5.2 识读零件图中的表面粗糙度（课件）-《机械识图》同步精品课堂（高教版·第2版）

《机械识图》高教版（第2版 同步精品课程——中职专业课 项目五 机械图样的识读 识读零件图中的表面粗糙度 知识目标 掌握局部剖视图的概念、画法及其适用场合。 了解表面粗糙度的概念、评定参数及其与使用性能的关系。 理解表面粗糙度代号在零件图上的标注规定。 能力目标 能分析零件图上各表面的表面粗糙度要求。 能识读零件图中表面粗糙度符号及代号标注的含义。 了解常用加工方法能达到的表面粗糙度值范围。 情感目标 人人学有价值的机械识图(实用 性,人人都能获得必需的机械识图(针对性,不同的人在机械识图上得到不同的发展 (层次性。 学习目标 项目五 机械图样的识读 导入情景 01 识读图所示的钳工加工的零件图，解释零件图中各表面的粗糙度要求及代号 的含义。 任务引入 新知学习 02 (1)概念 用剖切平面将机件局部地剖开后进行投射得到的剖视图称为局部剖视图。如图所示的主视图中左、右两处小孔的剖视和左视图中孔的剖视为局部剖视图。局部剖视图一 般用波浪线作为剖视图与视图的分界线。 1.局部剖视图 新知学习 02 (2)应用 1.局部剖视图 局部剖视是一种比较灵活的表达方法，剖切平面的位置和剖切范围大小可根据实际需 要决定，能在一个图形中即表达外形，又表达内形。 但使用时要考虑看图方便，剖切不要过于零碎。 01 02 局部剖视 新知学习 02 它常用于下列两种情况： 1.局部剖视图 ② 不对称机件需要同时表达其内、外形状时，宜采用局部剖视图。 ① 机件只有局部内形要表达，而又不必或不宜采用全剖视图时； 新知学习 02 (3)波浪线的画法 表示视图与剖视范围分界线的波浪线，可看作机件断裂痕迹的投影，只能画在物体表面 有材料的实体部分。波浪线的画法应注意以下几点： 1.局部剖视图 ① 波浪线不能超出图形轮廓线，如图5-12a 所示。 ② 波浪线不能穿孔而过，如遇到孔、槽等结构时，波浪线必须断开，如图5-12a 所示。 ③ 波浪线不能与图形中任何图线重合，也不能用其他图线代替或画在其他图线的延长 线上，如图5-12b、c所示。 新知学习 02 1.局部剖视图 新知学习 02 ④ 当被剖切结构为回转体时，允许将该结构的轴线作为视图与剖视之间的分界线，如图左视图所示。 1.局部剖视图 (4)标注 局部剖视图的标注方法和全剖视图的相同。但如果局部剖视图的剖切位置非常明显， 则可以不标注。 新知学习 02 零件在加工过程中，受刀具的形状和刀具与工件之间的摩擦、机床的振动及零件金属表 面的塑性变形等因素，表面不可能绝对光滑，将其置于显微镜下观察，如图所示，都将 呈现出不规则的高低不平的状况，高起的部分称为峰，低凹的部分称为谷。 2.表面结构表示法 新知学习 02 2.表面结构表示法 零件表面上这种 具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特征称为表面粗糙度。 01 表面粗糙度是评定零件 表面质量的一项重要的指标。 02 新知学习 02 (1)表面结构的基本概念 2.表面结构表示法 为了保证零件的使用性能，在机械图样中需要对零件的表面结构给出要求。 1 表面结构 是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面纹理和表面几何形状的总称。 2 它是用通过不同 的测量与计算方法得出的一系列参数进行表述的，是评定零件表面质量和保证其表面功能 的重要技术指标。 3 新知学习 02 (1)表面结构的基本概念 2.表面结构表示法 国家标准GB/T 131—2006 规定，评定零件表面结构的参数有轮廓参数、图形参数和支承率 曲线参数。 4 其中轮廓参数分为三种：R轮廓参数(粗糙度参数)、W轮廓参数(波纹度参数)和P 轮 廓参数(原始轮廓参数)。 5 机械图样中，评定零件表面结构的参数常用表面粗糙度参数Ra 和Rz。 所以，从狭义讲，如果零件表面无特殊要求，零件表面结构要求就是表面粗糙度要求。 6 新知学习 02 ① 轮廓算术平均偏差 Ra 它是在一个取样长度内，被测轮廓上各点至基准线x 的纵坐 标 Z(x) 绝对值的算术平均值，如图所示。 2.表面结构表示法 新知学习 02 ① 轮廓算术平均偏差 Ra 2.表面结构表示法 零件表面粗糙度的参数值越大，表面越 粗糙，表面质量越低，加工成本越低；参数值越小，表面越光滑，表面质量越高，加工成本 越高。 实际使用中，国家标准推荐优先选用Ra 参数。 新知学习 02 (2)表面结构图形符号及其含义 在图样中，可以用不同的图形符号来表示对零件表面结构的不同要求。表面结构的图 形符号及其含义见表。 2.表面结构表示法 新知学习 02 (3)表面结构图形符号画法及尺寸 表面结构图形符号的画法如图所示。 2.表面结构表示法 新知学习 02 表面结构图形符号的尺寸 2.表面结构表示法 数字与字母的高度h 2.5 3.5 5 7 10 14 20 符号的线宽d' 数字与字母的笔画宽度d 0.25 0.35 0.5 0.7 1 1.4 2 高 度 H₁ 3.5 5 7 10 14 20 28 高度H₂ (最小值) 8 11 15 21 30 42 60 新知学习 02 (4)表面结构要求在图形符号中的注写位置 为了明确表面结构要求，除了标注表面结构参数和数值外，必要 时还应标注补充要求，包括取样长度、加工方法、表面纹理及方向、加 工余量等。这些要求在图形符号中的注写位置如图所示。 2.表面结构表示法 新知学习 02 (4)表面结构要求在图形符号中的注写位置 2.表面结构表示法 位置a 注写表面结构的单一要求； 位置b 注写两个或多个表面结构要求； 位置c 注写加工方法，如车、磨、镀等； 位置d 注写表面纹理和方向； 位置e 注写加工余量。 新知学习 02 (5)表面结构代号示例及含义 2.表面结构表示法 新知学习 02 (6)表面结构要求合格性判断规则 完工零件的表面按检验规范测得轮廓参数值后，需与图样上给定的极限值比较，以判定 其是否合格。极限值判定规则有两种：16%规则和最大规则。 2.表面结构表示法 ① 16%规则。运用本规则时，当被检表面测得的全部参数值中，超过极限值的个数不 多于总个数的16%时，该表面是合格的。所谓超过极限值是指当给定上限值时，超过是指大 于给定值；当给定下限值时，超过是指小于给定值。 新知学习 02 (6)表面结构要求合格性判断规则 完工零件的表面按检验规范测得轮廓参数值后，需与图样上给定的极限值比较，以判定 其是否合格。极限值判定规则有两种：16%规则和最大规则。 2.表面结构表示法 ② 最大规则。运用本规则时，被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的 极限值。 16%规则是所有表面结构要求标注的默认规则。即当参数代号后未注写“max” 字样 时，均默认为应用16%规则。 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 表面结构的注写和读取方向与尺 寸的注写和读取方向一致 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 表面结构要求可标注在轮廓线或 其延长线上，其符号应从材料外指向 并接触表面 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 必要时表面结构符号也可用带箭 头或黑点的指引线引出标注 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 在不致引起误解时，表面结构要求 可以标注在给定的尺寸线上 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 在不致引起误解时，表面结构要求 可以标注在几何公差框格的上方 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 若工件的多数表面有相同的表面 结构要求，则其表面结构要求可统一 标注在图样的标题栏附近，此时，表面结构要求的符号后面应有以下两 种情况：①在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号(图a);②在圆括 号内给出不同的表面结构要求(图 b) 新知学习 02 (7)表面结构符号在图样上的标注 表面结构要求对每一表面一般只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一 视图上。表面结构符号在图样上的标注示例见表。 2.表面结构表示法 当多个表面有相同的表面结构要 求或图纸空间有限时，可以采用简化 注法。 ①用带字母的完整图形符号，以等 式的形式，在图形或标题栏附 近，对有相同表面结构要求的表面进 行简化标注(图a) ②用基本图形符号或扩展图形符 号，以等式的形式给出对多个表面共 同的表面结构要求(图b) 新知学习 02 各表面结构要求及代号的含义 任务实施 新知学习 02 识读零件图的方法步骤 任务实施 新知学习 02 识读零件图的方法步骤 任务实施 新知学习 02 表面粗糙度对零件使用性能的影响 任务实施 使用性能 影响 配合性质 对于间隙配合，表面粗糙度值过大则易磨损，使间隙很快地增大，从而引起配合性质的 改变。对于过盈配合，表面粗糙度值过大会减小实际有效过盈量，从而降低连接强度     摩擦与磨损 表面越粗糙，阻力越大，摩擦系数也就越大，因摩擦而消耗的能量也越大；表面越粗 糙，两配合表面的实际有效接触面积越小，单位面积压力越大，故更易磨损。但在某 些场合(如滑动轴承及液压导轨面的配合处),如果表面过于光滑，则不利于润滑油的 储存，使之形成半干摩擦，甚至干摩擦，有时还会增加零件接触面的吸附力，反而使摩 擦系数增大，加剧磨损。 综上所述，只有选取合适的表面粗糙度值，才能有效地减小零件的摩擦和磨损 耐腐蚀性 零件表面越粗糙，则其凹谷处越容易积聚腐蚀性的物质，然后逐渐渗透到金属材料 的表层，使腐蚀加剧   零件强度 零件表面越粗糙，则表面上凹痕就越深，产生的应力集中现象就越严重，在交变载荷的 作用下，其抗疲劳强度会降低，因而有可能因应力集中产生疲劳断裂。因此，在加工中要特 别注意提高零件沟槽和台阶圆角处的表面质量，以提高零件的抗疲劳强度 接触刚度 零件表面越粗糙，表面间的实际接触面积越小，单位面积受力越大，使峰顶处的塑 性变形增大，降低接触刚度，从而影响机器的工作精度和抗振性能 接合密封性 当两个表面接触时，由于微观不平的存在，使得两个表面只在局部接触，形成中间 缝隙，影响密封性。因而，降低表面粗糙度值可提高零件的密封性能 新知学习 02 表面粗糙度参数Ra值与加工方法的关系及其应用举例 任务实施 Ra/μm 表面特征 主要加工方法 应用举例 50、100 明显可见刀痕 粗车、粗铣、粗刨、钻、 粗纹锉刀和粗砂轮加工 表面粗糙度最低的加工面，一般 很少使用 25 可见刀痕 12.5 微见刀痕 粗车、刨、立铣、平 铣、钻 不接触表面、不重要的接触面，如 螺钉、倒角、机座底面等 6.3 可见加工痕迹   精车、精铣、精刨、铰、 镗、粗磨等 没有相对运动的零件接触面，如箱 盖、套筒要求紧贴的表面、键和键槽 的工作表面；相对运动速度不高的接 触面，如支架孔、衬套的工作表面等 3.2 微见加工痕迹 1.6 看不见加工痕迹   0.8 可辨加工痕迹方向   精车、精铰、精拉、精 镗、精磨等 要求很好密合的接触面，如与滚 动轴承配合的表面、锥销孔等；相对 运动速度较高的接触面，如滑动轴 承的配合表面、齿轮轮齿的工作表 面等   0.4 微辨加工痕迹方向 新知学习 02 3. 常用加工方法所能达到的表面粗糙度值范围 根据零件的加工方法，在正常加工的情况下可以判断出所加工出的表面粗糙度Ra 值的 大致范围。常用加工方法对应的表面粗糙度数值范围见表5-13。 任务实施 新知学习 02 4.反映零件表面质量指标的新旧国标代号比较 任务实施 国家标准GB/T 131—1993 已 被GB/T 131—2006/IS01302:2002《产品几何技术规范 (GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》代替，并于2007年2月1日实施。 1 2 最新国家标准中的零件表面结构状况，用零件表面结构符号标注在图样中。 3 4 考虑到新旧 标准的过渡问题，现将反映零件表面质量指标的新旧国标代号作一比较，供学习者参考。 旧国家标 准中的零件表面结构状况，用零件表面粗糙度代号标注在图样中。 新知学习 02 表5-14为新旧标准中代 号含义的比较。 任务实施 新知学习 02 图5-17为代号注写位置的比较。 任务实施 课堂小结 03 小试牛刀 1.表面粗糙度的代号在图样上应标注在哪个位置？ A. 不可见轮廓线 B. 可见轮廓线 C. 中心线 D. 尺寸线 答案：B 解析：表面粗糙度的代号在图样上应标注在可见轮廓线。 小试牛刀 2.表面粗糙度Ra值表示什么？ A. 轮廓最大高度 B. 轮廓算术平均偏差 C. 微观不平度十点高度 D. 实际偏差 答案：B 解析：表面粗糙度Ra值表示轮廓算术平均偏差。 小试牛刀 3.表面粗糙度的选用应在满足什么情况下尽量选用较大数值？ A. 表面功能要求 B. 加工成本 C. 加工时间 D. 零件尺寸精度 答案：A 解析：表面粗糙度的选用应在满足表面功能要求情况下尽量选用较大数值。 小试牛刀 4.同一零件上，工作表面的粗糙度参数值与非工作表面相比是？ A. 相等 B. 大于 C. 小于 D. 无法确定 答案：C 解析： 同一零件上，工作表面的粗糙度参数值与非工作表面相比是小于。 小试牛刀 5.表面粗糙度对零件使用性能的影响不包括以下哪项？ A. 对配合性质的影响 B. 对耐磨性的影响 C. 对抗疲劳强度的影响 D. 对颜色的影响 答案：D 解析： 表面粗糙度对零件使用性能的影响不包括对颜色的影响。 小试牛刀 6.规定取样长度和评定长度的目的是什么？ A. 限制或减弱表面波度的影响 B. 增加表面粗糙度数值 C. 提高加工效率 D. 减少材料消耗 答案：A 解析： 规定取样长度和评定长度的目的是限制或减弱表面波度的影响。 小试牛刀 7.表面粗糙度的主要评定参数不包括以下哪项？ A. 轮廓算术平均偏差Ra B. 轮廓最大高度Rz C. 微观不平度十点高度Ry D. 实际偏差 答案：D 解析：表面粗糙度的主要评定参数不包括实际偏差。 小试牛刀 8.常见的加工纹理方向符号中，"⊥"表示什么？ A. 纹理平行于投影面 B. 纹理垂直于投影面 C. 纹理呈放射形 D. 纹理呈多方向 答案：B 解析： 常见的加工纹理方向符号中，"⊥"表示纹理垂直于投影面。 作业布置 04 根据图已知的主、俯视图，在图上，将物体的主、俯两视图都改画成局部剖 视图。 感谢观看 $$