培训教材表面粗糙度计量.pdf

第一章 表面粗糙度的基本概念 表面粗糙度所描述的是一种形状其复杂的三维空间曲面，它对机械和仪器的性能有重 要的作用， 特别是对高速、 高压和重载荷条件下工作的机器和高精度运动的部件作用更大。 对机械零件必须进行粗糙度测量。 第一节 零件表面的几何形状误差 人们通常把表面几何形状的偏差分解成为粗糙度 ( 微观的 ) 、波纹 度 ( 中间的 ) 和形状误差 ( 宏观的 ) ，分别进行评定与控制。图 1-1-1 为 某一截面轮廓上几类几何状偏差及其又叠加在一起的示例。 如图 1-1-1 所示，若单纯从几何形状去分析，其曲折不平的高度有时没有很大差 别，主要区别在于不平度的间距不一样。各种大小不同的制作以及加 工方法的差异，使三类几何形状偏差的间距值的变化范围很宽，例如 有的大型零件的表面波纹度和粗糙度的间距可能比小零件本身的长度还要大，因此难以提 出确切的、统一的分 界值。所以要把综合为一体的表面几 图 1-1-1 各类几何形状 何形状偏差分成三类，是由于它们各自形成的原因以及对零件使用 偏差的示意图 功能的影响都各有特点，因此从这个意义上把三者区别开来才具有实际作用，但这不能定 量地用一个 ( 间距) 数值简单地将其分类。 一、微观形状误差 ( 表面粗糙度 ) 表面粗糙度是由加工方法固有的内在作用所产生，是制件加工过程中由实际加工介质 切削刀、磨料、喷等在完工表面上留下的微观不平度。例如，切削过程中的残留面积、切 屑分裂时材料的 性变形、 刀具对制作表面的磨擦造成的灼伤和刀瘤等因素， 在加工后表面 上形成各种形式不平的微细加工痕迹。采用不同的工艺方法和条件便构成特定的表面微观 几何结构。表面粗糙度以往曾称作表面光洁度，但这个名称有时容易和表面光泽反射能力 等其他表面特性相混淆，因而目前国内外已普遍采用表面粗糙度这一名称。 ) 。 二、中间形状误差 ( 表面波纹度 ) 一般称为表面度， 简称波度。 它具有较明显的周期性的波距 ( 见图 4-1-1c 中的 B ) 和波 高，只是在高速切削 ( 主要是磨削 ) 条件下才有时呈现，是由加工系统 ( 机床一工件一刀具 ) 中的振动所造成的，常见于滚动轴承的套圈等零件。 三、宏观形状误差 简称形状误差。它产生的原因是加工机床和工夹具本身有形状和位置误差，还有加工 中的力变形和热变形以及较大的振动等。零件上的直线不直，平面不平，圆截面不圆，都 属此类误差。 相互位置误差与宏观形状误差无论产生的原因还是对零件及机器的影响， 都有许多相近 之处， 故合称为。 形位误差。 其精确度的国家标准， 也是同一标准， 即 “形状和位置公差”。 形位误差影响零件的配合性质和密封性，加剧磨损，降低连接强度和接触刚度，直接影响 整机的工作精确度和寿命。 三种类型的表面几何形状偏差的一般数值范围， 列于表 1-1-1 供参考， 由表可见它们是 相互交错重叠的，不可能用单一的数值将其区分开。 表 1-1-1 三类几何形状偏差的不平度间距和高度的一般范围 表面几何形状偏差 代号 不平度间距 S 不平度高度 H 的类型 形状误差 几毫米至几十米 0.02 m 至几毫米 表面波纹度 0.5~300mm 0.1~500 m 零点几微米至几 表面粗糙度