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1、第3章表面精度內(nèi)容:表面結構的基本概念;表面缺陷的特征,粗糙度輪廓的應用及圖樣標注。重點:評定參數(shù)的含義,圖樣標注方法。難點:取樣長度、評定長度和輪廓中線的概念和粗糙度參數(shù)數(shù)值的選擇。3.1表面結構設計的零件表面具有理想的幾何形狀。經(jīng)過機械加工的實際零件表面,其幾何特性必然呈非理想狀態(tài)。對零件的表面結構予以適當控制,將有助于提高零件的使用性能和壽命。3.1.1表面結構的特點表面結構是由實際表面的重復或偶然的偏差所形成的表面三維形貌,包括表面粗糙度、表面波紋度、形狀誤差和表面缺陷。3.1表面結構表面結構偶然性表面結構——重復性表面結構表面缺陷表面形狀誤差表面波紋度表面粗糙度表面粗
2、糙度:零件表面所具有的微觀幾何形狀誤差。λ>10mmλ=1~10λ<1mmλ>10mm屬于形狀誤差λ=1~10屬于表面波度λ<1mm屬于表面粗糙度3.1表面結構3.1表面結構表面形狀誤差、表面粗糙度以及表面波紋度之間,并沒有確定的界限,它們通常與加工工藝和工件的尺寸有關。表面粗糙度屬于微觀幾何誤差。主要是由加工過程中刀刃在工件表面留下的痕跡、刀具和零件表面之間的摩擦、切屑分離時的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中存在的高頻振動等原因所形成的。表面波紋度是微觀和宏觀之間的幾何誤差。主要是由在加工過程中加工系統(tǒng)的強迫振動、回轉(zhuǎn)過程中的質(zhì)量不均衡以及刀具進給的不規(guī)則等原因形成的,具有較強的周期性
3、。3.1.2表面結構對零件工作性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響零件的疲勞強度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對零件的外觀、測量精度、表面光學性能、導電導熱性能和膠合強度等也有著不同程度的影響。3.1表面結構3.2表面缺陷3.2.1表面缺陷的種類1.凹缺陷破裂毛孔裂縫擦痕窩陷砂眼3.2表面缺陷2.凸缺陷樹瘤皰疤飛邊縫脊夾雜物氧化皮3.2表面缺陷環(huán)形坑劃痕切削殘余腐蝕裂紋斑點3.混合表面缺陷4.區(qū)域和外觀缺陷3.2表面缺陷3.2.2表面缺陷的參數(shù)表面缺陷可以用缺陷的表面缺陷長度(SIMe)、寬度(SIMW)、深度(SIMsd)、高度(SIMsh)、面積
4、(SIMa)、缺陷總面積(SIMt)、單位面積缺陷數(shù)(SIMn/A)等參數(shù)進行評定,并用允許最大極限值在圖樣上表達設計要求。表面缺陷的參數(shù)值尚無國家標準。3.3表面輪廓3.3.1表面輪廓的術語與定義1.實際表面實際表面是物體與周圍介質(zhì)分離的表面。2.實際表面輪廓由理想平面與實際表面相交所得的輪廓。原始輪廓波紋度輪廓粗糙度輪廓3.輪廓濾波器輪廓濾波器是把輪廓分成長波和短波成分的濾波器,主要作用是區(qū)分粗糙度輪廓和波紋度輪廓。輪廓濾波器按照波長可以分為λs濾波器、λc濾波器和λf濾波器,如圖3-3所示。λsλcλf波長<λsλc<波長<λfλs<波長<λc3.3表面輪廓4.取樣長度(
5、lr、lw、lp)取樣長度——測量表面粗糙度時,規(guī)定的一段足夠短的長度上,以限制或減弱波紋度對測量的影響。取值系列:0.08、0.25、0.8、2.5、8mm3.3表面輪廓5.評定長度(ln)評定長度——連續(xù)的幾個取樣長度。目的是為了更可靠地反映表面粗糙度輪廓的特性。取值系列:0.4、1.25、4、12.5、40mm3.3表面輪廓6.評定粗糙度的基準線(中線)在處理粗糙度結果時,必須建立一個新的坐標,該坐標就是基準線。xzlrlr基準線應穿過輪廓,且與輪廓走向一致,因此也稱為中線。3.3表面輪廓確定輪廓中線的方法有兩種:(1)輪廓的算術平均中線若中線與輪廓所包圍的面積上下相等,
6、則稱為算術平均中線,有無數(shù)條。3.3表面輪廓(2)輪廓最小二乘中線滿足,是唯一的一條線。xzizi3.3表面輪廓1.輪廓的算術平均偏差Ra3.3.2表面輪廓的評定參數(shù)Ra——在取樣長度lr范圍內(nèi),輪廓上各點至中線的縱坐標值Z(x)的絕對值的算術平均值。xzilrZ(x)3.3表面輪廓Rz——在一個取樣長度lr范圍內(nèi),被評定輪廓的最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和的高度。2.輪廓的最大高度RzlrRzRpRvzxRz=Rp+Rv3.3表面輪廓在零件有疲勞要求時最好使用該參數(shù)3.輪廓單元的平均寬度RSmlrzxxS1xS2xS3xS4xS5xS6xS7輪廓單元:沿中線方向上一個
7、輪廓峰與相鄰輪廓谷的距離。3.3表面輪廓4.輪廓支承長度率Rmr該參數(shù)可較好地反映耐磨性3.3表面輪廓國家標準規(guī)定的粗糙度參數(shù)有:幅度參數(shù):Rz、Rc、Rt、Ra、Rq、Rsh、Rku間距參數(shù):RSm混合參數(shù):R△q曲線和相關參數(shù):Rmt(c)、Rδc、Rmr設計中,最常用的參數(shù)是幅度參數(shù)Ra或Rz,其他參數(shù)根據(jù)需要選擇,使用較少。3.3表面輪廓3.4表面粗糙度及其應用上節(jié)介紹的表面輪廓國家標準GB/T3505-2000,在此之前采用的為粗糙度舊國家標準GB/T3505-1983,并有配套標