第6章 表面粗糙度
6.1 概述
· 课时数:0.5课时· 重点:表面粗糙度概念 · 难点:表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、表面波度的 区别授课方式:新授新课导入: 切削加工的零件,不仅有尺寸精度和形位公差的要求,而且有表面质量的要求.表面质量影响零件的使用性能.表面粗糙度就是用来衡量零件表面质量的.
6.1.1 表面粗糙度的概念
1.表面粗糙度产生的原因 在切削加工过程中,刀具和被加工表面间的相对运动轨迹(即刀痕)、刀具和被加工表面间的摩擦、切削过程中切屑分离时表层金属材料的塑性变形以及工艺系统的高频振动
零件被加工表面上的微观的几何形状误差称为表面粗糙度,又称微观不平度.
2.表面粗糙度与表面波度、形状误差的区别 波距λ小于1mm的属于表面粗糙度;波距λ在1~10mm的属于表面波度;波距λ大于10mm的属于形状误差.波距λ与波幅h的比值小于40时属于表面粗糙度;比值在40~1000时属于表面波度;比值大于1000时属于形状误差.如图6-1所示.
图6-1 加工误差示意图
6.1.2 表面粗糙度对零件使用性能的影响
表面的凹凸不平使两表面接触时实际接触面积减小,接触部分压力增加.表面越粗糙,接触面积越小,压力越大,接触变形越大,摩擦阻力也增加,磨损也越快.
图6-2 实际接触面
1.影响两接触表面间的摩擦、磨损和接触变形
2.影响配合性质
表面粗糙使间隙配合,间隙增大;过盈配合的过盈减小;过渡配合变松.
3.影响疲劳强度 表面微观不平度的凹痕越深,其底部曲率半径越小,则应力集中越严重,零件疲劳损坏的可能性越大,疲劳强度就越低.
4.影响耐腐蚀性 腐蚀介质在表面凹谷聚集,不易清除,产生金属腐蚀.表面越粗糙,凹谷越深,谷底越尖,零件抗腐蚀能力越差.
此外,表面粗糙度对零件结合面的密封性能、表面反射能力和外观质量等都有影响.
本课小结
表面粗糙度是指零件被加工表面上的微观几何形状误差.它不同于表面宏观几何形状误差以及表面波度 .表面粗糙度影响零件的使用性能. 作业 习题6 6-1
· 课时数:2课时· 重点:轮廓算术平均偏差Ra及其国家标准 · 难点:用以测量或评定表面粗糙度数值大小的基准线 授课方式:新授新课导入:表面粗糙度对零件的使用有着重要的影响.国家标准GB 3505-1995对表面粗糙度的评定参数及其数值作了相应的规定.
6.2 表面粗糙度的评定参数和国家标准
1、表面轮廓 表面轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓 .按照相截方向的不同,它又可分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓.
图6-3 表面轮廓
图6-4 加工纹理方向
6.2.1 基本术语和定义(摘自GB 3505-2000)
2、取样长度l
取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特征的一段长度.
图6-5 取样长度和评定长度
表6-1 取样长度与评定长度的选用值 (摘自GB1031—1995)
取样长度应与表面粗糙度的要求相适应(表6-1).取样长度过短,不能反映表面粗糙度的实际情况;取样长度过长,表面粗糙度的测量值又会把表面波度的成分包括进去.在取样长度范围内,一般应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷.
3、评定长度
评定长度是指用于判别被评定轮廓表面粗糙度所必须的一段长度. 如图6-5所示.
为了充分合理地反映表面的特性,通常取几个取样长度来评定表面粗糙度,一般 =5l.
4、基准线 用以测量或评定表面粗糙度数值大小的一条参考线称为基准线,基准线通常有轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线两种.
(1) 轮廓最小二乘中线(简称中线) 在取样长度范围内,实际被测轮廓线上的各点至一条假想线的距离的平方和为最小,即=Min,这条假想线就是最小二乘中线(图6-6a中的 和).
图6-6 轮廓中线
(2) 轮廓算术平均中线
在轮廓图形上确定最小二乘中线的位置比较困难,在实际工作中可用算术平均中线代替最小二乘中线,两者相差不大.
在取样长度内,由一条假想线将实际轮廓分成上、下两部分,而且使上部分面积之和等于下部分面积之和,即 .这条假想线就是轮廓算术平均中线(图6-6b中的 和).
6.2.2 表面粗糙度的评定参数
1.高度特征参数——主参数(1)轮廓算术平均偏差 在取样长度内,被测表面轮廓上各点至基准线距离Yi的绝对值的平均值(图6-7).

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