表面粗糙 基礎(chǔ)PPT課件

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1、表面粗糙度表面粗糙度概念與基礎(chǔ)基本概念表面形態(tài)的三個層次：第1頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度概念與基礎(chǔ)表面粗糙度對零件功用的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。對于間隙配合，相對運(yùn)動的表面因其粗糙不平而迅速磨損，致使間隙增大；對于過盈配合，表面輪廓峰頂在裝配時容易被擠平，使實際有效過盈量減小，致使聯(lián)接強(qiáng)度降低。影響振動與噪音。影響零件的疲勞強(qiáng)度。零件表面越粗糙，凹痕就越深，當(dāng)零件承受交變荷載時，對應(yīng)力集中更敏感。使疲勞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致零件表面產(chǎn)生裂紋而損壞。影響零件的抗腐蝕性。表面越粗糙，越容易將腐蝕物質(zhì)存于谷中，造成對工件表面的腐蝕。影響零件的密封性。粗糙的表面結(jié)合時，兩表面只在局部

2、點(diǎn)上接觸，中間有縫隙，影響密封性。因此，提高表面粗糙度，可提高其密封性。其他影響：對零件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、流體動力學(xué)性能和膠合強(qiáng)度等。第2頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度概念與基礎(chǔ)表面粗糙度對零件功用的影響艦舶的船體由粗糙度引起的磨擦阻力占總的流體阻力的8090%。使用中的船舶因船體油漆裂紋、腐蝕及污穢（fouling）最多可能增加40%的動力消耗。測量表面粗糙度用于： 1 生產(chǎn)過程控制 2 預(yù)測工件的表現(xiàn) 3 監(jiān)控零件的性能表面粗糙度是不是越小越好？不一定： 當(dāng)潤滑非常重要時，表面上需有足夠多的谷用于存儲油 表面上足夠的的峰用于吸附油漆和粘結(jié)劑 表面分布充足的谷可

3、提高工件的可鍛(塑)性 外觀要求 流體阻力 光的反射第3頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度歷史沿革 表面粗糙度對機(jī)器零件表面性能的影響從1910s開始首先受到注意，在飛機(jī)和飛機(jī)發(fā)動機(jī)設(shè)計中，由于要求用最少材料達(dá)到最大的強(qiáng)度，人們開始對加工表面的刀痕和刮痕對疲勞強(qiáng)度的影響進(jìn)行研究。但由于測量困難，當(dāng)時沒有定量數(shù)值上的評定要求，只是根據(jù)目測感覺來確定。 1920s30s，世界上很多工業(yè)國家廣泛采用三角符號()的組合來表示不同精度的加工表面。 為定量研究表面粗糙度，1920s末到1930s，德、美、英等國專家設(shè)計制作了輪廓記錄儀、輪廓儀。同時也產(chǎn)生出了光切式顯微鏡和干涉顯微鏡等用光學(xué)方法的測量儀器，給

4、從數(shù)值上定量評定表面粗糙度創(chuàng)造了條件。 1930s起，已對表面粗糙度定量評定參數(shù)進(jìn)行了研究，如美國的就提出了用距表面輪廓峰頂?shù)纳疃群椭С虚L度率曲線來表征表面粗糙度，于1936年研制成功了可供現(xiàn)場測量表面粗糙度的輪廓儀。 德國的G.Schmaltz從1929年開始對表面不平度的深度進(jìn)行了定量測量，1936年出版了論述表面粗糙度的專著，對表面粗糙度的評定參數(shù)和數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化提出了建議。 1940年英國的Tylor-Hobson公司研制成功了粗糙度儀。粗糙度研究的歷史沿革第4頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度歷史沿革標(biāo)準(zhǔn)制定方面 美國在1940年發(fā)布了ASA B46.1國家標(biāo)準(zhǔn)，之后又經(jīng)過幾次修訂，成為

5、現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASME B46.1-1988表面結(jié)構(gòu)表面粗糙度、表面波紋度和加工紋理，該標(biāo)準(zhǔn)采用中線制，并將Ra作為主參數(shù)。 蘇聯(lián)在1945年發(fā)布了GOCT2789-1945表面光潔度、表面微觀幾何形狀、分級和表示法國家標(biāo)準(zhǔn)，而后經(jīng)過了3次修訂成為GOCT2789-1973表面粗糙度參數(shù)和特征，該標(biāo)準(zhǔn)也采用中線制，并規(guī)定了包括輪廓均方根偏差(即現(xiàn)在的Rq)在內(nèi)的6個評定參數(shù)及其相應(yīng)的參數(shù)值。 其它工業(yè)國家的標(biāo)準(zhǔn)大多是在50年代制定的，如聯(lián)邦德國在1952年2月發(fā)布了DIN4760和DIN4762有關(guān)表面粗糙度的評定參數(shù)和術(shù)語等方面的標(biāo)準(zhǔn)等。 我國的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作是從五十年代初開始

6、的。1951年頒布的中華人民標(biāo)準(zhǔn)620.04013工程制圖表面記號及處理說明。1981年到1982年期間對GB/T1311974進(jìn)行了修訂，經(jīng)過修訂后的標(biāo)準(zhǔn)改為三個標(biāo)準(zhǔn)，即GB/T10311983表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值、GB/T35051983表面粗糙度 術(shù)語 表面及其參數(shù)和GB/T1311983表面粗糙度 代號及其注法。 隨著我國加入WTO 和與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，1993年又對GB/T1311983進(jìn)行了修訂，主要對表面粗糙度參數(shù)Ra、Rz、Ry的上（下）限值和最大（?。┲导右詤^(qū)分，指出了在什么情況下用最大值，什么情況下用最小值。GB/T1311993表面粗糙度符號、代號及其注法沿用至今 各國

7、的國家標(biāo)準(zhǔn)中都采用了中線制作為表面粗糙度參數(shù)的計算制，盡管具體參數(shù)千差萬別，但其定義的主要參數(shù)依然是Ra(或Rq)，這也是國際間交流使用最廣泛的一個參數(shù)。第5頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度術(shù)語GB/T 3505表面粗糙度術(shù)語表面及其參數(shù)ISO 4287 Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface texture: Profile method - Terms, definitions and surface texture parameters輪廓 Profile輪廓濾波器 profile filter 把輪廓分成長波和短波成分的濾波

8、器 *在測量粗糙度波紋度和原始輪廓的儀器中使用三種濾波器,它們的傳輸特性相同截止波長不同。 s 濾波器 s profile filter 確定存在于表面上的粗糙度與比它更短的波的成分之間相交界限的濾波器。 c濾波器 c profile filter 確定粗糙度與波紋度成分之間相交界限的濾波器。 f濾波器 f profile filter 確定存在于表面上的波紋度與比 它更長的波的成分之間相交界限的 濾波器。第6頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度術(shù)語第7頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度術(shù)語輪廓 profile表面輪廓 Surface profile 平面與實際表面相交所得的輪廓， * 實際上通常采

9、用一條名義上與實際表面平行和在一個適當(dāng)方向的法線來選擇一個平面原始輪廓 Primary profile 在應(yīng)用短波長濾波器s之后的總的輪廓 * 原始輪廓是評定原始輪廓參數(shù)的基礎(chǔ)粗糙度輪廓 Roughness profile 粗糙度輪廓是對原始輪廓采用c濾波器抑制長波成分以后形成的輪廓，這是故意修正的輪廓 * 粗糙度輪廓的傳輸頻帶是由s和c輪廓濾波器來限定的 * 粗糙度輪廓是評定粗糙度輪廓參數(shù)的基礎(chǔ)波紋度輪廓 Waveness profile 波紋度輪廓是對原始輪廓連續(xù)應(yīng)用f和c兩個濾波器以后形成的輪廓。 * 在運(yùn)用分離波紋度輪廓的f濾波器以前應(yīng)首選通過最小二乘法的最佳擬合從總輪廓中提取標(biāo)稱的形

10、狀. * 波紋度輪廓的傳輸頻帶是由f和c輪廓濾波器來限定的。 *波紋度輪廓是評定波紋度輪廓參數(shù)的基礎(chǔ)。第8頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度術(shù)語線 中線 Mean lines 具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線。粗糙度輪廓中線 Mean line for the roughness profile 用輪廓濾波器 c抑制了長波輪廓成分相對應(yīng)的中線波紋度輪廓中線 Mean line for the waveness profile 用輪廓濾波器 f抑制了長波輪廓成分相對應(yīng)的中線原始輪廓中線 Mean line for the pimary profile 用標(biāo)稱形式的線穿過原始輪廓按最小二乘法擬合所

11、確定的中線長度取樣長度 Sample Length lp、lr、lw 用于判別被評定輪廓的不規(guī)則特征的X軸向上的長度 *評定粗糙度和波紋度輪廓的取樣長度lr和lw在數(shù)值上分別與輪廓濾波器和的標(biāo)志波長相等。 評定原始輪廓的取樣長度則與評定長度相等。波紋度輪廓中線 Mean line for the waveness profile評定長度 Evaluation length 用于判別被評定輪廓的X軸方向上的長度 *評定長度包含一個或和幾個取樣長度第9頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度術(shù)語參數(shù)類 ParameterP-參數(shù) P-parameter從原始輪廓上計算所得的參數(shù)R-參數(shù) R-paramet

12、er從粗糙度輪廓上計算所得的參數(shù)W-參數(shù) W-parameter從波紋度輪廓上計算所得的參數(shù)第10頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度參數(shù)測量表面粗糙度輪廓時，應(yīng)把測量限制在一段足夠短的長度上，以限制或減弱波紋度、排除形狀誤差對表面粗糙度輪廓測量的影響。這段長度稱為取樣長度(Lr).為了更可靠地反映表面粗糙度輪廓的特性，應(yīng)測量連續(xù)的幾個取樣長度上的表面粗糙度輪廓。這些連續(xù)的幾個取樣長度稱為評定長度(Ln).取樣長度評定長度測量的長度指標(biāo)測量的長度指標(biāo)在使用粗糙度儀進(jìn)行測量時，總的測量行程構(gòu)成：traverse lengthThe traverse length (lt) ： the total l

13、ength of the probe movement during the scanning process.cut-off c.第11頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度參數(shù)取樣長度與評定長度取樣長度與評定長度輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度Rz和輪廓單元的平均寬度Rz，標(biāo)準(zhǔn)取樣長度和標(biāo)準(zhǔn)評定長度（摘自GB/T 13012009、 GB/T 106102009）、 表示濾波器傳輸帶s c 這兩個極限值的標(biāo)準(zhǔn)化值取自GB/T 60622002）。第12頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度參數(shù)參數(shù)粗糙度參數(shù)最小二乘基準(zhǔn)線算術(shù)平均基準(zhǔn)線mindxZlr02n1iin1iiFF【距離】【面積】常用測量基

14、線（中線）測量基線（中線）第13頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度的數(shù)值描述符號名稱名稱（英文）Ra算術(shù)平均粗糙度 (Ra)Roughness Average (Ra)Rq輪廓均方根偏差Root Mean Square (RMS) RoughnessRt輪廓最大高度Maximum Height of the ProfileRv, Rm輪廓最大波谷深度DepthRp輪廓最大波峰高度HeightRpm輪廓平均波峰高度HeightRz輪廓平均高度Average Maximum Height of the ProfileRmax最大粗糙度深度Maximum Roughness DepthRc輪

15、廓不規(guī)則性的平均高度Mean Height of Profile IrregularitiesRz(iso)粗糙度高度Roughness HeightRy輪廓最大高度Maximum Height of the ProfileWt, W波紋度高度Waviness HeightS輪廓局部波峰平均距離Mean Spacing of of the Profile粗糙度 - R前綴波紋度 - W前綴未濾波 - P前綴參數(shù)參數(shù)參數(shù)類 ParameterP-參數(shù) P-parameter:從原始輪廓上計算所得的參數(shù).R-參數(shù) R-parameter:從粗糙度輪廓上計算所得的參數(shù)W-參數(shù) W-parameter

16、:從波紋度輪廓上計算所得的參數(shù)第14頁/共16頁表面粗糙度表面粗糙度符號名稱名稱（英文）Sm, RSm輪廓不規(guī)則性的平均距離Mean Spacing of Profile IrregularitiesD輪廓波峰密度DensityPc波峰密度Peak Count (Peak Density)HSC高點(diǎn)計數(shù)Hight Spot Countla輪廓平均波長Average Wavelength of the Profilelq輪廓均方根波長Root Mean Square (RMS) Wavelength of the ProfileDa平均絕對傾斜Average Absolute SlopeDq傾斜均方根Root Mean Square (RMS) SlopeLo發(fā)展概況長度Developed Profile Lengthlr輪廓長度比率Profile Length Ratio失真度Skewness參數(shù)參數(shù)第15頁/共16頁感謝您的觀看。第16頁/共16頁