汽車機械基礎(chǔ) 課件 模塊六單元三 表面結(jié)構(gòu)要求

單元三表面結(jié)構(gòu)要求一、表面粗糙度概述【學(xué)習(xí)目標】1.了解表面粗糙度的定義及評定參數(shù)；2.理解表面粗糙度對零件、產(chǎn)品的使用影響。【任務(wù)引入】經(jīng)過機械加工或其他加工方法得到的零件表面，由于加工過程中的塑性變形、機床的高頻振動以及刀具在加工表面留下的劃痕，導(dǎo)致零件表面不可能絕對光潔。在零件的表面總會存在具有較小間距和峰谷的幾何誤差，我們把這種微觀幾何形狀特性稱為表面粗糙度。表面粗糙度的大小，直接影響零件的使用性能和壽命。因此，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，必須有效控制零件表面的粗糙度。本課題主要介紹國標中表面粗糙度的相關(guān)名詞術(shù)語，是表面粗糙度代號的識讀和控制的基礎(chǔ)。（一）表面粗糙度的概念表面結(jié)構(gòu)是指零件表面的幾何形貌，它是表面粗糙度、表面紋理、表面缺陷和表面幾何形狀的總稱。表面粗糙度示意圖（二）表面粗糙度對零件使用性能的影響1.摩擦和磨損方面。表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，摩擦阻力也越大，零件配合表面的磨損就越快。2.配合性質(zhì)方面。對于間隙配合，粗糙的表面會因峰頂很快磨損而使間隙逐漸加大；對于過盈配合，因裝配表面的峰頂被擠平，使實際有效過盈減少，降低連接強度。3.疲勞強度方面。表面越粗糙，一般表面微觀不平的凹痕就越深，交變應(yīng)力作用下的應(yīng)力集中就會越嚴重，越易造成零件抗疲勞強度的降低而導(dǎo)致失效。4.耐腐蝕性方面。表面越粗糙，腐蝕性氣體或液體越易在谷底處聚集，并通過表面微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面銹蝕。5.接觸剛度方面。表面越粗糙，表面間接觸面積就越小，致使單位面積受力增大，造成峰頂處的局部塑性變形加劇，接觸剛度下降，影響機器工作精度和平穩(wěn)性。6、表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。

7、影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。此外，表面粗糙度對零件的鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。

為保證零件的使用性能和壽命，應(yīng)對零件的表面粗糙度加以合理限制。（三）表面粗糙度國家標準表面粗糙度的國家標準共有三個：產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)的表示法GB/T131－2006/ISO1302：2002代替了GB/T131―1993《機械制圖表面粗糙度符號、代號及其注法》、GB/T3505―2000《表面結(jié)構(gòu)輪廓法表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語、定義及參數(shù)》、GB/T1031―1995《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》。（四）基本術(shù)語1.實際輪廓（表面輪廓）。實際輪廓是指平面與實際表面相交所得的輪廓線。2.取樣長度了lr

取樣長度是指用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。3.評定長度ln

評定長度是指評定輪廓表面粗糙度所必需的一段長度。一般情況下，標準推薦ln=5lr。4.基準線（中線m）基準線是用以評定表面粗糙度參數(shù)大小所規(guī)定的一條參考線，據(jù)此作為評定表面粗糙度參數(shù)大小的基準。①輪廓的最小二乘中線:在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點至一條假想線距離的平方和為最小。②輪廓算術(shù)平均中線在取樣長度內(nèi)，由一條假想線將實際輪廓分為上下兩部分，而且使上部分面積之和等于下部分面積之和。5.輪廓單元即一個輪廓峰和其相鄰的一個輪廓谷的組合。

6.輪廓峰高zp即輪廓最高點距中線的距離。

7.輪廓谷深zv即中線與輪廓最低點之間的距離。

8.輪廓單元的高度zt即一個輪廓單元的峰高和谷深之和。

9.輪廓單元的寬度xs即中線與輪廓單元相交線段的長度。10.在水平位置c上輪廓的實體材料長度M1（c）即在一個給定水平位置c上用一條平行于中線的線與輪廓單元相截所獲得的各段截線長度之和。11.高度和間距辨別力即應(yīng)計入被評定輪廓的輪廓峰和輪廓谷的最小高度和最小間距。輪廓峰和輪廓谷的最小高度通常用RZ或任意一振幅參數(shù)的百分率來表示；最小間距則以取樣長度的百分率給出。（五）評定表面粗糙度的基本參數(shù)1.輪廓算術(shù)平均偏差Ra：在一個取樣長度lr輪廓上各點到基準線之間的距離的算術(shù)平均值。2.輪廓最大高度Rz：在一個取樣長度lr內(nèi)，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離。（六）表面粗糙度的測量方法1.比較法：

也稱為目測法和觸覺法。即將被測量表面與標有一定數(shù)值的粗糙度樣塊（樣塊的加工方法、加工紋理、加工方向、材料與被測零件表面相同）進行比較，用目測或手摸判斷被測表面粗糙度數(shù)值。比較時可以采用的方法:Ra>1.6μm時

，目測；Ra1.6~Ra0.4μm時，用放大鏡；

Ra<0.4μm時，用比較顯微鏡。該方法測量簡便，器具簡單，能滿足一般的生產(chǎn)要求，是車間現(xiàn)場常用的測量。測量范圍為：目測法Ra值為3.2～50μm；觸覺法Ra值為0.8～6.3μm。2.針描法：也稱感觸法，可通過測量描繪出被測表面的實際輪廓線，并通過電信的放大和處理測得表面粗糙度的主要評定參數(shù)，多用于測量Ra值。

常用的量儀有電感輪廓儀和壓電輪廓儀，測量范圍為Ra0.008～6.3μm，適用于內(nèi)外表面檢測，但不能用于檢測柔軟或易劃傷表面。3.光切法：利用光切原理，借助于光切顯微鏡（雙管顯微鏡）來測量表面粗糙度。光切顯微鏡主要用來測量評定Rz值，可測量車、銑、刨或其他類似方法加工的金屬零件的平面和外圓表面，但不便于檢驗用磨削或拋光等方法加工的金屬零件的表面。測量范圍為0.8～80μm。4.干涉法：利用光波干涉原理來測量表面粗糙度，常用的儀器為干涉顯微鏡。常用于測量精密表面的Rz值，測量范圍為0.008～0.2μm。5.印模法：用塑性材料黏合在被測表面上，將被測表面輪廓復(fù)制成印模，然后測量印模。適用于對深孔、不通孔、凹槽、內(nèi)螺紋、大工件及其難測部件檢測。測量范圍為Ra0.1～100μm。二、表面粗糙度的標注【學(xué)習(xí)目標】1.了解表面粗糙度的標注方法；2.掌握表面粗糙度的符號及其代號；3.會正確識讀汽車典型零件圖的表面粗糙度代號。【任務(wù)引入】（一）表面結(jié)構(gòu)的圖形符號表面結(jié)構(gòu)的圖形符號及其含義（二）表面粗糙度的代號表面粗糙度表面粗糙度高度參數(shù)注寫示例及意義新舊國標中表面粗糙度代號對比（三）表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣上的標注1.表面結(jié)構(gòu)的注寫和讀取方向與尺寸的注寫與讀取方向一致。2.表面結(jié)構(gòu)要求一般標注在可見輪廓線上，其符號的尖端必須從材料外指向并接觸表面。必要時，也可用帶箭頭或黑點的指引線引出標注。表面結(jié)構(gòu)要求的注寫方向3.標注在特征尺寸的尺寸線上或形位公差框格上。4.標注在延長線上：表面結(jié)構(gòu)要求可直接標注在延長線上，或用帶箭頭的指引線引出標注。表面結(jié)構(gòu)要求標注在尺寸線上用指引線引出標注表面結(jié)構(gòu)要求表面結(jié)構(gòu)要求標注在圓柱特征的延長線上5.標注在圓柱或棱柱表面上。圓柱或棱柱的表面結(jié)構(gòu)要求只標注一次，如果棱柱表面有不同的表面結(jié)構(gòu)要求，則應(yīng)分別單獨標注。圓柱和棱柱的表面結(jié)構(gòu)要求的注法（四）表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法1.有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法如果在工件的多數(shù)（包括全部）表面有相同的表面結(jié)構(gòu)要求，則其表面結(jié)構(gòu)要求可統(tǒng)一標注在圖樣的標題欄附近。此時，（除全部表面有相同要求的情況外），表面結(jié)構(gòu)要求的符號后面應(yīng)有：——在圓括號內(nèi)給出無任何其他標注的基本符號?！趫A括號內(nèi)給出不同的表面結(jié)構(gòu)要求。不同的表面結(jié)構(gòu)要求應(yīng)直接標注咋圖形中。大多數(shù)表面有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法（一）大多數(shù)表面