機械零件測量與檢驗表面粗糙度誤差的測量與檢驗電子教案數控技術專業名師課堂資源開發小組2016年2月項目四：零件表面粗糙度誤差的測量與檢驗請對矩形花鍵套零件的表面粗糙度進行檢測。如圖13-1 圖13-1 矩形花鍵套一、 零件表面粗糙度的分析 圖13-1為矩形花鍵套，從零件圖樣分析可得，該零件表面粗糙度要求較高的有外圓柱面Ra1.6，其次為Ra3.2,其余為Ra6.3.。表面粗糙度的相關專業術語及知識點 零件的表面結構原于產品幾何技術規范（GPS），其幾何特征只能用微米(um)級的參數來描述，通常要用光學量儀才能確定其精度等級。 表面結構含粗糙度輪廓、波紋度輪廓和原始輪廓三個方面的內容，國家標準規定采用輪廓法確定相應的參數。表面結構的粗糙度感覺零件的加工、檢驗中使用較普遍，是本章節重點介紹的內容。1、 表面結構國家標準 國家標準規定用輪廓法確定表面結構（粗糙度、波紋度和原始輪廓），對有關術語、定義、參數和表面結構的標注作出了明晰的規范。現行使用的國家標準有：GB/T 3503-2009、GB/T 1031-2009和GB/T 131-2006。GB/T 3503-2009 產品幾何技術規范（GPS） 表面結構 輪廓法 術語、定義及表面結構參數。代替GB/T 3505-1983、GB/T 3505-2000。GB/T 1031-2009 產品幾何技術規范（GPS) 表面結構 輪廓法 表面粗糙度參數及其數值。代替GB/T 1031-1995。現行國家標準對原標準中的一些參數、代號作出修改，例如：將“輪廓最大高度”參數代號“Ry”改成為“Rz”；“輪廓微觀不平度的平均間距”參數代號“Sm”改為“Rsm”；“取樣長度”代號由“L”改為“Lr”。GB/T 131-2006 產品幾何技術規范(GPS) 技術產品文件中表面結構的表示法代替了GB/T 131-1993。2、 表面粗糙度1） 實際輪廓 實際輪廓是指一個平面與表面相交所得的輪廓線，稱為表面輪廓。如圖13-2所示。 圖13-2 實際輪廓評定表面結構時，通常按輪廓上波長的大小將表面輪廓誤差分成三類：波長1mm 屬于表面粗糙度；波距在110mm屬于表面波紋度；波距10mm屬于形狀誤差。零件實際輪廓的幾何誤差如圖13-3所示。 （a) (b) (c) （d） 圖13-3 實際輪廓的幾何誤差(a)表面粗糙度輪廓 （b）波紋度輪廓 （c）形狀誤差輪廓 （d）截面輪廓 2）評定表面粗糙度的基本術語 （1）取樣長度Lr在X軸方向判別被評定輪廓不規則特征的長度。即用于評定具有表面粗糙度時所取的一段基準長度。Ra參數值與取樣長度Lr值的對應關系。見表13-1所示。表13-1 Ra參數值與取樣長度Lr值的對應關系（2）評定長度Ln 評定長度是評定輪廓表面粗糙度所必需的一段長度。一般包含一個或幾個取樣長度在內，如取標準評定長度ln5lr。若被測表面比較均勻，可選ln5lr；若均勻性差，可選ln5lr。 （3） 輪廓中線 用以評定表面粗糙度參數值大小的一條參考線稱為輪廓中線（在一個取樣長度Lr之內）。輪廓中線可以是最小二乘中線（如圖13-4所示）或算術平均中線（如圖13-5所示），視具體的評定參數而定。 圖13-4 輪廓最小二乘中線圖13-5 輪廓算術平均中線3） 表面粗糙度評定參數（1） 輪廓算術平均偏差Ra（如圖13-6所示） 在一個取樣長度lr范圍內，被評定輪廓上各點至輪廓中線的縱坐標值的絕對值的算術平均值，即 圖13-6 輪廓算術平均偏差Ra （2）輪廓最大高度Rz （圖13-7） 輪廓最大高度Rz 是指取樣長度Lr范圍內，輪廓峰頂線Zpmax與輪廓谷底線Zpmax間的最大距離，即 Rz = Zpmax + Zvmax 圖13-7 輪廓最大高度Rz （3）輪廓單元的平均寬度RSm 一個輪廓峰與相鄰的輪廓谷的組合叫做輪廓單元，在一個取樣長度lr范圍內，輪廓單元相交線段的寬度（輪廓的寬度Xs）的平均值RSm，即為 4）表面粗糙度的選用（見表13-2所示)表13-2 表面粗糙度的表面特征、加工方法及應用軸和孔的表面粗糙度參數推薦值見表13-3表13-3 軸和孔的表面粗糙度參數推薦值5）表面粗糙度的標注（1） 表面粗糙度的符號 表面粗糙度符號、代號及意義見表13-4表13-4 表面粗糙度符號、代號及意義表13-5 表面粗糙度畫法與標注示例 3）不同表面粗糙度的外觀情況 表13-6 不同表面粗糙度的外觀情況 4）各種加工方法所能達到的表面粗糙度表13-7 各種加工方法所能達到的表面粗糙度二、 選用計量器具根據零件表面粗糙度要求，可選擇以下計量器具進行測量檢驗：零件名稱序號檢測項目量具類別量具名稱數量備注矩形花鍵套1Ra1.6，3.2，6.3量儀+樣板表面粗糙度儀（表面粗糙度樣板）1套相關技術測量知識1、 計量器具選用 表13-8 表面粗糙度的檢測方法、適用范圍及說明如圖13-6所示相應計量器具 圖13-6（a)表面粗糙度樣板圖13-3 圖13-6b便攜式表面光潔度儀圖13-6c 粗糙度儀 3、 零件表面粗糙