哈尔滨工业大学：《互换性与测量技术基础》课程教学资源（PPT课件）05 表面粗糙度

5表面粗糙度

1 表面 粗糙度

国家标准GB/T1031-2009《产品几何技术规范（GPS）表面粗糙度参数及其数值》GB/T131-2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》GB/T1031-1995《表面粗糙度参数及其数值人

2 国家标准 GB/T 1031－2009《产品几何技术规范(GPS) 表面粗糙度 参数及其数值》 GB/T 131－2006《产品几何技术规范(GPS) 技 术产品文件中表面结构的表示法》 GB/T 3505－2000《产品几何技术规范 表面结 构 轮廓法 表面结构的术语、定义及参数》 GB/T 1031－1995《表面粗糙度 参数及其数值 》

表面粗糙度的基本概念载面轮误差放大曲线(a)wm表面粗槛度成分(b)波纹度成分波距1(e)形状误差成分零件表面的几何形状误差

3 表面粗糙度的基本概念 零件表面的几何形状误差

表面粗糙度的基本概念按照表面轮廓误差曲线上相邻波峰或波谷的距离（波距）的大小，可把误差划分为三类：(1）表面粗糙度：波距小于1mm，是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度，工艺系产生原因：加工痕迹、切屑分离时的塑性变形、统中的高频振动、刀具和被加工表面的摩擦。(2)表面波度：波距l~10mm，是一种中间几何形状误差产生原因：切削力的波动、振动等(3）形状误差：波距大于10mm，是一种宏观几何形状误差产生原因：工件的安装定位误差，机床一刀具一工件相对不准确及切削力变化

4 表面粗糙度的基本概念 按照表面轮廓误差曲线上相邻波峰或波谷的距离(波距)的 大小，可把误差划分为三类： (1)表面粗糙度：波距小于1mm，是一种微观几何形状误 差，也称为微观不平度。 • 产生原因：加工痕迹、切屑分离时的塑性变形、工艺系 统中的高频振动、刀具和被加工表面的摩擦。 (2)表面波度：波距l～10mm，是一种中间几何形状误差 。 • 产生原因：切削力的波动、振动等。 (3)形状误差：波距大于10mm，是一种宏观几何形状误差 。 • 产生原因：工件的安装定位误差，机床—刀具—工件相 对不准确及切削力变化

表面粗糙度对零件使用性能的影响1）对摩擦和磨损的影响零件越粗糙，摩擦阻力越大，零件磨损越快。2）对配合性能的影响对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；实际表面接触情况对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使魔性物质联接强度降低。3）对抗腐蚀性的影响在粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致对抗腐蚀性的影响使腐蚀加剧

5 表面粗糙度对零件使用性能的影响 1) 对摩擦和磨损的影响 零件越粗糙，摩擦阻力越大，零件磨损 越快。 2) 对配合性能的影响 对于间隙配合，相对运动的表面因其粗 糙不平而迅速磨损，致使间隙增大； 对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容 易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使 联接强度降低。 3) 对抗腐蚀性的影响 在粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在表 面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致 使腐蚀加剧。 实际表面接触情况 对抗腐蚀性的影响

表面粗糙度对零件使用性能的影响4）对疲劳强度的影响零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时对应力集中很敏感，疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。5对接触刚度的影响两表面间只有一部分面积接触，一般实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。6）对结合面密封性的影响两粗糙表面只在局部点接触，中间有缝隙，影响密封性，7对零件其他性能的影响流体流动的阻力，以及零件表面粗糙度对零件测量精度、外形的美观等都有很大的影响

6 表面粗糙度对零件使用性能的影响 4) 对疲劳强度的影响 零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时， 对应力集中很敏感，疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹 而损坏。 5) 对接触刚度的影响 两表面间只有一部分面积接触，一般实际接触面积只有公 称接触面积的百分之几。因此，表面越粗糙受力后局部变形 越大，接触刚度也越低。 6) 对结合面密封性的影响 两粗糙表面只在局部点接触，中间有缝隙，影响密封性。 7) 对零件其他性能的影响 表面粗糙度对零件测量精度、流体流动的阻力，以及零件 外形的美观等都有很大的影响

基本术语和定义1.取样长度是测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，一般应包含5个以上的轮廓峰和谷，取样长度的方向与轮廓走向一致。2.评定长度为合理地反映表面粗糙度的特征，在测量和评定时所规定的1,并以5一段最小长度称为评定长度。1一般情况，取个取样长度内的粗糙度的平均值作为评定长度内的粗糙度值。标准评定长度1，标准取样长度1！R,/μmRSm/mmR,/μm（等于5个标准取样长度）/mm/mm(0.006)~0.02>(0.025)~0.1>0.013~0.040.080. 4>>0. 02 ~0. 1>0. 1 ~0. 5>0.04 ~0.130.251.25>0.1~2>0.5~10>0.13~0.40.84>2~10>10 ~50>0.4~1.32.512.5>10~80>50~2008>1.3~440

7 基本术语和定义 1. 取样长度 是测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，一 般应包含5个以上的轮廓峰和谷，取样长度的方向与轮廓 走向一致。 2. 评定长度 为合理地反映表面粗糙度的特征，在测量和评定时所规定的 一段最小长度称为评定长度 。一般情况，取 ，并以5 个取样长度内的粗糙度的平均值作为评定长度内的粗糙度 值。 l l n l n l l n = 5

基本术语和定义基准线VAAAAAAAA取样长度和评定长度

8 基本术语和定义 取样长度和评定长度

基本术语和定义3.评定表面粗糙度的基准线（轮廓中线）1）轮廓的最小二乘中线根据实际轮廓，用最小二乘法确定的划分轮廓的基准线，即在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至该线的距离平方和为最小，即：{'y2dx=minZi(x)轮廓最小二乘中线lr

9 基本术语和定义 3. 评定表面粗糙度的基准线（轮廓中线） 1) 轮廓的最小二乘中线 根据实际轮廓，用最小二乘法确定的划分轮廓的基准线 ，即在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至该 线的距离平方和为最小，即： 2 0 min l y dx =  lr Zi(x) Z O X 轮廓最小二乘中线

基本术语和定义2）轮廓的算术平均中线在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上下两个部分，且使上部分面积之和等于下部分面积之和，即Fi-Fi=li=l1lnlr轮廓算术平均中线FiX轮廓总的走向10

10 2) 轮廓的算术平均中线 在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上下两个部分 ，且使上部分面积之和等于下部分面积之和，即 基本术语和定义 1 1 ' n n i i i i F F = =  =