表面结构

发布日期:[16-01-03 15:02:44] 浏览人次:[]

表面结构的概念

表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面几何形状的总称

表面结构的各种特性都是零件表面的几何形状误差,是在金属切削加工过程中,由于工艺等因素的不同,致使零件加工表面的几何形状误差有所不同

表面粗糙度、表面波纹度、表面几何形状这三种特性绝非孤立存在,大多数表面是由粗糙度、波纹度及形状误差综合影响产生的结果。由于粗糙度、波纹度及形状误差的功能影响各不相同,分别测出它们是必要的(下图)

2d4d1

代表粗糙度、波纹度和形状误差的综合影响的表面轮廓

表面结构标准体系

目前我国表面结构标准体系如下图所示

2D4D2

表面结构标准体系

一般术语及定义(GB/T 3505—2000)

序号

术 语

定义或解释

图  示

1

坐标系

确定表示结构参数的坐标体系

注:通常采用一个直角坐标体系,其轴线形成一右旋笛卡儿坐标系,X轴与中线方向一致,Y轴也处于实际表面上,而Z轴则在从材料到周围介质的外延方向上

 

2

实际表面

物体与周围介质分离的表面

 

3

表面

轮廓

平面与实际表面相交所得的轮廓(见右图)

注:实际上,通常采用一条名义上与实际表面平行和在一个适当方向的法线来选择一个平面

b2d4d1a

4

原始

轮廓

在应用短波长滤波器λs之后的总轮廓

注:原始轮廓是评定原始轮廓参数的基础

 

5

粗糙度

轮廓

粗糙度轮廓是对原始轮廓采用λc滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓,这是故意修正的轮廓

注:1.粗糙度轮廓的传输频带是由λc和λs轮廓滤波器来限定的

2.粗糙度轮廓是评定粗糙度轮廓参数的基础

3.λc和λs之间的关系在标准中不作规定

 

6

波纹度

轮廓

波纹度轮廓是对原始轮廓连续应用λf和λc两个滤波器以后形成的轮廓。采用λf滤波器抑制长波成分,而采用λc滤波器抑制短波成分。这是故意修正的轮廓

注:

1.在运用分离波纹度轮廓的λf滤波器以前,应首选通过最小二乘法的最佳拟合从总轮廓中提取标称的形状。对于圆的标称形式,建议将半径也包含在最小二乘的优化计算中,而不是保持固定的标称值。这个分离波纹度轮廓的过程限定了理想的波纹度运算操作

2.波纹度轮廓的传输频带是由λf和λc轮廓滤波器来限定的

3.波纹度轮廓是评定波纹度轮廓参数的基础

 

7

中线

具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线

 

8

粗糙度

轮廓中线

用轮廓滤波器λc抑制了长波轮廓成分相对应的中线

 

9

波纹度

轮廓中线

用轮廓滤波器λf抑制了长波轮廓成分相对应的中线

 

10

原始轮

廓中线

用标称形式的线穿过原始轮廓,按最小二乘法拟合所确定的中线

 

11

取样

长度

用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度

注:评定粗糙度和波纹度轮廓的取样长度lr和lw在数值上分别与轮廓滤波器λc和λf的标志波长相等。原始轮廓的取样长度lp则与评定长度相等

 

12

评定

长度

用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度

注:评定长度包含一个或和几个取样长度

 

13

轮廓

滤波器

把轮廓分成长波和短波成分的滤波器,如λs滤波器、λc滤波器和λf滤波器

注:在测量粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中使用的三种滤波器(见右图),其传输特性相同但截止波长不同

b2d4d1b

14

λs滤波器

确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器(见右图)

15

λc滤波器

确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器(见右图)

16

λf滤波器

确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器(见右图)

新的表面结构标准体系建立后,在图样中要求标准的参数从原来单一粗糙度参数扩大到下面三组(共63个)参数

① 轮廓参数,包括粗糙度参数R、波纹度参数W、原始轮廓参数P

② 图形参数,包括粗糙度图形、波纹度图形

③ 支承率曲线参数。

一般术语及定义(GB/T 3505—2000)

序号

术 语

定义或解释

图  示

1

坐标系

确定表示结构参数的坐标体系

注:通常采用一个直角坐标体系,其轴线形成一右旋笛卡儿坐标系,X轴与中线方向一致,Y轴也处于实际表面上,而Z轴则在从材料到周围介质的外延方向上

 

2

实际表面

物体与周围介质分离的表面

 

3

表面

轮廓

平面与实际表面相交所得的轮廓(见右图)

注:实际上,通常采用一条名义上与实际表面平行和在一个适当方向的法线来选择一个平面

b2d4d1a

4

原始

轮廓

在应用短波长滤波器λs之后的总轮廓

注:原始轮廓是评定原始轮廓参数的基础

 

5

粗糙度

轮廓

粗糙度轮廓是对原始轮廓采用λc滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓,这是故意修正的轮廓

注:1.粗糙度轮廓的传输频带是由λc和λs轮廓滤波器来限定的

2.粗糙度轮廓是评定粗糙度轮廓参数的基础

3.λc和λs之间的关系在标准中不作规定

 

6

波纹度

轮廓

波纹度轮廓是对原始轮廓连续应用λf和λc两个滤波器以后形成的轮廓。采用λf滤波器抑制长波成分,而采用λc滤波器抑制短波成分。这是故意修正的轮廓

注:

1.在运用分离波纹度轮廓的λf滤波器以前,应首选通过最小二乘法的最佳拟合从总轮廓中提取标称的形状。对于圆的标称形式,建议将半径也包含在最小二乘的优化计算中,而不是保持固定的标称值。这个分离波纹度轮廓的过程限定了理想的波纹度运算操作

2.波纹度轮廓的传输频带是由λf和λc轮廓滤波器来限定的

3.波纹度轮廓是评定波纹度轮廓参数的基础

 

7

中线

具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线

 

8

粗糙度

轮廓中线

用轮廓滤波器λc抑制了长波轮廓成分相对应的中线

 

9

波纹度

轮廓中线

用轮廓滤波器λf抑制了长波轮廓成分相对应的中线

 

10

原始轮

廓中线

用标称形式的线穿过原始轮廓,按最小二乘法拟合所确定的中线

 

11

取样

长度

用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度

注:评定粗糙度和波纹度轮廓的取样长度lr和lw在数值上分别与轮廓滤波器λc和λf的标志波长相等。原始轮廓的取样长度lp则与评定长度相等

 

12

评定

长度

用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度

注:评定长度包含一个或和几个取样长度

 

13

轮廓

滤波器

把轮廓分成长波和短波成分的滤波器,如λs滤波器、λc滤波器和λf滤波器

注:在测量粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中使用的三种滤波器(见右图),其传输特性相同但截止波长不同

b2d4d1b

14

λs滤波器

确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器(见右图)

15

λc滤波器

确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器(见右图)

16

λf滤波器

确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器(见右图)

几何参数术语及定义

序号

术 语

定义或解释

图  示

1

P参数

从原始轮廓上计算所得的参数

 

2

R参数

从粗糙度轮廓上计算所得的参数

 

3

W参数

从波纹度轮廓上计算所得的参数

 

4

轮廓峰

连接(轮廓和X轴)两相邻交点向外(从材料到周围介质)的轮廓部分

 

5

轮廓谷

连接两相邻交点向内(从周围介质到材料)的轮廓部分

 

6

高度和间距辨别力

应计入的被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高度和最小间距

注:轮廓峰和轮廓谷的最小高度通常用Pz、Rz、Wz取任一振幅参数的百分率来表示,最小间距则以取样长度的百分率给出

 

7

轮廓单元

轮廓峰和轮廓谷的组合(见右图)

注:在取样长度始端或末端的评定轮廓的向外部分和向内部分视为一个轮廓峰或一个轮廓谷。当在若干个连续的取样长度上确定若干个轮廓单元时,在每一个取样长度的始端或末端评定的峰和谷仅在每个取样长度的始端计入一次

B2D4D2A

8

纵坐标值Z(x)

被评定轮廓在任一位置上距X轴的高度

注:若纵坐标位于X轴下方,该高度被视为负值,反之则为正值

 

9

评定轮廓在某一位置Xi的斜度(见右图)

注:

1.局部斜率和这些参数PΔqRΔqWΔq的数值主要视纵坐标间距ΔX而定

2.计算局部斜率的公式之一

式中,Zi为第i个轮廓点的高度,ΔX为相邻两轮廓点之间距

b2d4d2b

10

轮廓峰高Zp

轮廓最高点距X轴的距离(见右图)

b2d4d2c

11

轮廓谷深

X轴与轮廓谷最低点之间的距离(见右图)

12

轮廓单元的高度Zt

轮廓单元的峰高和谷深之和(见右图)

13

轮廓单元的宽度Xs

X轴与轮廓单元相交线段的长度(见右图)

14

在水平位置c上,轮廓的实体材料长度Ml(c)

在给定水平位置c,用一条平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和(见右图)

b2d4d2d

表面轮廓参数术语及定义

序号

术 语

定义或解释

图  示

1

幅度参数(峰和谷)

以峰和谷值定义的最大轮廓峰高、最大轮廓谷深、轮廓的最大高度、轮廓单元的平均线高度及轮廓的总高度等参数

 

2

最大轮廓峰高PpRpWp

在一个取样长度内,最大的轮廓峰高Zp(见右图)

b2d4d3a

3

最大轮廓谷深

在一个取样长度内,最大的轮廓谷深(见右图)

b2d4d3b

4

轮廓的最大高度PzRzWz

在一个取样长度内,最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和的高度(见右图)

注:此处的Rz为2000年标准中规定的Rz,与GB/T 3505—1983中的Rz“不平度十点高度”含义不同,需注意区分

b2d4d3c

5

轮廓单元的平均线高度PcRcWc

在一个取样长度内,轮廓单元高度Zt的平均值(见右图)

注:对参数PcRcWc需要辨别高度和间距。除非另有要求,省略标注的高度分辨力(能力)应分别按PzRzWz的10%选取。省略标注的间距分辨力(能力)应按取样长度的1%选取。上述两个条件都应满足

b2d4d3d

6

轮廓的总高度PtRtWt

在评定长度内,最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv之和

注:

1.由于PtRtWt是根据评定长度而不是取样长度上定义的,以下关系对任何轮廓来讲都成立:

PtPzRtRzWtWz

2.在未规定的情况下,PzPt是相等的,此时建议采用Pt

 

7

幅度参数(纵坐标平均值)

以纵坐标平均值定义的评定轮廓的算术平均偏差、评定轮廓的均方根偏差、评定轮廓的偏斜度及评定轮廓的陡度等参数

 

8

评定轮廓的算术平均偏差PaRaWa

在一个取样长度内,纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值(见右图)

式中,llplrlw

b2d4d3e

9

评定轮廓的均方根偏差PqRqWq

在一个取样长度内,纵坐标值Z(x)的均方根值

式中,llplrlw

 

10

评定轮廓的偏斜度PskRskWsk

在一个取样长度内,纵坐标值Z(x)三次方的平均值分别与PqRqWq的三次方比值

注:

1.上式定义了Rsk,用类似的方式定义PskWsk

2.PskRskWsk是纵坐标值概率密度函数不对称性的测定

3.这些参数受离散的峰或离散的谷的影响很大

 

11

评定轮廓的陡度PkuRkuWku

在一个取样长度内,纵坐标值Z(x)四次方的平均值分别与PqRqWq的四次方的比值

注:

1.上式定义了Rku,用类似方式定义PkuWku

2.PkuRkuWku是纵坐标值概率密度函数锐度的测定

 

12

间距参数

以轮廓单元宽度值定义的参数,如轮廓单元的平均宽度

 

13

轮廓单元的平均宽度PSmRSmWSm

在一个取样长度内,轮廓单元宽度Xs的平均值(见右图)

注:对参数PSmRSmWSm需要辨别高度和间距。若未另外规定,省略标注的高度分辨力(能力)分别为PzRzWz的10%,省略标注的间距分辨力(能力)为取样长度的1%。上述两个条件都应满足

b2d4d3f

14

评定轮廓的均方根斜率PΔqRΔqWΔq

在一个取样长度内,纵坐标斜率的均方根值

 

15

曲线和相关参数

依据评定长度而不是在取样长度上定义,以提供稳定的曲线和相关参数,包括轮廓的支承长度率、轮廓的支承长度率曲线、轮廓截面高度差、相对支承比例及轮廓幅度分布曲线等

 

16

轮廓的支承长度率Pmr(c)、Rmr(c)、Wmr(c)

在给定的水平位置c上,轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率

 

17

轮廓的支承长度率曲线

表示轮廓支承率随水平位置而变化的关系曲线(见右图)

注:该曲线为在一个评定长度内的各坐标值Z(x)采样累积的分布概率函数

b2d4d3g

18

轮廓截面高度差PδcRδcWδc

给定支承比率的两个水平截面之间的垂直距离

RδcC(Rmr1)-C(Rmr2)

Rmr1<Rmr2

注:以上公式定义了Rδc,用类似方法可定义PδcWδc

 

19

相对支承比率PmrRmrWmr

在一个轮廓水平截面Rδc确定的,与起始零位C0相关的支承比率(见右图)

PmrRmrWmrPmrRmrWmr(C1)

其中 C1=C0-Rδc(或PδcWδc)

C0=C(Pmr0,Rmr0,Wmr0)

b2d4d3h

20

轮廓幅度分布曲线

在评定长度内,纵坐标值Z(x)采样的概率密度函数(见右图)

注:有关轮廓幅度分布曲线的各参数见本表中序号7~11的相应内容

b2d4d3i

注:GB/T 3505—1983中的Rz和GB/T 3505—2000中的Rz含义不同,因而测量仪器和测量结果会有区别。目前仍按GB/T 1031—1995中规定的数值标注Rz的参数数值。

基本术语的对照

基 本 术 语

GB/T 3505—1983

GB/T 3505—2000

取样长度

l

lplwlr

评定长度

ln

ln

纵坐标值

y

Z(x)

局部斜率

轮廓峰高

yp

Zp

轮廓谷深

yv

Zv

轮廓单元的高度

Zt

轮廓单元的宽度

Xs

在水平位置c上轮廓的实体材料长度

ηp

Ml(c)

注:lplwlr为给定的三种不同的轮廓的取样长度,分别对应于PWR参数。

表面结构参数对照

参  数

GB/T 3505—1983

GB/T 3505—2000

在测量范围内

评定长度ln

取样长度

最大轮廓峰高

Rp

Rp

 

最大轮廓谷深

Rm

Rv

 

轮廓的最大高度

Ry

Rz

 

轮廓单元的平均线高度

Rc

Rc

 

轮廓的总高度

Rt

 

评定轮廓的算术平均偏差

Ra

Ra

 

评定轮廓的均方根偏差

Rq

Rq

 

评定轮廓的偏斜度

Sk

Rsk

 

评定轮廓的陡度

Rku

 

轮廓单元的平均宽度

Sm

RSm

 

评定轮廓的均方根斜率

Δq

RΔq

 

轮廓的支承长度率

Rmr(c)

 

轮廓截面高度差

Rδc

 

相对支承比率

tp

Rmr

 

十点高度

Rz

   

注:1.GB/T 3505—2000规定了三个轮廓参数Pa(原始轮廓)、Ra(粗糙度轮廓)、Wa(波纹度轮廓),表中只列出了粗糙度轮廓参数。

2.表中符号“√”表示在测量范围内采用的标准评定长度和取样长度。

表面粗糙度参数数值及取样长度l与评定长度ln数值(GB/T 1031—1995)

GB/T 1031—1995《表面粗糙度 参数及其数值》标准中参数定义的依据是GB/T 3505—1983、GB/T 1031—1995与修订后的GB/T 3505—2000在参数分类、定义和代号等方面均有些不同,但GB/T 1031至今仍为现行标准,因此本节表面粗糙度数值及其选用原则仍按GB/T 1031介绍

当表1中的Ra、Rz、Ry系列值不能满足要求时,可选用标准附录中补充系列值,见表2

表1      表面粗糙度参数数值及取样长度l与评定长度ln数值(GB/T 1031—1995)

高度参数

Ra

/μm

0.012

0.2

3.2

50

0.025

0.4

6.3

100

0.05

0.8

12.5

 

0.1

1.6

25

 

Rz、Ry

/μm

0.025

0.4

6.3

100

1600

0.05

0.8

12.5

200

 

0.1

1.6

25

400

 

0.2

3.2

50

800

 

附加评定参数

Sm、S

/mm

0.006

0.1

1.6

0.0125

0.2

3.2

0.025

0.4

6.3

0.05

0.8

12.5

tp/%

10

15

20

25

30

40

50

60

70

80

90

取样长度

与评定长度

Ra/μm

≥0.008~0.02

>0.02~0.1

>0.1~2.0

>2.0~10.0

>10.0~80.0

Rz、Ry/μm

≥0.025~0.1

>0.10~0.5

>0.50~10.0

>10.0~50.0

>50.0~320

l/mm

0.08

0.25

0.8

2.5

8.0

ln=5l/mm

0.4

1.25

4.0

12.5

40.0

注:1. 在规定表面粗糙度要求时,必须给出表面粗糙度值和测定时的取样长度值两项基本要求,必要时也可规定表面加工纹理、加工方法或加工顺序和不同区域的粗糙度等附加要求。

2. 一般情况下,在测量Ra 、Rz、和Ry时推荐按本表选用对应的取样长度值,此时取样长度值的标注在图样上或技术文件中可省略。当有特殊要求时应给出相应的取样长度值,并在图样上或技术文件中注出。

3. 由于Ra既能反映加工表面的微观几何形状特征又能反映凸峰高度,且测量时便于数值处理,因此推荐优先选用Ra来评定轮廓表面。在高度特性参数常用的参数值范围内,(Ra为0.025~6.3μm,Rz为0.1~25μm)推荐优先选用Ra。

4. 根据表面功能的需要,在三项高度参数不能满足要求的情况下,可选用附加评定参数。Sm和S一般不单独使用,tp可单独使用。例如,必须控制零件表面加工痕迹的疏密度时,应增加附加评定参数Sm或S,当零件要求具有良好的耐磨性能时,则应增加选用tp参数。

5. 根据表面功能和生产的经济合理性,当选用表中Ra 、Rz、Ry、 Sm、和S 系列不能满足要求时,可选取补充系列值,见GB/T 1031附录A。Ra 、Rz、Ry的补充系列值见表2。

6. 选用轮廓支承长度率tp参数时必须同时给出轮廓水平截距C值。它可用微米或Ry的百分数表示。百分数系列如下:

Ry的5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%。如“tp70%、C50%”,表示水平截距C在轮廓最大高度Ry的50%的位置上,支承长度率的最小允许值为70%。

7. 轮廓的单峰(谷)S的最小间距规定为取样长度l的1%。轮廓峰(谷、单峰、单谷)的最小高度规定为轮廓最大高度Ry的10%。对评定Ra 、Rz、和Ry 参数也适用。

8. 当两个零件的配合表面给出相同的时,若tp值小,则表明零件配合的实际接触面积小,表面磨损较快。反之,tp值越大,则配合表面实际接触面积越大,表面的耐磨性就越好。

9. 为了限定和减弱表面波纹度对表面粗糙度测得的结果的影响,评定表面粗糙度时应选择一段基准线长度作为取样长度l。对于微观不平度间距较大的端铣,滚铣及其他大进给走刀量的加工表面,应按标准中本表规定的取样长度系列选取较大的取样长度值。

10.由于加工表面的不均匀性,在评定表面粗糙度时对其评定长度应根据不同的加工方法和相应的取样长度来确定。一般情况下,当测量Ra 、Rz和Ry时推荐按本表选取相应的评定长度值。如被测表面均匀性较好,测量时可选用小于5l的评定长度值;均匀性较差的表面可选用大于5l的评定长度值。

表2                        补充系列值

Ra/μm

0.008

0.010

0.016

0.020

0.032

0.040

0.063

0.080

0.125

0.160

0.25

0.32

0.50

0.63

1.00

1.25

2.0

2.5

4.0

5.0

8.0

10.0

16.0

20

32

40

63

80

Sm、S/mm

0.002

0.003

0.004

0.005

0.008

0.010

0.016

0.020

0.032

0.040

0.063

0.080

0.125

0.160

0.25

0.32

0.5

0.63

1.00

1.25

2.0

2.5

4.0

5.0

8.0

10.0

Rz、Ry/μm

0.032

0.040

0.063

0.080

0.125

0.160

0.25

0.32

0.50

0.63

1.00

1.25

2.0

2.5

4.0

5.0

8.0

10.0

16.0

20

32

40

63

80

125

160

250

320

500

630

1000

1250

注:在GB/T 3505—2000中,轮廓微观不平度的平均间距Sm称为轮廓单元的平均宽度,用RSm表示。

轮廓法评定表面结构的规则和方法(GB/T 10610—1998)

在评定表面结构参数时,必须遵守下面的规则

① GB/T 3505中定义的各种表面结构参数测得值和公差极限值相比较的规则

② 应用GB/T 6062规定的触针式仪器测量由GB/T 3505给出的粗糙度轮廓参数时选用截止波长λc的特殊规则

参数测定

(1)在取样长度上定义的参数

① 参数测定:仅由一个取样长度测得的数据计算出参数值的一次测定

② 平均参数测定:把所有按单个取样长度算出的参数值,取算术平均求得一个平均参数的测定

当取5个(标准个数)取样长度测定粗糙度轮廓参数时,不需要在参数符号后面做标记

如果是在不等于5个取样长度上测得的参数值,则必须在参数符号后面附注取样长度的个数,如Rz1、Rz3

(2) 在评定长度上定义的参数

对于在评定长度上定义的参数PtRtWt,是由一个评定长度(等于标准化的5个取样长度)上的测量数据计算出参数值的一次测定

(3) 曲线及有关参数

对于曲线及有关参数的测定,首先以评定长度为基础求解这条曲线,再利用这条曲线上测得的数据计算出某一参数数值

(4) 未注评定长度

如果在图样上或产品技术文件中没有其他指示,评定长度遵循以下规定:R系列参数,按表表面粗糙度参数数值及取样长度l与评定长度ln数值中表1给定的评定长度;P系列参数,评定长度应满足被测性能的长度

测得值与公差极限值相比较的规则

(1) 被检区域的特征正在检验中的工件各个部位的表面结构,可能呈现均匀一致状况,也可能差别很大。这点通过目测表面就能看出。在表面结构看来均匀的情况下,将采用整体表面上测得的参数值和图样上或产品技术文件中给定的技术要求相比较

如果个别区域的表面结构有明显差异,应将每个应用区域上测定的参数值分别和图样上或产品技术文件中给定的技术要求相比较

由于按参数的上限值规定要求,所用表面的个别区域可能会出现最大参数值

(2) 16%规则

对于按一个参数的上限值(GB/T 131)规定要求时,如果在所选参数都用同一评定长度上的全部实测值中,大于图样或技术文件中规定值的个数不超过总数的16%,则该表面是合格的

对于给定表面参数下限值的场合,如果在同一评定长度上的全部测得值中,小于图样或技术文件中规定值的个数不超过总数的16%,该表面也是合格的

为了指明参数的上、下限值,所用参数符号没有“max”标记

(3) 最大规则

检验时,若规定了参数的最大值要求,则在被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过图样或技术文件中的规定值。为了指明参数的最大值,应在参数符号后面增加一个“max”的标记,如Rz1max

(4) 测量不确定度

为了验证是否符合技术要求,将测得参数值和规定公差极限值进行比较时,应根据有关工件和计量器具的测量检验是否符合技术要求的判定规则把测量不确定度考虑进去。在对测量结果和上限值或下限值进行比较时,估算测量不确定度不用考虑表面的不均匀性,因为这在允许16%超差中已计及

参数评定

(1) 概述

表面结构参数不能用来描述表面缺陷。因此在检验表面结构时,不应把表面缺陷如划痕、气孔等考虑进去

为了判定工件表面是否符合技术要求,必须采用表面结构参数的一组测量值,其中每个单元的数值是从一个评定长度上测定的

判定被检表面是否符合技术要求的可靠性,以及由同一表面获得的表面结构参数平均值的精度取决于获得表面参数单元值的评定长度内取样长度的个数,而且也取决于评定长度的个数,即在表面的测量次数

(2) 粗糙度轮廓参数

对于GB/T 3505有关的粗糙度系列参数,如果评定长度不等于5个取样长度,则上、下限值应重新计算,而且将其和等于5个取样长度的评定长度联系起来,下图中所示每个σ等于σ5

σn和σ5的关系,由下式给出:

式中,n为所用取样长度的个数(小于5)

2d4d3

测量的次数愈多、评定长度愈长,则判别被检表面是否符合要求的可靠性愈高,测量参数平均值的不确定度也愈小

然而,测量次数的增加将导致测量时间和成本的增加。因此,检验方法必须考虑一个兼顾可靠性和成本的折中方案(参见附录A)

用触针式仪器检验的规则和方法

(1) 粗糙度轮廓参数测量中确定截止波长的基本原则

当工业产品文件或图样的技术条件中已规定取样长度时,截止波长λc应与取样长度值相同

若在图样或产品文件中没有出现粗糙度的技术规范或在给出的粗糙度规范中没有规定取样长度,可由(2)给出的方法选定截止波长

(2) 粗糙度轮廓参数的测量

当没有指定测量方向时,工件的安放应使其测量截面方向与粗糙度高度参数(RaRz)的最大值方向相一致,该方向垂直于被测表面的加工纹理。对无方向性的表面,测量截面的方向可以是任意的

应该在被测表面可能产生极值的部位进行测量,这可通过目测来估计。应在表面这一部位均匀分布的位置上分别测量,以获得各个独立的测量结果

为了确定粗糙度轮廓参数的测得值,应首先观察表面并判断粗糙度轮廓是周期性的还是非周期性的。若没有其他指示,基于这一判别,则应分别遵照下面①或②中一个规定的程序执行。如果采用特殊的测量程序,必须在技术文件和测量记录中加以说明

① 非周期性粗糙度轮廓的测量程序

对于具有非周期粗糙度轮廓的表面应遵循下列步骤进行测量

a.待求的粗糙度轮廓参数RaRzRz1max或RSm的数值,择优选用以下手段,如目测、用粗糙度比较样块、全轮廓轮迹的图解分析等方法来估计

b.利用a.中估计的RaRzRz1max或RSm的数值,按表1、表2或表3预选取样长度

表1                   测量Ra值的取样长度

Ra/μm

粗糙度取样长度lr/mm

粗糙度评定长度ln/mm

(0.006)<Ra≤0.02

0.02<Ra≤0.1

0.1<Ra≤2

2<Ra≤10

10<Ra≤80

0.08

0.25

0.8

2.5

8

0.4

1.25

4

12.5

40

表2                 测量RzRz1max值的取样长度

Rz①、Rz1max②/μm

粗糙度取样长度lr/mm

粗糙度评定长度ln/mm

(0.025)<RzRz1max≤0.1

0.1<RzRz1max≤0.5

0.5<RzRz1max≤10

10<RzRz1max≤50

50<RzRz1max≤200

0.08

0.25

0.8

2.5

8

0.4

1.25

4

12.5

40

① Rz是在测量RzRvRpRcRt时使用。

② Rz1max仅在测量Rz1max、Rv1max、Rp1max和Rc1max时使用。

表3                   测量RSm值的取样长度

RSm/μm

粗糙度取样长度lr/mm

粗糙度评定长度ln/mm

0.013<RSm≤0.04

0.04<RSm≤0.13

0.13<RSm≤0.4

0.4<RSm≤1.3

1.3<RSm≤4

0.08

0.25

0.8

2.5

8

0.4

1.25

4

12.5

40

c.利用测量仪器,按b.中预选的取样长度,完成RaRzRz1max或RSm的一次典型测量

d.将测得的RaRzRz1max或RSm的数值和表1、表2或表3中预先取样长度所对应的RaRzRz1max或RSm的数值范围相比较

如果测得值超出了预选取样长度对应的数值范围,则应按测得值指示的取样长度来设定,即把仪器调整至相应的较高或较低的取样长度。然后应用这一调定的取样长度测得一组典型数值,并再次与表1、表2或表3中数值相比。此时,测得值应达到由表1、表2或表3建议的测得值和取样长度的组合

e.如果以前在d.步骤评定时没有采用过更短的取样长度,则把取样长度调至更短些获得一组RaRzRz1max或RSm的数值,检查所得到的RaRzRz1max或RSm的数值和取样长度的组合是否也满足表1、表2或表3的规定

f.只要d.步骤中最后的设定与表1、表2或表3相符合,则设定的取样长度和RaRzRz1max或RSm的数值二者是正确的。如果e.步骤也产生一个满足表1、表2或表3规定的组合,则这个较短的取样长度设定值和相对应的RaRzRz1max或RSm的数值是正确的

g.运用上述步骤中预选出的截止波长(取样长度)完成一次典型的要求的参数测量

② 周期性粗糙度轮廓的测量程序

对于具有周期性粗糙度轮廓的表面应采用下述步骤进行测量

a.用图解法估计待求粗糙度的表面参数RSm的数值

b.按估计的RSm的数值,由表3确定推荐的取样长度作为截止波长

c.必要时,如在有争议的情况下,利用由b.选定的截止波长值测量RSm

d.如果按照c.步骤相应的RSm值由表3查出的取样长度比b.步骤的较小或较大,则应采用这较小或较大的取样长度作为截止波长

e.用上述步骤中预选的截止波长(取样长度)完成一次典型的要求的参数测量。

标注表面结构的方法(GB/T 131—2006)

1.标注表面结构的图形符号

符  号

意义及说明

基本图形符号

b2d4d8a

表示对表面结构有要求的图形符号。当不加注粗糙度参数值或有关说明(如表面处理、局部热处理状况等)时,仅适用于简化代号标注,没有补充说明时不能单独使用

扩展图形符号

b2d4d8b

要求去除材料的图形符号。在基本图形符号上加一短横,表示指定表面是用去除材料的方法获得,如通过机械加工获得的表面

b2d4d8c

不允许去除材料的图形符号。在基本图形符号上加一个圆圈,表示指定表面是用不去除材料方法获得

完整图形符号

B2D4D8D

允许任何工艺  去除材料  不去除材料

当要求标注表面结构特征的补充信息时,应在基本图形符号和扩展图形符号的长边上加一横线

工件轮廓各表面的图形符号

b2d4d8e

b2d4d8f

当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时,应在完整图形符号上加一圆圈,标注在图样中工件的封闭轮廓线上。如果标注会引起歧义时,各表面应分别标注

注:图示的表面结构符号是指对图形中封闭轮廓的六个面的共同要求(不包括前后面)

2.表面结构完整图形符号的组成

为了明确表面结构要求,除了标注表面结构参数和数值外,必要时应标注补充要求,补充要求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。即在完整图形符号中,对表面结构的单一要求和补充要求,注写在图1所示位置。为了保证表面的功能特征,应对表面结构参数规定不同要求。图中a~e位置注写以下内容:

p12

图1 表面结构完整图形符号的组成

a——注写表面结构的单一要求,标注表面结构参数代号、极限值和传输带(传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围,见GB/T 6062和GB/T 1877)或取样长度。为了避免误解,在参数代号和极限值间应插入空格。传输带或取样长度后应有一斜线“/”,之后是表面结构参数代号,最后是数值

示例1:0.0025—0.8/Rz6.3(传输带标注)  示例2:-0.8/Rz6.3(取样长度标注)

a、b——注写两个或多个表面结构要求,在位置a注写第一个表面结构要求,在位置b注写第二个表面结构要求。如果要注写第三个或更多个表面结构要求,图形符号应在垂直方向扩大,以空出足够的空间。扩大图形符号时,a和b的位置随之上移

c——注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求,如车、磨、镀等

d——注写表面纹理和方向,如“b15a”、“b15c”及“b15d

e——注写加工余量,以毫米为单位给出数值

3.文本中用文字表达图形符号

在报告和合同的文本中用文字表达完整图形符号时,应用字母分别表示:APA,允许任何工艺;MRR,去除材料;NMR,不去除材料

示例:MRRRa08:Rz13.2

4.表面结构参数的标注

给出表面结构要求时,应标注其参数代号和相应数值,并包括要求解释的以下四项重要信息:三种轮廓(RWP)中的一种;轮廓特征;满足评定长度要求的取样长度的个数;要求的极限值

参数代号的标注

根据GB/T 3505定义的轮廓参数标注三个(RWP)主要表面结构参数时,应使用完整符号。由于波纹度W和原始轮廓P的轮廓参数目前缺乏数值,所以此二者参数代号未编入。同样,图形参数和支承率曲线参数也缺乏数值未编入

 

高度参数

间距

参数

混合

参数

曲线和相关参数

峰谷值

平均值

R轮廓参数

(粗糙度参数)

Rp

Rv

Rz

Rc

Rt

Ra

Rq

Rsk

Rku

RSm

RΔq

Rmr(c)

Rδc

Rmr

如果标注参数代号后无“max”,则是引用给定极限的默认解释(即GB/T10610定义的16%规则),否则应用最大规则(即GB/T10610定义的最大规则)解释其给定的极限

评定长度(ln)的标注

若所注参数代号后无“max”,则采用的是有关标准中默认的评定长度。R轮廓粗糙度参数默认评定长度在GB/T 10610中定义,默认评定长度ln,由5个取样长度lr构成,即ln=5×lr。若不存在默认的评定长度时,参数代号中应标注取样长度个数,如Rp3、Rv3、Rz3、Rc3、Rt3、Ra3、RSm3等(要求评定长度为3个取样长度)。其他如W轮廓、P轮廓、图形参数、支承率曲线参数的评定长度的注法未编入

极限值判断规则的标注

表面结构要求中给定极限值的判断规则有两种(见GB/T 10610):

① 16%规则:是所有表面结构要求标注的默认规则,见图2

② 最大规则:此规则用于表面结构要求时,则参数代号中应加上“max”,见图3

p13a

图2  当应用16%规则(默认传输带)时参数的注法

p13b

图3  当应用最大规则(默认传输带)时参数的注法

16%规则和最大规则均适用于GB/T 3505中定义的轮廓参数。图形参数和支承率曲线的参数标注未编入

传输带和取样长度的标注

① 当参数代号中没有标注传输带时(图2、图3),表面结构要求采用默认的传输带(默认传输带定义见GB/T 131—2006附录G,而传输带是评定时的波长范围,传输带的波长范围在两个定义的滤波器(见GB/T 6062)之间。传输带被一个截止短波的滤波器(短波滤波器)和另一个截止长波的滤波器(长波滤波器)所限制。长波滤波器的截止波长值也就是取样长度。其数值见表表面粗糙度参数数值及取样长度l与评定长度ln数值中表1

如果表面结构参数没有定义默认传输带、默认的短波滤波器或默认的取样长度(长波滤波器),则表面结构标注应该指定传输带,即短波滤波器或长波滤波器,以保证表面结构明确的要求。传输带应标注在参数代号的前面,并用斜线“/”隔开,见图4。传输带标注包括滤波器截止波长(mm),短波滤波器在前,长波滤波器在后,并用连字号“-”隔开,见图4

p14a

图4  与表面结构要求相关的传输带的注法

在某些情况下,在传输带中只标注两个滤波器中的一个。如果存在第二个滤波器,使用默认的截止波长值。如果只标注一个滤波器,应保留连字号“-”来区分是短波滤波器还是长波滤波器

示例1:0.008-(短波滤波器标注)    示例2:-0.25(长波滤波器标注)

② R轮廓参数参见GB/T 3505

如果标注传输带,可能只需要标注长波滤波器λc(如“-0.8”)。短波滤波器λs值由GB/T 6062—2002的4.4表1中给定,即轮廓滤波器截止波长的标准值系列为0.08mm、0.25mm、0.8mm、2.5mm、8mm

如果要求控制用于粗糙度参数的传输带内的短波滤波器和长波滤波器,二者应与参数代号一起标注

轮廓参数中的WP及图形参数、支承率曲线参数的传输带和取样长度的标注未编入

单向极限或双向极限的标注

表面结构参数的单向极限:当只标注参数代号、参数值和传输带时,它们应默认为参数的上限值(16%规则或最大化规则的极限值);当参数代号、参数值和传输带作为参数的单向下限值(16%规则或最大化规则的极限值)标注时,参数代号前应加L

示例:L Ra 0.32

表面结构参数的双向极限:在完整符号中表示双向极限时应标注极限代号,上限值在上方用U表示,下极限在下方用L表示,上、下极限值为16%规则或最大化规则的极限值(图5)。如果同一参数具有双向极限要求,在不引起歧义的情况下,可以不加U、L

上、下极限值可以用不同的参数代号和传输带表达

P14B

图5  双向极限的注法

5.加工方法或相关信息的标注

轮廓曲线的特征对实际表面的表面结构参数值影响很大。标注的参数代号、参数值和传输带只作为表面结构要求,有时不一定能够完全准确地表示表面功能。加工工艺在很大程度上决定了轮廓曲线的特征,因此,一般应注明加工工艺。加工工艺用文字按图6和图7所示方式在完整符号中注明。图7表示的是镀覆的示例,使用了GB/T 13911《金属镀覆和化学处理表示方法》中规定的符号

t6

图6  加工工艺和表面粗糙度要求的注法

T7

图7  镀覆和表面粗糙度要求的注法

6.表面纹理的标注

表面纹理及其方向用下面规定的符号按图8标注在完整符号中。采用定义的符号标注表面纹理(如图8中的垂直符号)不适用于文本标注

注:纹理方向是指表面纹理的主要方向,通常由加工工艺决定

t8

图8  垂直于视图所在投影面的表面纹理方向的注法

符号

解释和示例

符号

解释和示例

b15a

纹理平行于视图所在的投影面

b15e

b15i

纹理呈近似同心圆且圆心与表面中心相关

b15l

b15b

纹理垂直于视图所在的投影面

b15f

b15j

纹理呈近似放射状且与表面圆心相关

b15m

b15c

纹理呈两斜向交叉且与视图所在的投影面相交

b15g

b15k

纹理呈微粒、凸起,无方向

b15n

b15d

纹理呈多方向

b15h

注:如果表面纹理不能清楚地用这些符号表示,必要时,可以在图样上加注说明

7.加工余量的标注

只有在同一图样中有多个加工工序的表面可标注加工余量,例如,在表示完工零件形状的铸锻件图样中给出加工余量(图9)。加工余量可以是加注在完整符号上的唯一要求,也可以同表面结构要求一起标注(如图9)。图9中给出加工余量的这种方式不适用于文本

t9

图9  在表示完工零件的图样中给出加工余量的注法

(示例为所有表面均有3mm加工余量)

8.表面结构要求及数值标注方法的总结

技术图样上标注的表面结构要求,由本表第1项中至少一个符号和相关的要求按本表第2项至第7项中的规定进行标注

独立使用图形符号作为表面结构要求,只有在下列两情况下才有意义:

① 根据本表第9项中“表面结构要求的简化注法”进行简化标注时

② 当基本图形符号使用在加工工艺的图样中时,即无论是通过不去除材料的方法还是通过其他方法获得的特定表面,判断其合格与否,其状态由最后一道加工工序确定,并根据GB/T 187791—2002判定一个特定的表面是否符合表面结构要求。此外,应考虑本标准的解释规则和相关的标准规定

9.表面结构要求在图样和其他技术产品文件中的标注

表面结构要求对每一表面一般只标注一次,并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。除非另有说明,所标注的表面结构要求是对完工零件表面的要求

图  例

意义及说明

B16A

图10  表面结构要求标注总原则

总原则是根据GB/T 44584—2003《机械制图  尺寸注法》的规定,使表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致,见图10

线

线

b16b2

图11  表面结构要求在轮廓线上的标注

b16b1

图12  用指引线引出标注表面结构要求

表面结构要求可标注在轮廓线上,其符号应从材料外指向并接触表面,见图11。必要时,表面结构符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注,见图12

标注

在特

征尺

寸的

尺寸

线上

b17a

图13  标注在特征尺寸的尺寸线上

在不致引起误解时,表面结构要求可以标注在给定的尺寸线上,见图13

标注

在形

位公

差的

框格

B17B1

图14 标注在形位公差的框格上(一)

B17B2

图15 标注在形位公差的框格上(二)

表面结构要求可标注在形位公差框格的上方,见图14、图15

线

b17c

图16  标注在延长线上

表面结构要求可以直接标注在延长线上,或用带箭头的指引线引出标注,见图16

标注

在圆

柱和

棱柱

表面

b17d

图17  标注在圆柱或棱柱表面上

圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次,见图16。如果每个棱柱表面有不同的表面结构要求,则应分别单独标注,见图17

有相

同表

面结

构要

求的

简化

注法

B17E2   B17E1

图18  简化注法(一)        图19  简化注法(二)

如果在工件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求,则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。此时,表面结构要求的符号后面应有:

① 在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号,见图18

② 在圆括号内给出不同的表面结构要求,见图19。不同的表面结构要求应直接标注在图形中,见图18、图19

多个

表面

有共

同要

求的

注法

当多个表面具有相同的表面结构要求或图纸空间有限时,可以采用简化注法

用带

字母

的完

整符

号的

简化

注法

b17f

图20  简化注法(三)

可用带字母的完整符号,以等式的形式,在图形或标题栏附近,对有相同表面结构要求的表面进行简化标注,见图20

只用

表面

结构

符号

的简

化注

B18A1

图21  简化注法(四)

B18A2

图22  简化注法(五)

B18A3

图23  简化注法(六)

可用本表第1项的基本图形符号和扩展图形符号,以等式的形式给出对多个表面共同的表面结构要求,见图21~图23

两种

或多

种工

艺获

得的

同一

表面

的注

B18B

图24 两种或多种工艺获得的同一表面的注法

由几种不同的工艺方法获得的同一表面,当需要明确每种工艺方法的表面结构要求时,可按图24进行标注

10.控制表面功能的最少标注(标准附录D)

b18c

图25  控制表面功能的最少标注

a  上限或下限符号U或L,详见本表第4项“单项极限或双向极限的标注”

b  滤波器类型“X”。标准滤波器是高斯滤波器(GB/T 18777)。以前的标准滤波器是2RC滤波器。将来也可能对其他的滤波器进行标准化。在转换期间,在图样上标注滤波器类型对某些公司比较方便。滤波器类型可以标注为“高斯滤波器”或“2RC”。滤波器名称并没有标准化,但这里所建议的标注名称是明确的,无争议的

c  传输带标注为短波或长波滤波器,详见本表第4项“传输带和取样长度的标注”

d  轮廓(RWP),详见本表第4项“参数代号的标注”

e  特征/参数,详见本表第4项

f  评定长度包含若干取样长度,详见本表第4项“评定长度(ln)的标注”

g  极限判断规则(“16%规则”或“最大化规则”),详见本表第4项“极限值判断规则的标注”

h  以微米为单位的极限值

i  加工工艺类型,详见本表第1项“标注表面结构的图形符号”

j  表面结构纹理,详见本表第6项“表面纹理的标注”

k  加工工艺,详见本表第5项“加工方法或相关信息的标注”

表面结构要求通过几个不同的控制元素建立,它们可以是图样中标注的一部分或在其他文件中给出的文本标注,这些元素见图25

经验证明,所有这些元素对于表面结构要求和表面功能之间形成明确关系是必要的。只有在很少的情况下,当不会导致歧义时,其中的一些元素才可以省略。而多数元素对于设置仪器的测量条件(图25中b、c、d、e、f)是必要的,其余元素对于明确评价测量结果并与所要求的极限进行比较也是必要的

为了简化表面结构要求的标注,定义了一系列的默认值,例如,极限值判断规则、传输带和评定长度(如标注Ra16和Rz63),如果默认定义不存在,全部的信息都应该标注在图样的表面结构要求中

当表面结构参数存在默认定义时,标注有如下的两种可能性:

① 使用全部默认定义(标准中给出),在图样中虽能简化注法,但它不能保证按照标准的默认定义作出的选择适合于具体的表面功能控制任务

② 在图样中标注所有可能的要求和细节,是根据表面结构要求和表面功能之间已知的客观关系确定。此情况通常应用于对工件功能重要的表面,即表面结构对功能是关键的

表面结构要求图形标注的新旧标准对照

GB/T 131的版本

GB/T 131—1983①

GB/T 131—1993②

GB/T 131—2006③

说明主要问题的示例

b2d4d901

b2d4d906

b2d4d912

Ra只采用“16%规则”

b2d4d902

b2d4d907

b2d4d913

除了Ra“16%规则”的参数

—④

b2d4d908

b2d4d914

“最大规则”

b2d4d903

b2d4d909

b2d4d915

Ra加取样长度

—④

—④

b2d4d916

传输带

b2d4d904

b2d4d910

b2d4d917

Ra外其他参数及取样长度

b2d4d905

b2d4d911

b2d4d918

Ra及其他参数

—④

b2d4d920

b2d4d922

评定长度中的取样长度个数如果不是5

—④

—④

b2d4d923

下限值

b2d4d919

b2d4d921

b2d4d924

上、下限值

① 既没有定义默认值也没有其他的细节,尤其是无默认评定长度、无默认取样长度、无“16%规则”或“最大规则”。

② 在GB/T 3505—1983和GB/T 10610—1989中定义的默认值和规则仅用于参数RaRyRz(十点高度)。此外,GB/T 131—1993中存在参数代号书写不一致问题,标准正文要求参数代号第二个字母标注为下标,但在所有的图表中,第二个字母都是小写,而当时所有的其他表面结构标准都使用下标。

③ 新的Rz为原Ry的定义,原Ry的符号不再使用。

④ 表示没有该项。

表面结构代号的含义示例

代  号

含  义

b2d4d10a

表示不允许去除材料,单向上限值,默认传输带,R轮廓,粗糙度的最大高度0.4μm,评定长度为5个取样长度(默认),“16%规则”(默认)

b2d4d10b

表示去除材料,单向上限值,默认传输带,R轮廓,粗糙度最大高度的最大值0.2μm,评定长度为5个取样长度(默认),“最大规则”

b2d4d10c

表示去除材料,单向上限值,传输带0.008-0.8mm,R轮廓,算术平均偏差3.2μm,评定长度为5个取样长度(默认),“16规则”(默认)

b2d4d10d

表示去除材料,单向上限值,传输带——根据GB/T 6062,取样长度0.8μm(λs默认0.0025mm),R轮廓,算术平均偏差3.2μm,评定长度包含3个取样长度,“16%规则”(默认)

b2d4d10e

表示不允许去除材料,双向极限值,两极限值均使用默认传输带,R轮廓,上限值——算术平均偏差3.2μm,评定长度为5个取样长度(默认),“最大规则”,下限值——算术平均偏差0.8μm,评定长度为5个取样长度(默认),“16%规则”(默认)

表面结构要求的标注示例

要  求

示  例

表面粗糙度:

双向极限值;上限值为Ra=50μm,下限值为Ra=6.3μm;均为“16%规则”(默认);两个传输带均为0.008-4mm;默认的评定长度5×4mm=20mm;表面纹理呈近似同心圆且圆心与表面中心相关;加工方法为铣削;不会引起争议时,不必加U和L

B2D4D11A1

除一个表面以外,所有表面的粗糙度:

单向上限值;Rz=6.3μm;“16%规则”(默认);默认传输带;默认评定长度(5×λc);表面纹理没有要求;去除材料的工艺

不同要求的表面的表面粗糙度

单向上限值;Ra=0.8μm;“16%规则”(默认);默认传输带;默认评定长度(5×λc);表面纹理没有要求;去除材料的工艺

B2D4D11B

表面粗糙度:

两个单向上限值;

① Ra=1.6μm时:“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);

② Rzmax=6.3μm时:最大规则;传输带-2.5μm(GB/T 6062);评定长度默认5×2.5mm;表面纹理垂直于视图的投影面;加工方法为磨削

B2D4D11C

表面粗糙度:

单向上限值;Rz=0.8μm;“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);表面纹理没有要求;表面处理为铜件,镀镍/铬;表面要求对封闭轮廓的所有表面有效

B2D4D11D

表面粗糙度:

单向上限值和一个双向极限值;

① 单向Ra=1.6μm时,“16%规则”(默认)(GB/T 10610);传输带-0.8mm(λs根据GB/T 6062确定);评定长度5×0.8=4mm(GB/T 10610);

② 双向Rz时,上限值Rz=125μm,下限值Rz=3.2μm;“16%规则”(默认);上、下极限传输带均为-2.5mm(λs根据GB/T 6062确定);上、下极限评定长度均为5×2.5=12.5mm(GB/T 10610),即使不会引起争议,也可以标注U和L符号;表面处理为钢件,镀镍/铬

B2D4D11E

表面结构和尺寸可以标注在同一尺寸线上

键槽侧壁的表面粗糙度:

一个单向上限值;Ra=3.2μm;“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);表面纹理没有要求;去除材料的工艺

倒角的表面粗糙度:

一个单向上限值;Ra=6.3μm;“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);表面纹理没有要求;去除材料的工艺

b2d4d11f

表面结构和尺寸可以一起标注在延长线上或分别标注在轮廓线和尺寸界线上

示例中的三个表面粗糙度要求:

单向上限值;分别是Ra=1.6μm;Ra=6.3μm,Rz=12.5μm;“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);表面纹理没有要求;去除材料的工艺

b2d4d11g

表面结构、尺寸和表面处理的标注:该示例是三个连续的加工工序

第一道工序:单向上限值;Rz=1.6μm;“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);表面纹理没有要求;去除材料的工艺

第二道工序:镀铬,无其他表面结构要求

第三道工序:一个单向上限值,仅对长为50mm的圆柱表面有效;Rz=6.3μm;“16%规则”(默认)(GB/T 10610);默认评定长度(5×λc)(GB/T 10610);默认传输带(GB/T 10610和GB/T 6062);表面纹理没有要求;磨削加工工艺

b2d4d11h

表面粗糙度对零件功能的影响

(1) 对配合性质的影响

配合性质要求稳定的结合面、动配合配合间隙小的表面、要求连接牢固可靠承受载荷大的静配合表面Ra值要低。尺寸要求愈精确、公差值愈小的表面粗糙度数值要求愈低。同一公差等级的小尺寸比大尺寸(特别是1~3级公差等级)或同一公差等级的轴比孔的Ra值要低。配合性质相同,零件尺寸愈小的表面,它的Ra值愈低。同一零件上工作表面的粗糙度值比非工作表面的低

(2) 对摩擦面的影响

摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面、运动速度高的表面比运动速度低的表面、单位压力大的摩擦面比单位压力小的摩擦面的Ra值要低

(3) 对抗疲劳强度的影响

受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分如圆角、沟槽处的Ra值要低。粗糙度对零件疲劳强度的影响程度随其材料不同而异,对铸铁件的影响不甚明显,对于钢件则强度愈高影响愈大

(4) 对接触刚度的影响

两粗糙表面接触时,在外力作用下,易产生接触变形,因此,降低Ra值可提高结合件的接触刚度

(5) 对冲击强度的影响

钢件表面的冲击强度随表面粗糙度Ra值的降低而提高,在低温状态下,尤为明显

(6) 对耐腐蚀性的影响

表面粗糙则零件表面上的腐蚀性气体或液体易于积聚,而且向零件表面层渗透,加剧腐蚀,因此,在有腐蚀性气体或液体条件下工作的零件表面的Ra值要低

(7) 对结合处密封性的影响

表面愈粗糙,泄漏愈厉害。对有相对滑动的动力密封表面,由于相对运动,其微观不平度一般为4~5μm,用以储存润滑油较为有利,如表面太光滑,不仅不利于储存润滑油,反而会引起摩擦磨损。此外,密封性的好坏也和加工纹理方向有关

(8) 对振动和噪声的影响

机械设备的运动副表面粗糙不平,运转中会产生振动及噪声,以高速运转的滚动轴承、齿轮及发动机曲轴、凸轮轴等零部件,这类现象更为明显,因此,运动副表面粗糙度Ra值愈低,则运动件愈平稳无声

(9) 对表面电流的影响

当高频电流在导体表面流通时,电流聚集在导体表面1μm深的薄层中,由于表面粗糙度的影响,表面电阻的实际值要超过理论值

(10) 对金属表面涂镀质量的影响

工件镀锌、铬、铜后,其表面微观不平度的深度比镀前增加一倍,而镀镍后,则会比镀前减小一半。又因粗糙的表面能吸收喷涂金属层冷却时产生的拉伸应力,故不易产生裂纹,在喷涂金属前需使其表面有一定的粗糙度

(11) 对测量精度的影响

由于工件表面有微观不平度,测量时,测量杆实际接触在峰顶上,虽然测量力不大,但接触面积小,单位面积上的力却不小,于是引起一定的接触变形。由于表面微观不平度有一定的峰谷起伏,如测量时,测量头和被测表面间要作相对滑动,这使测量杆也随被测表面的峰谷起伏而上下波动,影响到示值也有波动

在用光波干涉法测量量块时,由于光射到表面上再反射回来的过程中,对各种不同材料的表面有不同的微量透入深度,致使反射出的光波和入射光波之间产生一个相移。在石英、玻璃等绝缘体表面上,透入深度实际为零,而在钢等导体表面上就不一样。对很好抛光过的钢的表面,透入深度约为0.018μm。所以当钢制量块粘合在石英平晶上作干涉测量时,对所测量的结果要加一个+0.018μm的修正量。表面粗糙度对光透入材料的深度有影响。量块表面的Ra值一般为0.007~0.012μm,这使光的透入深度也发生变化。在同一套量块中相差可达0.06μm

(12) 对流体流动阻力的影响

流体在管道中流动时,受到阻力。当管道内发生紊流时,摩擦阻力就大。管壁的粗糙度εRz/r(r为管孔半径)的数值可作为是否发生紊流的一个指标。管径愈小,流速愈大,管壁表面粗糙度对摩擦损失的影响愈大。摩擦阻力和微观不平度深度与层流层厚度之比有关,也和微观不平度轮廓形状有关,特别是和微观不平度峰谷侧面的倾斜角有关

表面粗糙度参数(GB/T 1031—1995)与零件功能之间的影响关系见下表

表面粗糙度参数影响零件功能的情况

零件功能

Ra

Rz

Ry

Sm

S

tp

r

r'

表面加工纹理

干摩擦

(+)

(+)

(+)

(+)

 

+

+

 

+

摩擦

+

(+)

(+)

+

(+)

+

+

(+)

+

带润滑摩擦

+

(+)

(+)

+

(+)

+

(+)

(+)

+

选择性转移

(+)

(+)

(+)

(+)

 

(+)

(+)

(+)

+

疲劳强度

(+)

(+)

+

(+)

     

+

+

接触刚度

(+)

(+)

(+)

(+)

 

+

+

 

+

抗振性

(+)

(+)

(+)

+

 

+

+

 

+

耐腐蚀性

(+)

(+)

(+)

+

(+)

(+)

 

(+)

 

过盈连接强度

(+)

(+)

 

(+)

 

+

+

 

+

连接密封性

+

(+)

(+)

(+)

(+)

+

   

+

涂层粘贴强度

(+)

+

(+)

+

 

(+)

(+)

(+)

+

流体流动阻力

(+)

(+)

(+)

(+)

+

+

(+)

+

+

注:r为轮廓峰顶曲率半径;r' 为轮廓谷底曲率半径;+表示此参数对所指零件功能有一定的影响;(+)表示此参数对所指零件功能有较大的影响。

表面粗糙度参数的选取

1.轮廓算术平均偏差Ra是各国普遍采用的一个参数,在表面粗糙度的常用参数值范围内(即Ra为0.025~6.3μm, Rz为0.1~25μm范围内)推荐优先选用Ra。Ra既能反映加工表面的微观几何形状特征又能反映凸峰高度。微观不平度十点高度Rz概念较严密、直观,也用得较多,但反映的表面信息较局限,只能反映被测表面轮廓突出的五个峰和谷的数值,不能全面反映轮廓微观几何特征。由于工厂现有测量仪器只能测得Rz的范围为Ra>6.3μm, Ra<0.025μm,因此这些范围适于选用Rz,且零件表面不需评定其综合微观几何形状特征时用。轮廓最大高度Ry只能反映表面轮廓的最大高度,不能反映轮廓的微观几何形状特征,对某些表面不允许出现微观较深的加工痕迹(影响疲劳强度)和小零件表面(如轴承、仪表等)有其实用意义。Ry可和Rz或Ra同时选用,以控制多功能的要求,但Rz和Ra不能同时选用。

2.对于零件表面,一般选用高度参数Ra、Rz、Ry控制表面粗糙度已能满足功能要求,但对某些关键零件有更多的功能要求时,如由于涂漆性能、抗振性、抗腐蚀性、减小流体流动摩擦阻力等附加要求,就要选用Sm或来控制表面微观不平度横向间距的细密度。对耐磨性、接触刚度要求高的零件(如轴瓦、轴承、量具等)要附加选用形状参数tp,以控制加工表面质量,在给定tp值时,必须同时给出轮廓水平截距C的值。附加评定参数Sm、Stp 见标准GB/T 1031—1995全文。

选用原则

零件表面粗糙度参数值的合理选用直接关系到零件的性能、产品的质量、使用寿命和生产成本。每个零件按照它的功能要求,其表面都有一个相应的合理参数值范围。在满足零件表面功能的前提下,应尽量选用较大的粗糙度参数值

通常表面粗糙度参数值的选用可以考虑下列一些原则

① 同一零件上,工作表面的粗糙度应小于非工作表面的粗糙度值

② 工作过程中摩擦表面粗糙度参数值应小于非摩擦表面的粗糙度参数值,滚动摩擦表面的粗糙度参数值应小于滑动摩擦表面的粗糙度参数值

③ 对承受变动载荷的零件表面及最易产生应力集中的部位应选用较小的粗糙度参数值

④ 接触刚度要求较高的表面,应选取较小的粗糙度参数值

⑤ 运动精度要求高的表面,应选取较小的粗糙度参数值

⑥ 承受腐蚀的零件表面,应选取较小的粗糙度参数值

⑦ 配合性质和公差相同的零件、基本尺寸较小的零件以及要求配合稳定可靠的零件表面,其粗糙度参数值应选取较小的值

⑧ 在间隙配合中,间隙越小,粗糙度参数值也应越小;在条件相同时,间隙配合表面的粗糙度参数值应比过盈配合表面的粗糙度参数值小;在过盈配合中,为了保证连接强度,应选取较小的粗糙度参数值

⑨ 同样尺寸公差精度等级的轴表面的粗糙度参数值应比孔的参数值小

⑩ 一般情况下尺寸公差要求越小,表面应越光滑。但对于操作件等外露件,如机床的手柄、手轮以及食用工具、卫生用品等,虽然它们没有配合或装配功能要求,尺寸公差往往较大,但为了美观和使用安全,应选用较小的粗糙度参数值

表面粗糙度选用举例

Ra/μm

/μm

相当表面

光洁度

表面状况

加工方法

应 用 举 例

100

▽1

明显可见的刀痕

粗车、镗、刨、钻

粗加工的表面,如粗车、粗刨、切断等表面,用粗锉刀和粗砂轮等加工的表面,一般很少采用

25、50

▽2

▽3

粗加工后的表面,焊接前的焊缝、粗钻孔壁等

12.5

▽4

▽3

可见刀痕

粗车、刨、铣、钻

一般非结合表面,如轴的端面、倒角、齿轮及带轮的侧面、键槽的非工作表面,减重孔眼表面等

6.3

▽5

▽4

可见加工痕迹

车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿

不重要零件的非配合表面,如支柱、支架、外壳、补套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面,紧固件通孔的表面,内、外花键的非定心表面,不作为计量基准的齿轮顶圆表面等

3.2

▽6

▽5

微见加工痕迹

车、镗、刨、铣、刮1~2点/cm2、拉、磨、锉、滚压、铣齿

和其他零件联接不形成配合的表面,如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴肩,键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面等

1.6

▽7

▽6

看不清加工痕迹

车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1~2点/cm2、铣齿

安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔,普通精度齿轮的齿面,定位销孔,V带轮的表面,外径定心的内花键外径,轴承盖的定中心凸肩表面等

0.8

▽8

▽7

可辨加工痕迹的方向

车、镗、拉、磨、立铣、刮3~10点/cm2、滚压

要求保证定心及配合特性的表面,如锥销与圆柱销的表面,与G级精度滚动轴承相配合的轴颈和外壳孔,中速转动的轴颈,直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴颈及外壳孔、内、外花键的定心内径,外花键键侧及定心外径,过盈配合IT7级的孔(H7),间隙配合IT8~IT9级的孔(H8,H9),磨削的轮齿表面等

0.4

▽9

▽8

微辨加工痕迹的方向

铰、磨、镗、拉、刮3~10点/cm2、滚压

要求长期保持配合性质稳定的配合表面,IT7级的轴、孔配合表面,精度较高的轮齿表面,受变应力作用的重要零件,与直径小于80mm的E、D级轴承配合的轴颈表面,与橡胶密封件接触的轴表面,尺寸大于120mm的IT13~IT16级孔和轴用量规的测量表面

0.2

▽10

▽9

不可辨加工痕迹的方向

布轮磨、磨、研磨、超级加工

工作时受变应力作用的重要零件的表面。保证零件的疲劳强度、防腐性和耐久性,并在工作时不破坏配合性质的表面,如轴颈表面、要求气密的表面和支承表面、圆锥定心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的齿面,与C级滚动轴承配合的轴颈表面,尺寸大于 315mm的IT7~IT9级孔和轴用量规及尺寸大于120~315mm的IT10~IT12级孔和轴用量规的测量表面等

0.1

▽11

▽10

暗光泽面

超级加工

工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面,活塞销的外表面,仪器导轨面,阀的工作面。尺寸小于120mm的IT10~IT12级孔和轴用量规测量表面等

0.05

▽12

▽11

亮光泽面

保证高度气密性的接合表面,如活塞、柱塞和汽缸内表面,摩擦离合器的摩擦表面,对同轴度有精确要求的轴和孔。滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面

0.025

▽13

▽12

镜状光泽面

高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面,中等精度仪器零件配合表面,尺寸大于120mm的IT6级孔用量规、小于120mm的IT7~IT9级轴用和孔用量规测量表面

0.012

▽14

▽13

雾状镜面

仪器的测量表面和配合表面尺寸超过100mm的块规工作面

0.008

▽14

块规的工作表面,高精度测量仪器的测量面,高精度仪器摩擦机构的支承表面

常用工作表面的表面粗糙度Ra                     μm

配合表面

(间隙过渡)

公差等级

表面

基  本  尺  寸/mm

≤50

>50~500

5

0.2

0.4

0.4

0.8

6

0.4

0.8

0.4~0.8

0.8~1.6

7

0.4~0.8

0.8~1.6

0.8

1.6

8

0.8

1.6

0.8~1.6

1.6~3.2

公差等级

表面

基  本  尺  寸/mm

≤50

>50~120

>120~500

5

0.1~0.2

0.4

0.4

0.2~0.4

0.8

0.8

6、7

0.4

0.8

1.6

0.8

1.6

1.6

8

0.8

0.8~1.6

1.6~3.2

1.6

1.6~3.2

1.6~3.2

1.6

1.6~3.2

分组装配的零件表面

表面

分  组  公  差/μm

<2.5

2.5

5

10

20

0.05

0.1

0.2

0.4

0.8

0.1

0.2

0.4

0.8

1.6

高定心精度的配合表面

表面

径向跳动公差/μm

2.5

4

6

10

16

25

0.05

0.1

0.1

0.2

0.4

0.8

0.1

0.2

0.2

0.4

0.8

1.6

滑动轴承表面

表面

公  差  等  级

流体润滑

IT6~IT9

IT10~IT12

0.4~0.8

0.8~3.2

0.1~0.4

0.8~1.6

1.6~3.2

0.2~0.8

滚压系统的油缸活塞等表面

表面

高  压

普通压力

低压

直径≤10mm

直径>10mm

0.025

0.05

0.1

0.2

0.05

0.1

0.2

0.4

密封材料处的孔轴表面

密封材料

速  度/m·s-1

≤3

5

>5

橡胶

0.8~1.6抛光

0.4~0.8抛光

0.2~0.4抛光

毛毡

0.8~1.6抛光

 

迷宫式的

3.2~6.3

 

涂油槽的

3.2~6.3

 

导轨面

性质

速度

/m·s-1

平面度公差/μm·(100mm)-1

≤6

10

20

60

>60

滑动

≤0.5

0.2

0.4

0.8

1.6

3.2

>0.5

0.1

0.2

0.4

0.8

1.6

滚动

≤0.5

0.1

0.2

0.4

0.8

1.6

>0.5

0.05

0.1

0.2

0.4

0.8

端面支承表面、端面轴承等

速度

/m·s-1

端面跳动公差/μm

≤6

16

25

>25

≤0.5

0.1

0.4

0.8~1.6

3.2

>0.5

0.1

0.2

0.8

1.6

球面支承

面轮廓度公差/μm

≤30

>30

0.8

1.6

端面接触不动的支承面(法兰等)

垂直度公差/μm·(100mm)-1

≤25

60

>60

1.6

3.2

6.3

箱体分界面(减速箱)

类型

有垫片

无垫片

密封的

3.2~6.3

0.8~1.6

不密封的

6.3~12.5

6.3~12.5

与其他零件接触但不是配合面

3.2~6.3

凸轮和靠模工作面

类型

线轮廓度公差/μm

≤6

30

50

>50

用刀口或滑块

0.4

0.8

1.6

3.2

用滚柱

0.8

1.6

3.2

6.3

渐开线花键结合

类型

孔槽

轴齿

定心面

非定心面

不动结合

1.6~3.2

1.6~3.2

0.8~1.6

0.4~0.8

3.2~6.3

1.6~6.3

动结合

0.8~1.6

0.4~0.8

0.8~1.6

0.4~0.8

3.2

1.6~6.3

类  型

轴上键槽

毂上键槽

不动

结合

工作面

3.2

1.6~3.2

1.6~3.2

非工作面

6.3~12.5

6.3~12.5

6.3~12.5

用导

向键

工作面

1.6~3.2

1.6~3.2

1.6~3.2

非工作面

6.3~12.5

6.3~12.5

6.3~12.5

类  型

螺  纹  精  度  等  级

4、5

6、7

8、9

紧固螺纹

1.6

3.2

3.2~6.3

在轴上、杆上和套上螺纹

0.8~1.6

1.6

3.2

丝杠和起重螺纹

0.4

0.8

丝杠螺母和起重螺母

0.8

1.6

圆锥结合工作面

密封结合

对中结合

其他

0.1~0.4

0.4~1.6

1.6~6.3

摩擦件工作表面

摩擦片、离合器

压块式

离合器

片式

1.6~3.2

0.8~1.6

0.1~0.8

制动鼓轮

鼓轮直径/mm

≤500

>500

0.8~1.6

1.6~6.3

摩擦传动中的工作表面

与尺寸大小及工作条件有关

0.2~0.8

V带轮和平带轮工作表面

带  轮  直  径/mm

≤120

>120~315

>315

1.6

3.2

6.3

链轮

类  型

应  用  精  度

普  通  的

提  高  的

工作表面

3.2~6.3

1.6~3.2

根  圆

6.3

3.2

顶  圆

3.2~12.5

3.2~12.5

分度机构表面如分度板、插销

定  位  精  度/μm

≤4

6

10

25

63

>63

0.1

0.2

0.4

0.8

1.6

3.2

孔和轴的非工作表面

6.3~12.5

倒角、倒圆、退刀槽等

3.2~12.5

齿

类  型

精  度  等  级

3

4

5

6

7

8

9

10

11

直齿、斜齿、人字齿蜗轮(圆柱)齿面

0.1~

0.2

0.2~

0.4

0.2~

0.4

0.4

0.4~

0.8

1.6

3.2

6.3

6.3

圆锥齿轮齿面

   

0.2~

0.4

0.4~

0.8

0.4~

0.8

0.8~

1.6

1.6~

3.2

3.2~

6.3

6.3

蜗杆牙型面

0.1

0.2

0.2

0.4

0.4~

0.8

0.8~

1.6

1.6~

3.2

   

根  圆

与工作面同或接近的更粗些的优先数

顶  圆

3.2~12.5

齿轮、链轮和蜗轮的非工作端面

3.2~12.5

螺栓、螺钉等用的通孔

25

精制螺栓和螺母

3.2~12.5

半精制螺栓和螺母

25

螺钉头表面

3.2~12.5

压簧支承表面

12.5~25

准备焊接的倒棱

50~100

床身、箱体上的槽和凸起

12.5~25

在水泥、砖或木质基础上的表面

100或更大

对疲劳强度有影响的非结合表面

0.2~0.4抛光

影响蒸气和气流的表面

特别精密

0.2抛光

一般

0.8~1.6

影响零件平衡的表面

直径

≤180

>180~500

>500

1.6~3.2

6.3

12.5~25

光学读数的精密刻度尺

0.025~0.05

普通精度刻度尺

0.8~1.6

刻度盘

0.8

高速转动的凸出面(如轴端)

1.6~6.3

操纵机构表面(如手轮、手柄)指示表面、其他需光整表面

0.4~1.6抛光或镀层

外观要求高的表面

6.3

离合器、支架、轮辐等和其他不接触的表面

6.3~12.5

其他表面

中小零件

3.2~12.5

大零件

6.3~25

注:本表数据仅供参考。

轴、孔公差等级与表面粗糙度的对应关系

一般情况下,表面形状公差值t、尺寸公差值TRa、Rz之间,有如下的经验对应关系:

若  t≈0.6T   则 Ra≤0.05TRz≤0.2T

t≈0.4T     Ra≤0.025TRz≤0.1T

t≈0.25T    Ra≤0.012TRz≤0.05T

t<0.25T    Ra≤0.15tRz≤0.6t

公差

等级

公差

等级

基本尺寸

/mm

粗糙度参数

Ra/μm

基本尺寸

/mm

粗糙度参数

Ra/μm

基本尺寸

/mm

粗糙度参数

Ra/μm

基本尺寸

/mm

粗糙度参数

Ra/μm

IT5

≤6

0.10

≤6

0.10

IT9

≤6

0.80

≤6

0.80

>6~30

0.20

>6~30

0.20

>6~120

1.60

>6~120

1.60

>30~180

0.40

>30~180

0.40

>120~400

3.20

>120~400

3.20

>180~500

0.80

>180~500

0.80

>400~500

6.30

>400~500

6.30

IT6

≤10

0.20

≤50

0.40

IT10

≤10

1.60

≤10

1.60

>10~80

0.40

>10~120

3.20

>10~180

3.20

>50~250

0.80

>120~500

6.30

>180~500

6.30

>80~250

0.80

IT11

≤10

1.60

≤10

1.60

>250~500

1.60

>250~500

1.60

>10~120

3.20

>10~120

3.20

IT7

≤6

0.40

≤6

0.40

>120~500

6.30

>120~500

6.30

>6~120

0.80

>6~80

0.80

IT12

≤80

3.20

≤80

3.20

>120~500

1.60

>80~500

1.60

>80~250

6.30

>80~250

6.30

IT8

≤3

0.40

≤3

0.40

>250~500

12.50

>250~500

12.50

>3~50

0.80

>3~30

0.80

IT13

≤30

3.20

≤30

3.20

>30~250

1.60

>30~120

6.30

>30~120

6.30

>50~500

1.60

>250~500

3.20

>120~500

12.50

>120~500

12.50

与常用、优先公差带相适应的表面粗糙度Ra

一般情况下,表面形状公差值t、尺寸公差值TRaRz之间,有如下的经验对应关系:

若  t≈0.6T   则 Ra≤0.05TRz≤0.2T

t≈0.4T     Ra≤0.025TRz≤0.1T

t≈0.25T    Ra≤0.012TRz≤0.05T

t<0.25T    Ra≤0.15tRz≤0.6t

公差代号

基本尺寸/mm

≤3

>3

~6

>6

~10

>10

~18

>18

~30

>30

~50

>50

~80

>80

~120

>120

~180

>180

~250

>250

~315

>315

~400

>400

~500

h1、js1、H1、JS1

>0.02~0.04

(0.025)

h2、js2、H2、JS2

>0.08~0.16(0.1)

h3、js3、H3、JS3

>0.16~0.32

(0.2)

>0.32~0.63

(0.4)

g4、h4、js4、k4、m4、n4、r4、s4

>0.04~0.08

(0.05)

>0.08~0.16

(0.1)

H4、JS4、K4、M4

f5、g5、h5、j5、js5、k5、m5、n5、p5、r5、s5、t5、u5、v5、x5、y5、z5

>0.08~0.16

(0.1)

>0.16~0.32

(0.2)

>0.63~1.25

(0.8)

G5、H5、JS5、K5、M5、N5、P5、R5、S5

e6、f6、g6、h6、j6、js6、k6、m6、n6、p6、r6、s6、t6、u6、v6、x6、y6、z6

>0.32~0.63

(0.4)

F6、G6、H6、J6、JS6、K6、M6、N6、P6、R6、S6、T6、U6、V6、X6、Y6、Z6

d7、e7、f7、g7、h7、j7、js7、k7、m7、n7、p7、r7、s7、t7、u7、v7、x7、y7、z7

>0.63~1.25

(0.8)

>1.25~2.5

(1.6)

D7、E7、F7、G7、H7、J7、JS7、K7、M7、N7、P7、S7、T7、U7、V7、X7、Y7、Z7

c8、d8、e8、f8、g8、h8、js8、k8、m8、n8、p8、r8、s8、t8、u8、v8、x8、y8、z8

C8、D8、E8、F8、G8、H8、J8、JS8、K8、M8、N8、P8、R8、S8、T8、U8、V8、Y8、Z8

a9、b9、c9、d9、e9、f9、h9、js9

A9、B9、C9、D9、E9、F9、H9、JS9、N9、P9

a10、b10、c10、d10、e10、h10、js10

A10、B10、C10、D10、E10、H10、JS10

>5~10

(6.3)

a11、b11、c11、d11、h11、js11

>2.5~5

(3.2)

A11、B11、C11、D11、H11、JS11

a12、b12、c12、h12、js12

>10~20

(12.5)

A12、B12、C12、H12、JS12

a13、b13、c13、h13、js13、H13、JS13

注:1.本表适用于一般通用机械,并且不考虑形状公差对表面粗糙度的要求。

2.对于特殊的配合件,如配合件孔、轴公差等级相差较多时,应按其较高等级的公差带选取。

3.对于重型机械中采用配制配合时,应仍按完全互换性配合要求的公差选取。

4.括号内数据为常用数据。

间隙或过盈配合与表面粗糙度的对应关系

间隙或过盈/μm

表面粗糙度Ra/μm

≤2.5

0.025

0.05

>2.5~4

0.05

0.10

>4~6.5

0.20

>6.5~10

0.10

0.40

>10~16

0.20

>16~25

>25~40

0.40

0.80

不同加工方法可能达到的表面粗糙度

加工方法

表  面  粗  糙  度  Ra/μm

0.012

0.025

0.05

0.100

0.20

0.40

0.80

1.60

3.20

6.30

12.5

25

50

100

砂模铸造

                   

型壳铸造

                   

金属模铸造

                 

离心铸造

                   

精密铸造

                   

蜡模铸造

                 

压力铸造

                   

热    轧

                   

模    锻

               

冷    轧

               

挤    压

                 

冷    拉

                 

               

刮    削

                 

                       

半精

                       

                       

插  削

                   

钻  孔

                 

                       

                       

金钢镗孔

                     

                     

半精

                     

                       

                     

半精

                     

                   

半精

                     

                       

                     

半精

                     

                       

                       

半精

                   

                     

                       

半精

                     

                     

金 钢 车

                     

                       

半精

                     

                       

                     

半精

                     

                   

                         

半精

                       

                   

平面

               

圆柱

                 

                     

半精

                     

                     

一般

                   

                     

滚压抛光

               

平面

                 

柱面

                 

化学磨

                 

电解磨

             

电火花加工

                 

气割

                   

               

                     

                       

                       

丝锥板牙

                     

梳洗

                     

                       

                   

搓丝

                     

滚压

                     

                     

研磨

                 

齿

                     

                     

                     

                     

                     

注:本表作为一般情况参考。

不同加工方法能达到的Rz

加工方法

Rz/μm

0.16

0.4

1.0

2.5

6

16

40

100

250

火焰切割

               

砂型铸造

               

壳型铸造

               

压力铸造

               

锻造

               

爆破成形

               

成形加工

               

钻孔

               

铣削

               

铰孔

               

车削

               

磨削

               

珩磨

               

研磨

               

抛光

               

不同加工方法所能达到的SmStp

加 工 方 法

参 数 值

Sm/mm

S/mm

tp(C=20%)/%

车加工

0.32~1.25

0.32~1.25

10~15

半精

0.16~0.40

0.16~0.40

10~15

0.08~0.16

0.05~0.16

10~15

精细

0.02~0.10

0.01~0.10

10~15

磨加工

0.063~0.20

0.032~0.16

10

0.025~0.10

0.010~0.08

10

精细

0.008~0.025

0.003~0.016

40

超精磨

0.006~0.020

0.003~0.016

10

抛光

0.008~0.025

0.002~0.080

10

研磨

0.006~0.040

0.002~0.032

10~15

滚压

0.025~1.25

0.025~1.25

10~70

振动滚压

0.010~1.25

0.008~0.16

10~70

电机械加工

0.025~1.25

0.025~1.25

10~70

磁磨粒加工

0.008~1.25

0.032~0.16

10~30

钻孔

0.160~0.80

0.080~0.63

10~15

扩孔

0.160~0.80

0.063~0.40

10~15

0.080~0.25

0.050~0.16

10~15

铰孔

0.080~0.20

0.040~0.16

10~15

0.0125~0.04

0.008~0.02

10~15

精细

0.080~0.25

0.040~0.20

10~15

拉孔

0.080~0.25

0.040~0.20

10~15

0.020~0.10

0.008~0.08

10~15

镗孔

0.25~1.00

0.25~1.00

10~15

半精

0.125~0.32

0.125~0.32

10~15

0.080~0.16

0.050~0.16

10~15

精细

0.020~0.10

0.010~0.10

10~15

磨孔

0.063~0.25

0.032~0.16

10

0.025~0.10

0.010~0.08

10

精细

0.008~0.025

0.003~0.016

10

珩磨

0.063~0.26

0.080~0.16

10

0.020~0.10

0.008~0.08

10

精细

0.006~0.020

0.003~0.016

10

研磨

0.005~0.04

0.002~0.02

10~15

滚压

0.025~1.00

0.025~1.00

10~70

振动滚压

0.010~1.25

0.008~0.16

10~70

滚光

0.025

0.020

10

端铣

0.160~0.40

0.160~0.40

10~15

0.080~0.20

0.063~0.20

10~15

精细

0.025~0.10

0.016~0.08

10~15

平铣

1.25~5.0

1.25~5.0

10

0.50~2.0

0.50~2.0

10

精细

0.160~0.63

0.100~0.63

10~15

0.20~1.60

0.20~1.60

10~15

0.080~0.25

0.063~0.25

10~15

精细

0.025~0.125

0.0125~0.100

10~15

端车

0.20~1.25

0.20~1.25

10~15

0.080~0.25

0.063~0.25

10~15

精细

0.025~0.125

0.025~0.100

10~15

0.160~2.0

0.160~2.0

10~15

0.050~0.5

0.032~0.5

10~15

0.100~0.32

0.063~0.25

10

0.025~0.125

0.0125~0.080

10

精细

0.010~0.032

0.005~0.025

10

0.200~1.00

0.125~1.00

10~15

0.063~0.25

0.032~0.20

10~15

0.040~0.125

0.020~0.100

10~15

0.016~0.050

0.008~0.032

10~15

滚柱钢球滚压

0.025~5.0

0.020~5.0

10~70

振动滚压

0.025~12.5

0.020~5.0

10~70

振动抛光

0.010~0.032

0.004~0.025

10

研磨

0.008~0.040

0.004~0.032

10~15

花键铣

1.00~5.0

1.00~5.0

10~15

0.10~2.0

0.05~2.0

10~15

花键刨

0.08~2.5

0.05~2.5

10~15

花键拉

0.08~2.0

0.05~2.0

10~15

花键磨

0.100~0.320

0.063~0.250

10

0.032~0.100

0.016~0.063

10

插削

0.080~5.00

0.063~5.00

10~15

滚压

0.063~2.00

0.032~1.25

10~70

齿

齿

铣齿

1.25~5.00

1.00~5.00

10~15

滚齿

0.32~1.60

0.20~1.60

10~15

插齿

0.20~1.25

0.125~1.25

10~15

拉齿

0.08~2.0

0.05~2.0

10~15

辗齿

0.080~5.0

0.063~5.0

10~15

剃齿

0.125~0.50

0.080~0.50

10~15

磨齿

0.040~0.100

0.025~0.063

10

滚压齿

0.063~2.00

0.032~1.25

10~70

研磨

0.032~0.50

0.020~0.16

10~70

车刀或梳刀车

0.080~0.25

0.032~0.16

10~15

攻螺纹和板牙或自动板牙头切

0.063~0.200

0.025~0.125

10~15

铣螺纹

0.125~0.320

0.063~0.200

10

0.032~0.125

0.016~0.800

10

滚压

0.040~0.100

0.032~0.080

10~20

一些零件表面的粗糙度高度参数值、附加参数值要求和取样长度的选取

表     面

Ra/μm

tp/% c=20%

l/mm

和滑动轴承配合的支承轴颈

0.32   Ry=1μm

30

0.8

和青铜轴瓦配合的支承轴颈

0.40

15

0.8

和巴比特合金轴瓦配合的支承轴颈

0.25

20

0.25

和铸铁轴瓦配合的支承轴颈

0.32

40

0.8

和石墨片轴瓦配合的支承轴颈

0.32

40

0.8

和滚动轴承配合的支承轴颈滚动轴承的钢球和滚柱的工作面

0.8

 

0.8

保证摩擦为选择性转移情况的表面

0.25

15

0.25

和齿轮孔配合的轴颈

1.6

 

0.8

按疲劳强度设计的轴表面

 

60

0.8

喷镀过的滑动摩擦面

0.08

10

0.25

准备喷镀的表面

Rz=125μm        Sm=0.5mm

0.8

电化学镀层前的表面

0.2~0.8

   

齿轮配合孔

0.5~2.0

 

0.8

齿轮齿面

0.63~1.25

 

0.8

蜗杆牙侧面

0.32

 

0.25

铸铁箱体的主要孔

1.0~2.0

 

0.8

钢箱体上的主要孔

0.63~1.6

 

0.8

箱体和盖的结合面

 Rz=10μm

 

2.5

机床滑动导轨

普通的

0.63

 

0.8

高精度的

0.10

15

0.25

重型的

1.6

 

0.25

滚动导轨

0.16

 

0.25

缸体工作面

0.40

40

0.8

活塞环工作面

0.25

 

0.25

曲轴轴颈

0.32

30

0.8

曲轴连杆轴颈

0.25

20

0.25

活塞侧缘

0.80

 

0.8

活塞上的活塞销孔

0.50

 

0.8

活塞销

0.25

15

0.25

分配轴轴颈和凸轮部分

0.32

30

0.8

油针偶件

0.08

15

0.25

摇杆小轴孔和轴颈

0.63

 

0.8

腐蚀性的表面

0.063

10

0.25

注:本表仅供参考。

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