓单元宽度:指包含一个轮廓峰和相邻轮廓谷在内的中线上的宽度，Xs1，Xs2，Xsm。m为取样长度内的轮廓单元数。中线中线图5.7 轮廓宽度lr 指在给定的水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度ln的比率。4.轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(c)轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率 轮廓的实体材料长度 是指在一个给定水平位置c上，用一条平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度Mli 之和。C是轮廓截面高度（即距峰顶线的距离），用微米或轮廓的最大高度Rz的百分数表示。C=Rz%三、评定参数的数值 在幅度参数常用的范围内，优先选用Ra，Rz用于目前公厂仪器。各参数均分别由优先数系中的派生数系确定，见表4-1到4-5。高度参数最大允许值高度参数最小允许值加工方法取样长度加工余量加工纹理方向间距参数与轮廓支承长度率四、表面粗糙度符号、代号及标注标注示例：第二节 零件表面粗糙度参数值的选择选择原则：既要满足零件表面的功能要求，也要考虑到经济性。方法方法：参照经过验证的实例，用类比法确定。高度参数是基本参数，对表面有粗糙度要求的均需选取；当高度参数还不能满足功能要求时，可根据需要选取间距参数和综合参数；在高度参数中应优先选取轮廓算术平均偏差Ra；当粗糙度要求特别高或特别低时选轮廓的最大高度 Rz；当表面较小不足一个取样长度时选轮廓的最大高度 Rz；Ra和Rz在一个表面不可同时选取；轮廓单元的平均宽度 Rsm、轮廓的支承长度率Rmr(c)不能单独使用。另外，选取轮廓的支承长度率Rmr(c)时应同时给出水平截距C。作业：第231页第一题。