4.1 概述(课件）-高二《极限配合与技术测量》同步教学（人民邮电版）

第 4 章 表面粗糙度 4.1 概述 4.1.1 表面粗糙度的概念 经机械加工后的零件表面，总会存在宏观和微观的几何形状误差。 微观的几何形状特性，即微小峰谷高低程度及其间距状况称为表面粗糙度。 表面粗糙度是实际表面的微观特性，而形状误差则是宏观的，表面波度介于两者之间，通常以一定的波距λ与波高h之比来划分一般： 比值大于1 000为形状误差、小于40为表面粗糙度、介于两者之间为表面波度。 图4.1所示为加工误差放大示意图，下面三条曲线是将三种类型的误差分解后的情况。 图4.1 加工误差示意图 它们叠加在一起，即为零件表面的实际情况。 对已完工的零件，只有同时满足尺寸精度、形状和位置精度、表面粗糙度的要求，才能保证零件几何参数的互换性。 4.1.2 表面粗糙度对零件使用性能的影响 零件表面粗糙不仅影响美观并且对运动面的摩擦与磨损、配合性质、疲劳强度、耐腐蚀性、接触刚度、结合面的密封性等都有影响。 表面粗糙度影响零件的使用性能和寿命，因此，应对零件的表面粗糙度加以合理确定。 我国表面粗糙度的有关标准主要有三个， 《GB 3505—2009表面结构 轮廓法 术语 定义及表面结构参数》、 《GB 1031—2009表面粗糙度 参数及其数值》、 《GB 131—2009表面粗糙度 符号、代号及其注法》。 4.2 表面粗糙度评定参数 表面粗糙度是零件表面质量高低的一项指标，为了能客观地、合理地反映和评定表面粗糙度，首先应明确它的评定基准和评定参数，才能更好地选择恰当的参数值来控制零件的表面质量。 1．评定基准 （1）取样长度lr。 是指用来判别具有表面粗糙度特征的一段基准线的长度，如图4.2所示，在取样长度内一般应包含有5个以上的峰谷。 图4.2 取样长度lr和评定长度ln 规定取样长度的目的主要是为了限制和减弱表面波度对测量结果的影响。 （2）评定长度ln。 是在评定图样上表面结构要求时所必需的一段长度，它可包括一个或几个取样长度，一般为5个，即l1～l5； 对均匀性好的表面，可少于5个，反之可多于5个，如图4.2所示。 规定评定长度是因为零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面的粗糙度特征，故需要在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度。 测量时，在每个取样长度上测得一个数据，在评定长度上可多测几个数据，最后取其平均值为测量结果。取样长度和评定长度的选用值如表4.1所示。 Ra/m Rz/m lr/mm ln/mm（ln=5l） ≥0.008～0.02 ≥0.025～0.10 0.08 0.4 ＞0.02～0.1 ＞0.10～0.50 0.25 1.25 ＞0.1～4.0 ＞0.50～10.0 0.8 4.0 ＞4.0～10.0 ＞10.0～50.0 4.5 14.5 ＞10.0～80.0 ＞50～320 8.0 40.0 表4.1 取样长度lr和评定长度ln值 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （3）原始轮廓中线。 在原始轮廓上按照标称形状用最小二乘法拟合确定的中线。 它是具有几何轮廓的形状并将被测轮廓加以划分的线，可根据实际轮廓用最小二乘法来确定，即在取样长度内，使被测轮廓上各点到中线的距离yi的平方和为最小称为最小二乘中线，如图4.3（a）所示。 图4.3 轮廓中线 从理论上讲最小二乘中线是理想的唯一基准线，但在实际应用时，其位置很难确切地获得，因此常用轮廓的算术平均中线来代替，这条基准线的方向应与被测轮廓的方向一致，并将轮廓曲线划分为上、下两半，使其在取样长度内，由中线至轮廓上、下两边的面积相等，即：F1+F2+F3+…= F1′+ F2′+F3′+…，如图4.3（b）所示。 2．评定参数 评定表面粗糙度的参数有以下2个方面。 （1）表征微观不平度的高度参数。 ① 轮廓算术平均偏差Ra。它是指在取样长度内纵坐标值Z（x）绝对值的算术平均值。 用公式表示为 （4.1） ② 轮廓最大高度Rz。 它是指在取样长度内，轮廓的最高点与最低点在垂直于中线方向上的距离，如图4.4所示。 图4.4 轮廓最大高度Rz （2）表征微观不平度的间距参数。 ① 轮廓微观不平