互換性第5章表面粗糙度(新標(biāo)準(zhǔn)講稿)ppt課件

1、1Surface Texture第5章 外表粗糙度及檢測(cè)2022/7/172022/7/172本章學(xué)習(xí)內(nèi)容5.3 外表粗糙度參數(shù)5.4 外表粗糙度的表示法5.2 術(shù)語(yǔ)和定義5.1 概述5.5 外表粗糙度的選用5.6 外表粗糙度的丈量2022/7/173本章所參照的主要國(guó)家規(guī)范GB/T3505-2021產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)外表構(gòu)造輪廓法術(shù)語(yǔ)、定義及外表構(gòu)造參數(shù) GB/T 1031-2021 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 外表構(gòu)造 輪廓法 外表粗糙度參數(shù)及其數(shù)值GB/T 131-2006 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 技術(shù)產(chǎn)品文件中外表構(gòu)造的表示法新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 1031-1995 外表粗糙度

2、參數(shù)及其數(shù)值GB/T 131-1993 機(jī)械制圖 外表粗糙度符號(hào)、代號(hào)及注法GB/T 3505-2000產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范 外表構(gòu)造 輪廓法 外表構(gòu)造的術(shù)語(yǔ)、定義及參數(shù) GB/T 7220-2004 產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS) 外表構(gòu)造 輪廓法 外表粗糙度 術(shù)語(yǔ) 參數(shù) 丈量 舊標(biāo)準(zhǔn)2022/7/1745.1.1 外表構(gòu)造5.1 概述General Description 外表構(gòu)造是由實(shí)踐外表的反復(fù)或偶爾的偏向所構(gòu)成的外表三維形貌，包括外表粗糙度、外表波紋度、外形誤差、紋理方向和外表缺陷。外表輪廓(外形誤差、波紋度、外表粗糙度)外表缺陷外表構(gòu)造2022/7/175 在加工、運(yùn)用或儲(chǔ)存期間，非故意或

3、偶爾生成的實(shí)踐外表的單元體、成組的單元體或不規(guī)那么體。5.1.2 外表缺陷(surface imperfection)破裂 毛孔 裂痕 擦痕 窩陷 砂眼 凹缺陷 2022/7/176凸缺陷 樹(shù)瘤 皰疤 飛邊 縫脊 夾雜物 氧化皮 2022/7/177環(huán)形坑 劃痕 切削剩余 混合外表缺陷 腐蝕 裂紋 斑點(diǎn)區(qū)域和外觀缺陷 2022/7/1785.1.3 外表輪廓(surface profile) 一個(gè)指定平面與實(shí)踐外表相交所得到的輪廓。10mm=11010mm 外形誤差=110mm 外表波紋度1mm 外表粗糙度2022/7/179丈量外表輪廓的輪廓法原始輪廓波紋度輪廓粗糙度輪廓2022/7/171

4、05.1.4 外表粗糙度對(duì)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 影響零件的疲勞強(qiáng)度 影響零件的抗腐蝕性 影響零件的密封性 其他影響：對(duì)零件的外觀、丈量精度、外表光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強(qiáng)度等也有著不同程度的影響。 對(duì)于間隙配合，相對(duì)運(yùn)動(dòng)的外表因其粗糙不平而迅速磨損，致使間隙增大；對(duì)于過(guò)盈配合，外表輪廓峰頂在裝配時(shí)容易被擠平，使實(shí)踐有效過(guò)盈量減小，致使聯(lián)接強(qiáng)度降低。 零件外表越粗糙，凹痕就越深，當(dāng)零件接受交變荷載時(shí)，對(duì)應(yīng)力集中很敏感。使疲勞強(qiáng)度降低，導(dǎo)致零件外表產(chǎn)生裂紋而損壞。外表越粗糙，越容易將腐蝕物存于谷中，呵斥對(duì)工件外表的腐蝕。 粗糙的外表結(jié)合時(shí)，兩外表只在部分點(diǎn)上接

5、觸，中間有縫隙，影響密封性。因此，提高外表粗糙度，可提高其密封性。2022/7/17115.2 術(shù)語(yǔ)和定義Terminologies and Definitions混合參數(shù)1個(gè)間距參數(shù)1個(gè)幅度參數(shù)9個(gè)幾何參數(shù)術(shù)語(yǔ)14個(gè)普通術(shù)語(yǔ)16個(gè)外表輪廓參數(shù)定義16個(gè)普通術(shù)語(yǔ)和幾何參數(shù)術(shù)語(yǔ)術(shù)語(yǔ)和定義曲線和相關(guān)參數(shù)5個(gè)2022/7/17125.2.1 輪廓濾波器(profile filter)用輪廓法丈量外表輪廓時(shí)，把輪廓分為長(zhǎng)波和短波的濾波器。 s 輪廓濾波器 確定存在于外表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 輪廓濾波器 確定粗糙度與波紋度成分之間相交界限的濾波器。 f 輪廓濾波器 確

6、定存在于外表上的波紋度與比它更長(zhǎng)的波的成分之間相交界限的濾波器。2022/7/1713c波長(zhǎng)fs 波長(zhǎng) c波長(zhǎng)s2022/7/17145.2.2 外表輪廓與輪廓參數(shù) 原始輪廓(primary profile)P輪廓 經(jīng)過(guò)s 輪廓濾波器后的總輪廓。 粗糙度輪廓(roughness profile)R輪廓 對(duì)原始輪廓采用c 輪廓濾波器抑制長(zhǎng)波成分以后構(gòu)成的輪廓。 波紋度輪廓(waviness profile)W輪廓 對(duì)原始輪廓延續(xù)運(yùn)用f 和c 兩個(gè)輪廓濾波器以后構(gòu)成的輪廓。在原始輪廓上計(jì)算得到的參數(shù)稱為P參數(shù)。在粗糙度輪廓上計(jì)算得到的參數(shù)稱為R參數(shù)。在波紋度輪廓上計(jì)算得到的參數(shù)稱為W參數(shù)。2022

7、/7/1715 以下僅對(duì)粗糙度輪廓上的術(shù)語(yǔ)、參數(shù)(根本符號(hào)為R)以及設(shè)計(jì)等有關(guān)情況加以引見(jiàn)。2022/7/17165.2.3 取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度 規(guī)定取樣長(zhǎng)度的目的是為了限制或減弱丈量、評(píng)定外表粗糙度時(shí)波紋度以及外形誤差的影響。 評(píng)定外表粗糙度時(shí)的取樣長(zhǎng)度在數(shù)值上等于c輪廓濾波器的截止波長(zhǎng)。取樣長(zhǎng)度的數(shù)值應(yīng)從國(guó)家規(guī)范規(guī)定的系列值選取。 取樣長(zhǎng)度(sampling length)lr 在X軸方向判別被評(píng)定輪廓不規(guī)那么特征的長(zhǎng)度。闡明：2022/7/1717 評(píng)定長(zhǎng)度(evaluation length)ln 用于評(píng)定被評(píng)定輪廓的X軸方向上的(總)長(zhǎng)度。 評(píng)定長(zhǎng)度是延續(xù)的幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。規(guī)定評(píng)定長(zhǎng)度

8、的目的是為了限制或減弱評(píng)定外表粗糙度時(shí)粗糙度輪廓特性不均勻性影響。 評(píng)定長(zhǎng)度的數(shù)值應(yīng)從國(guó)家規(guī)范規(guī)定的系列值選取。丈量Ra或Rz時(shí)，普通情況下取ln = 5lr；當(dāng)被測(cè)外表均勻性較好時(shí)可取ln 5lr。闡明：2022/7/1718取樣長(zhǎng)度 lr 和評(píng)定長(zhǎng)度 ln2022/7/17195.2.4 中線(mean line) 中線穿過(guò)粗糙度輪廓，是用來(lái)確定粗糙度參數(shù)的基準(zhǔn)線。它是用c輪廓濾波器抑制長(zhǎng)波成分后構(gòu)成的輪廓的中線最小二乘中線。 具有幾何輪廓外形并劃分輪廓的基準(zhǔn)線。注：用c輪廓濾波器濾波后，可以為最小二乘中線的方向就是X方向。 最小二乘中線滿足 ，是獨(dú)一的。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓線上各點(diǎn)輪廓偏

9、距Zi的平方和最小的線。2022/7/17205.3 外表粗糙度參數(shù)Surface Roughness Parameters 新國(guó)家規(guī)范中規(guī)定的關(guān)于外表粗糙度的常用參數(shù)有4個(gè)。 幅度參數(shù) 間距參數(shù) 曲線和相關(guān)參數(shù) 輪廓的算術(shù)平均偏向Ra 輪廓的最大高度Rz 輪廓單元的平均寬度Rsm 輪廓的支承長(zhǎng)度率Rmr(c)2022/7/17215.3.1 輪廓的算術(shù)平均偏向Ra(arithmetical mean deviation of the profile) 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)縱坐標(biāo)值Z(x)絕對(duì)值的算術(shù)平均值。2022/7/1722 Ra實(shí)踐上是對(duì)粗糙度輪廓信號(hào)進(jìn)展整流、濾波后得到的結(jié)果，反映的是輪

10、廓峰高、谷深的平均值。2022/7/17235.3.2 輪廓的最大高度Rz (maximum height of profile) 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和。2022/7/1724注：舊原規(guī)范中的“輪廓最大高度用 Ry 表示，Rz 表示的是“微觀不平度十點(diǎn)高度(新規(guī)范無(wú)此參數(shù))。 普通情況下，外表粗糙度參數(shù)可從輪廓的算術(shù)平均偏向 Ra、輪廓的最大高度 Rz 之間選取其一。 在幅度參數(shù)(峰和谷)常用的參數(shù)值范圍內(nèi)(Ra 為0.0256.3m, Rz 為0.125m)，引薦優(yōu)先選用 Ra。 根據(jù)外表功能的需求，除外表粗糙度高度參數(shù)(Ra、Rz)外可選用下面兩個(gè)附加參數(shù)為什么

11、見(jiàn)書(shū)本112頁(yè)。當(dāng)零件外表有抗疲勞破壞要求時(shí)，可對(duì)其 Rz 提出適當(dāng)要求。2022/7/17255.3.3 輪廓單元的平均間距Rsm(mean width of the profile elements) 在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓單元寬度 Xs 的平均值。2022/7/17265.3.4 輪廓支承長(zhǎng)度率Rmr(c)(material ratio of the profile) 在給定程度截面高度 c 上輪廓的實(shí)體資料長(zhǎng)度Ml(c)與評(píng)定長(zhǎng)度的比率。2022/7/1727 Rmr(c)反映外表的耐磨性。在一樣的程度截面高度 c 上，Rmr(c)越大，耐磨性越好。試比較：2022/7/1728Ra0.

12、0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.52550100輪廓的算術(shù)平均偏向Ra的數(shù)值 (m)Rz0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600輪廓的最大高度Rz的數(shù)值 (m)2022/7/1729Rsm0.0060.012 50.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.5輪廓的單元平均間距Rsm的數(shù)值 (mm)Rmr(c)1015202530405060708090輪廓的支承長(zhǎng)度率Rmr(c)的數(shù)值 (%)2022/7/17305.4 外表粗糙度的表示法Indication of

13、 Surface Roughness2022/7/17316060H2H1H1 1.4hh 字高數(shù)字與字母高度符號(hào)的線寬高度H1高度H22.50.253.57.53.50.35510.550.571570.710211011430最小值 根本圖形符號(hào) 擴(kuò)展圖形符號(hào)去除資料不去除資料5.4.1 標(biāo)注外表粗糙度的圖形符號(hào)2022/7/1732 完好圖形符號(hào)去除資料不去除資料允許任何工藝 工件輪廓各外表的圖形符號(hào)2022/7/1733外表粗糙度的標(biāo)注ecbad1位置a 注寫(xiě)外表構(gòu)造參數(shù)代號(hào)、極限值和傳輸帶或取樣長(zhǎng)度。2位置a和b 注寫(xiě)兩個(gè)或多個(gè)外表構(gòu)造要求。3位置c 注寫(xiě)加工方法、外表處置或其他加工

14、工藝要求，如：車(chē)、磨、鍍等。4位置d 注寫(xiě)外表紋理方向，如“=、“X、“M等。5位置e 注寫(xiě)加工余量單位mm。2022/7/17342022/7/1735外表粗糙度代號(hào)及標(biāo)注外表粗糙度標(biāo)注闡明：當(dāng)一切實(shí)測(cè)值不允許超越規(guī)定值時(shí)，應(yīng)在圖樣上標(biāo)注最大值或最小值；取樣長(zhǎng)度：如按國(guó)標(biāo)選用，那么可省略標(biāo)注；外表加工紋理方向：指外表微觀構(gòu)造的主要方向，由所采用的加工方法或其它要素構(gòu)成，必要時(shí)才規(guī)定。常見(jiàn)加工紋理方向符號(hào)如下： =紋理平行于標(biāo)注代號(hào) 紋理垂直于標(biāo)注代號(hào) X紋理呈兩相交的方向 M紋理呈近似各個(gè)方向 C紋理呈近似同心圓 R紋理呈近似放射狀 P紋理無(wú)方向或凸起的細(xì)粒狀外表構(gòu)造代號(hào)1、參數(shù)代號(hào)的標(biāo)注

15、4、傳輸帶的標(biāo)注2、評(píng)定長(zhǎng)度Ln的標(biāo)注 5、單向極限或雙向極限的標(biāo)注3、極限判別規(guī)那么的標(biāo)注表58 外表構(gòu)造代號(hào)例如極限值判別規(guī)那么 完工零件外表按檢驗(yàn)規(guī)范測(cè)得輪廓參數(shù)值后, 需與圖樣上給定的極限比較, 以斷定其能否合格。極限值判別規(guī)那么有兩種:16%規(guī)那么: 運(yùn)用本規(guī)那么時(shí), 當(dāng)被檢外表測(cè)得的全部參數(shù)值中,超越極限值的個(gè)數(shù)不多于總個(gè)數(shù) 16%時(shí), 該外表是合格的。超越極限值有兩種含義: 當(dāng)給定上限值時(shí), 超越是指大于給定值; 當(dāng)給定下限值時(shí), 超越是指小于給定值。最大規(guī)那么: 運(yùn)用本規(guī)那么時(shí), 被檢的整個(gè)外表上測(cè)得的參數(shù)值一個(gè)也不應(yīng)超越給定的極限值。16%規(guī)那么是一切外表構(gòu)造要求標(biāo)注的默許規(guī)

16、那么。即當(dāng)參數(shù)代號(hào)后未標(biāo)注寫(xiě)“max字樣時(shí), 均默以為運(yùn)用 16%規(guī)那么( 例如 Ra0.8)。反之, 那么運(yùn)用最大規(guī)那么( 例如 Ramax0.8) 外表構(gòu)造代號(hào) 新規(guī)范允許用文字的方式表達(dá)外表構(gòu)造要求。新規(guī)范規(guī)定，在報(bào)告和合同的文本中可以用文字“APA、“MRR、“NMR分別表示允許用任何工藝獲得外表、允許用去除資料的方法獲得外表以及允許用不去除資料的方法獲得外表。 例如：對(duì)允許用去除資料的方法獲得外表、其評(píng)定輪廓的算術(shù)平均偏向?yàn)?.8這一要求，在文本中可以表示為“MRR Ra0.8。序號(hào)代號(hào)含義標(biāo)注示例1APA允許用任何工藝獲得APA Ra0.82MRR允許用去除材料的方法獲得MRR R

17、a0.83NMR允許用不去除材料的方法獲得NMR Ra0.8外表構(gòu)造代號(hào)外表構(gòu)造符號(hào)中注寫(xiě)了詳細(xì)參數(shù)代號(hào)及數(shù)值等要求后即稱為外表構(gòu)造代號(hào)。當(dāng)運(yùn)用16規(guī)那么默許傳輸帶時(shí)參數(shù)的標(biāo)注 當(dāng)運(yùn)用最大規(guī)那么默許傳輸帶時(shí)參數(shù)的注法 雙向極限的注法 加工工藝和外表粗糙度要求的注法 鍍覆和外表粗糙度要求的注法 垂直于視圖所在投影面的外表紋理方向的注法 外表構(gòu)造要求在圖樣中的注法圖1 外表構(gòu)造要求的注寫(xiě)方向 標(biāo)注在輪廓線上或指引線上圖2 外表構(gòu)造要求在輪廓線上的標(biāo)注 外表構(gòu)造的注寫(xiě)和讀取方向與尺寸的注寫(xiě)和讀取方向一致。外表構(gòu)造要求可標(biāo)注在輪廓線上, 其符號(hào)應(yīng)從資料外指向并接觸外表, 如圖 2 所示。必要時(shí), 外表

18、構(gòu)造也可用帶箭頭或黑點(diǎn)的指引線引出標(biāo)注, 如圖 3 所示。標(biāo)注在輪廓線上或指引線上 圖3 用指引線引出標(biāo)注外表構(gòu)造要求 標(biāo)注在特征尺寸的尺寸線上 圖4 外表構(gòu)造要求標(biāo)注在尺寸線上 在不致引起誤解時(shí), 外表構(gòu)造要求可以標(biāo)注在裝配構(gòu)造給定的尺寸線上。如圖 4 所示。 標(biāo)注在形位公差的框格上 圖5 外表構(gòu)造要求標(biāo)注在形位公差框格的上方 標(biāo)注在延伸線上 圖6 外表構(gòu)造要求標(biāo)注在圓柱特征的延伸線上 外表構(gòu)造墓多可以直接標(biāo)注在延伸線上，或用帶箭頭的指引線引出標(biāo)注標(biāo)注在圓柱和棱柱外表上 圓柱和棱柱外表的外表構(gòu)造要求只標(biāo)注一次如圖6所示。假設(shè)每個(gè)棱柱表面有不同的外表構(gòu)造要求，那么應(yīng)分別單獨(dú)標(biāo)注，如圖7所示。圖

19、7 圓柱和棱柱的外表構(gòu)造要求的注法 有一樣外表構(gòu)造要求的簡(jiǎn)化注法 假設(shè)在工件的多數(shù)( 包括全部) 外表有一樣的外表構(gòu)造要求時(shí), 那么其外表構(gòu)造要求可一致標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近。此時(shí), 外表構(gòu)造要求的符號(hào)后面應(yīng)有: 在圓括號(hào)內(nèi)給出無(wú)任何其它標(biāo)注的根本符號(hào), 不同的外表構(gòu)造要求仍應(yīng)直接標(biāo)注在圖形中, 如圖 8 所示。圖8 大多數(shù)外表有一樣外表構(gòu)造要求的簡(jiǎn)化注法一圖9 大多數(shù)外表有一樣外表構(gòu)造要求的簡(jiǎn)化注法二 圖10 在圖紙空間有限時(shí)的簡(jiǎn)化注法只用外表構(gòu)造符號(hào)的簡(jiǎn)化注法 圖11 多個(gè)外表構(gòu)造要求的簡(jiǎn)化標(biāo)注兩種或多種工藝獲得的同一外表的注法 由幾種不同的工藝方法獲得的同一外表，當(dāng)需求明確每種工藝方法獲

20、得的同一外表。當(dāng)需求明確每種工藝方法的外表構(gòu)造要求時(shí)，可按圖12進(jìn)行標(biāo)注。圖12 多種工藝方法獲得的同一外表的標(biāo)注可按圖 12(a)所示進(jìn)展標(biāo)注(圖中 Fe 表示基體資料為鋼,Ep 表示加工工藝為電鍍)。圖 12(b)所示為三個(gè)延續(xù)的加工工序的外表構(gòu)造、尺寸和外表處置的標(biāo)注。第一道工序: 單向上限值, Rz=1.6m, “16%規(guī)那么( 默許), 默許評(píng)定長(zhǎng)度, 外表紋理沒(méi)有要求, 用去除資料的工藝。第二道工序: 鍍鉻, 無(wú)其它外表構(gòu)造要求。第三道工序: 一個(gè)單向上限值, 僅對(duì)長(zhǎng)度 50mm 的圓柱外表有效, Rz=6.3m, “16%規(guī)那么( 默許), 默許評(píng)定長(zhǎng)度, 外表紋理沒(méi)有要求, 磨

21、削加工工藝?？刂仆獗砉δ艿淖钌贅?biāo)注圖13 技術(shù)產(chǎn)品文件中外表構(gòu)造要求標(biāo)注的控制元素a 上限或下限符號(hào)U或LB 濾波器類(lèi)型“x。規(guī)范濾波器是高斯濾波器(GB/T 18777)。以前的規(guī)范濾波器是2RC濾波器。未來(lái)也能夠?qū)ζ渌臑V波器進(jìn)展規(guī)范化。在轉(zhuǎn)換期間，在圖樣上標(biāo)注濾波器類(lèi)型對(duì)某些公司比較方便。濾波器類(lèi)型可以標(biāo)注為“高斯濾波器或“2RC。濾波器稱號(hào)并沒(méi)有規(guī)范化，但這里所建議的標(biāo)注稱號(hào)是明確的，無(wú)爭(zhēng)議的。c 傳輸帶標(biāo)注為短波或長(zhǎng)波濾波器。d 輪廓(R、W或P。e 特征參數(shù)。f 評(píng)定長(zhǎng)度包含假設(shè)干取樣長(zhǎng)度，詳見(jiàn)6. 3 0當(dāng)運(yùn)用圖形參數(shù)時(shí)，評(píng)定長(zhǎng)度標(biāo)注在外表構(gòu)造參數(shù)代號(hào)前兩個(gè)斜線之間。g 極限判別

22、規(guī)那么(“16規(guī)那么或“最大化規(guī)那么。h 以微米為單位的極限值。i 加工工藝類(lèi)型。j 外表構(gòu)造紋理。k 加工工藝。2022/7/17565.5 外表粗糙度的選用Application about Surface Roughness2022/7/17575.5.1 外表粗糙度參數(shù)的選用如無(wú)特殊要求，只規(guī)定幅度參數(shù)之一即可。1、引薦優(yōu)先選用輪廓的算術(shù)平均偏向Ra值，由于Ra能充分反映零件外表輪廓的特征；外表過(guò)于粗糙、太光滑或有抗疲勞破壞要求時(shí)，多采用輪廓的最大高度Rz。2、當(dāng)外表不允許出現(xiàn)較深加工痕跡，防止應(yīng)力過(guò)于集中，要求保證零件的抗疲勞強(qiáng)度和密封性時(shí)，應(yīng)選擇Ra與Rz聯(lián)用。 3、當(dāng)丈量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的外表，可選用Rz值。2022/7/17585.5.1 外表粗糙度參數(shù)的選用附加參數(shù)普通不單獨(dú)運(yùn)用。1對(duì)有特殊要求的少數(shù)零件的重要外表如要求噴涂均勻、涂層有較好的附著性和光澤外表需求控制輪廓單元的平均寬度Rsm數(shù)值。2對(duì)于有較高支撐剛度和耐磨性的外表，應(yīng)規(guī)定輪廓的支承長(zhǎng)度率Rmr(c)參數(shù)。2022/7/17595.5.2 外表粗糙度參數(shù)數(shù)值的選用 選用原那么: 首先滿足功能要求，其次是思索經(jīng)濟(jì)性及工藝性。在滿足功能