4.4 表面粗糙度（课件）《机械基础》（多学时）同步精品课堂（高教版·第3版）

《机械基础》高等教育出版社·第3版 同步精品课程——中职专业课 第四章 误差与公差 第四节 表面粗糙度 （第4课时） 学习目标 第四章 误差与公差 掌握粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响。 知识目标 能够学会粗糙度轮廓幅度参数值及其选用。 能力目标 能够结合本节课所学知识，增强动手能 力和解决问题的能力。 情感目标 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 任何零件表面，无论是经过切削加工的表面，还是采用铸造、锻造、冲压、热轧、冷轧等方法获得的表面，总是存在着几何形状的误差。 机场候机大厅的屋架 知识引入 01 表面粗糙度检测 船舶 如图所示，将实际表面轮廓放大，可以按照波距(相邻两波峰或两波谷之间的距离)的大小划分为三类： 新知学习 02 1.表面轮廓 船舶 将实际表面轮廓放大，可以按照波距(相邻两波峰或两波谷之间的距离)的大小划分为三类： 新知学习 02 1.表面轮廓 波距小于1mm的称为粗糙度轮廓，波距为1～10mm的称为波纹度轮廓，波距大于10mm的称为宏观形状轮廓。 船舶 将实际表面轮廓放大，可以按照波距(相邻两波峰或两波谷之间的距离)的大小划分为三类： 新知学习 02 1.表面轮廓 粗糙度轮廓、波纹度轮廓和宏观形状轮廓叠加在同一表面上，构成几何形状误差。对于粗加工后的表面，用肉眼就能看到；对于精加工后的表面，要用放大镜或显微镜才能观察到。 船舶 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响。 新知学习 02 2.粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响 相互运动的零件，接触表面越粗糙，磨损就越快。 ①对耐磨性的影响 相互配合的孔、轴表面，微小的波峰被磨掉后，配 合性质会发生变化。若是过盈配合，则有效过盈会减小；若是间隙配合，则有效间隙会增大。 ②对配合性质稳定性的影响 船舶 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响。 新知学习 02 2.粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响 对于承受交变应力的零件，波谷有应力集中，容易产生裂纹源，降低了材料的疲劳强度，导致零件表面疲劳破坏。 ③对耐疲劳性的影响 零件表面的微小波谷容易残留一些腐蚀性介质，致使表面产生腐蚀。 ④对耐蚀性的影响 船舶 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响。 新知学习 02 2.粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响 零件表面粗糙，使接触表面之间无法严密贴合，流体在压力作用下会通过接触而间的缝隙渗漏。 ⑤对密封性的影响 零件的表面越粗糙，零件间的接触面积就越小，单位面积受力增加，局部塑性变形大，接触刚度降低，影响零件的工作精度和抗振性。 ⑥对接触刚度的影响 船舶 零件加工后的表面粗糙度是否符合技术要求应由测量和评定的结果来确定。 新知学习 02 3.粗糙度轮廓幅度参数值及其选用 鉴于表面轮廓上的微小峰、谷的幅度和间距的大小是构成粗糙度轮廓的两个独立的基本特征，因此通常采用粗糙度轮廓幅度参数、间距参数和混合参数来评定。 船舶 (1)轮廓的算术平均偏差Ra 轮廓的算术平均偏差Ra是指在取样长度Ir内，被测实际轮廓上各点到轮廓中线的距离Z的绝对值的平均值，如图所示。 新知学习 02 3.粗糙度轮廓幅度参数值及其选用 Ra值越大，表面越粗糙。Ra值对于不允许出现较深加工痕迹的承受交变载荷的零件及不便使用Ra值的小零件的表面质量有实际意义。 船舶 粗糙度轮廓幅度参数值的选用见表。 新知学习 02 3.粗糙度轮廓幅度参数值及其选用 粗糙度轮廓幅度参数Ra/μm 粗糙度轮廓幅度参数Rz/μm 表面形状特征 应用举例 >20 >125     粗糙 表面 明显可见刀痕 未标注公差(采用一般公差)的表面   >10~20   >63～125   可见刀痕 半成品粗加工的表面、非配合的加工表面，如轴端面、倒角、钻孔、齿轮和带轮侧面、垫圈接触面等   >5~10   >32~63           半光 表面   微见加工痕迹 轴上不安装轴承或齿轮的非配合表面、键槽底面、紧固件的自由装配表面、轴和孔的退刀槽等   >2.5~5   >16~32   微见加工痕迹 半精加工表面，箱体、支架、盖面、套筒等与其他零件接触而无配合要求的表面等   >1.25~2.5   >8~16 看不清加工痕迹   接近于精加工表面、箱体上安装轴承的镗孔表面及齿轮齿面等   >0.63~1.25   >4~8           光表面 可辨加工痕迹方向 圆柱销、圆锥销、与滚动轴承配合的表面、普通车床导轨表面、内外花键定心表面及齿轮齿面等   >0.32~0.63   >2～4   微辨加工痕迹方向 要求配合性质稳定的配合表面、工作时承受交变应力的重要表面、较高精度车床导轨表面、高精度齿轮齿面等   >0.16~0.32   >1~2 不可辨加工痕迹方向 精密机床主轴圆锥孔、顶尖圆锥面、发动机曲轴轴颈表面和凸轮轴的凸轮工作表面等 船舶 零件在加工过程中，各部分的尺寸、形状、方向、位置及表面形貌等难以达到理想状态，总是存在或大或小的误差。 从零件功能和加工经济性考虑，在设计时许零件的九何量在某一规定范围内变动，这个允许变动的范围称为公差。 为使零件具有互换性，就应把完工零件的误差控制在规定的公差范围内。 新知学习 02 总结 船舶 互换性和标准化在现代化生产和技术进步中具有重要意义。 国家标准规定了“标准公差系列”和“基本偏差系列”。 由线性尺寸公差ISO代号体系确定公差的孔和轴组成的一种配合制度称为配合制。 新知学习 02 总结 船舶 国家标准规定了两种配合制： 新知学习 02 总结 基孔制配合 基轴制配合 基孔制配合是指孔的基本偏差为零的配合。基轴制配合是指轴的基本偏差为零的配合。 基孔制和基轴制都各有回隙配合、过渡配合、过盈配合三类配合。 船舶 国家标准规定的几何公差分为形状公差、方向公差、位置公差及跳动公差四大类，共15种公差项目，用以控制几何误差，保证产品的质量和互换性。 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响，国家标准规定了轮廓的算术平均偏差Ra、轮廓的最大高度Rz等技术指标。 新知学习 02 总结 课堂小结 03 1.表面轮廓 2.粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响 任何零件表面，无论是经过切削加工的表面，还是采用铸造、锻造、冲压、热轧、冷轧等方法获得的表面，总是存在着几何形状的误差。 粗糙度轮廓对零件的工作性能和寿命有重大影响。 3.粗糙度轮廓幅度参数值及其选用 零件加工后的表面粗糙度是否符合技术要求应由测量和评定的结果来确定。 小试牛刀 粗糙度轮廓的波距范围是（）。 A.小于0.1mm B.小于1mm C.1～10mm D.大于10mm 答案：B 解析：粗糙度轮廓的波距小于1mm。 小试牛刀 相互运动的两零件表面越粗糙，其磨损速度（）。 A.越慢 B.越快 C.不变 D.先慢后快 答案：B 解析：粗糙表面微凸体易被剪切，导致磨损加剧。 小试牛刀 在过盈配合中，若表面粗糙，随着微凸体被磨平，有效过盈将（）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大后减小 答案：B 解析：微凸体磨损后，实际过盈量下降，配合变松。 小试牛刀 承受交变应力的零件，其表面波谷易成为（）。 A.润滑槽 B.裂纹源 C.散热通道 D.储油孔 答案：B 解析：波谷处产生应力集中，诱发疲劳裂纹。 小试牛刀 表面粗糙会使零件在腐蚀介质中更易发生腐蚀，主要原因是（）。 A.表面硬度降低 B.波谷残留腐蚀介质 C.表面温度升高 D.导热性变差 答案：B 解析：微小波谷可积存腐蚀液，造成局部电化学腐蚀。 小试牛刀 提高零件接触刚度的有效措施之一是（）。 A.增大表面粗糙度 B.减小表面粗糙度 C.提高材料硬度 D.提高表面温度 答案：B 解析：粗糙度减小→实际接触面积增大→单位面积受力减小→接触刚度提高。 小试牛刀 零件表面越粗糙，其实际接触面积越（）。 A.大 B.小 C.不变 D.先大后小 答案：B 解析：粗糙表面只有微凸体接触，真实接触面积远小于名义面积。 小试牛刀 在要求密封的静配合表面，粗糙度过高最可能导致（）。 A.零件卡死 B.流体渗漏 C.摩擦减小 D.散热增强 答案：B 解析：粗糙表面无法严密贴合，形成泄漏通道。 作业布置 04 1.简述粗糙度轮廓幅度参数值及其选用。 2.简述粗糙度轮廓对零件工作性能和寿命的影响。 3.简述表面轮廓。 感谢观看 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$