5表面粗糙度及检测
第5章表面粗糙度及检测
5.1 表面粗糙度的基本概念
5.1.1 表面粗糙度的定义
微小峰谷高低程度和间距状况所组成的微观几何形状特性称为表面粗糙度（surface roughness）。它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
实际上，加工得到的零件表面并不是完全理想的表面，完工零件的截面轮廓形状由表面粗糙度、表面波纹度和表面形状误差叠加而成，如图5–1所示。上述三者通常按相邻两波峰或两波谷之间的距离，即按波距的大小来划分：波距小于l mm并大体呈周期变化的属于表面粗糙度（微观几何形状误差），波距在l mm～10 mm并呈周期变化的的属于表面波纹度（中间几何形状误差），波距大于10 mm而无明显并周期变化的属于表面形状误差（宏观几何形状误差）。
5.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响
1. 影响耐磨性
2. 影响配合性质的稳定性
3. 影响疲劳强度
4. 影响耐腐蚀性
此外，表面粗糙度还会影响结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力、测量精度以及机器、仪器的外观质量等。
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 术语和定义
1. 实际表面（real surface）
实际表面是零件上实际存在的表面，是物体与周围介质分离的表面（见图5–2）。
2. 表面轮廓（surface profile）
表面轮廓是理想平面与实际表面相交所得的轮廓（见图5–2）。按照相截方向的不同，表面轮廓又分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常均指横向表面轮廓，即与实际表面加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。
3. 坐标系
坐标系是确定表面结构参数的坐标体系（见图5–2）。通常采用一个直角坐标系，其轴线形成一右旋笛卡尔坐标系，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。
4. 取样长度lr（sampling length）
取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，是测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它至少包含5个以上轮廓峰和谷，如图5–3所示，取样长度lr的方向与轮廓走向一致。
规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差，特别是表面波纹度对测量和评定表面粗糙度的影响。表面越粗糙，取样长度就越大。
5. 评定长度ln（evaluation length）
评定长度是用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。由于零件表面粗糙度不一定均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映整个表面粗糙度特征，因此，在测量和评定时，需规定一段最小长度作为评定长度。
评定长度包含一个或几个取样长度，如图5–3所示。一般情况下，取ln＝5lr；若被测表面比较均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
6. 中线（mean line）
中线是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，也就是用以评定表面粗糙度参数值的给
定线。中线有下列两种：
（1）轮廓最小二乘中线（m ）
轮廓最小二乘中线是指在取样长度内，使轮廓上各点至该线的距离Z i 的平方和为最小的线，即
⎰
lr
i x Z 0
2d 为最小，如图5–4所示。
（2）轮廓算术平均中线
轮廓算术平均中线是指在取样长度内，划分轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线，即F 1+F 2+…+F n =S 1+S 2+…+S m ，见图5–4。 5.2.2 评定参数
为了满足零件表面不同的功能要求，国标GB/T 3505—2000从表面粗糙度特征的幅度、间距和形状等方面，规定了相应的评定参数。下面介绍其中的几个主要参数：
1. 评定轮廓的算术平均偏差Ra （arithmetical mean deviation of the assessed profile ） 评定轮廓的算术平均偏差是指在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值，如图5–5所示，用Ra 表示。
测得的Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra 能客观地反映表面微观几何形状误差，但因受到计量器具功能限制，不宜用作过于粗糙或太光滑表面的评定参数。
2. 轮廓的最大高度Rz （maximum height of profile ）
轮廓的最大高度是指在一个内，最大轮廓峰高Zp 和最大轮廓谷深Zv 之和的高度，如图5–6所示，用Rz 表示。
注意：在GB/T 3505—1983中，Rz 符号曾用于表示“不平度的十点高度”。 3. 轮廓单元的平均宽度Rsm （mean width of the profile elements ） 4. 轮廓的支承长度率Rmr (c )（material ratio of the profile ）
轮廓的支承长度率是指在给定水平位置c 上轮廓的实体材料长度Ml (c )与评定长度的比率，如图5–8所示，用Rmr (c )表示，即：
ln
c Ml c Rmr )
()(=
（5–5） 以上四个参数中，评定轮廓的算术平均偏差Ra 和轮廓的最大高度Rz 是表征表面粗糙度高度特性的幅度参数，是标准规定必须标注的参数（二者只需取其一），故又称为基本参数。轮廓单元的平均宽度Rsm 和轮廓的支承长度率Rmr (c )称为附加参数。其中，RSm 是表征表面粗糙度间距特性的间距参数，Rmr (c )是表征表面粗糙度形状特性的形状参数，它们是只有少数零件的重要表面有特殊使用要求时，才作为幅度参数的辅助参数在图样上注出。
5.3 表面粗糙度的选用
表面粗糙度的各个评定参数和参数值的大小根据零件的功能要求和经济性来选用。 5.3.1 评定参数的选用
1. 幅度参数的选用
幅度参数是标准规定的基本参数，可以单独选用。对于有表面粗糙度要求的表面，必须选用一个幅度参数。一般情况下可以从Ra 和Rz 中任选一个。
在常用值范围内（Ra 为0.025 μm ～6.3 μm ），优先选用Ra ，因为它能够比较全面地反映被测表面的微小峰谷特征，同时上述范围内被测表面Ra 的实际值能够用轮廓仪方便地测出。
粗糙度要求特别高或特别低（Ra <0.025 μm 或Ra >6.3 μm ）时，选用Rz 。Rz 用于测量部位小、峰谷小或有疲劳强度要求的零件表面的评定。
2. 附加参数的选用
Rsm 和Rmr (c )一般不能作为独立参数选用，只能作为幅度参数的附加参数来进一步控
制表面质量时选用。
Rsm主要在对涂漆性能、冲压成形时抗裂纹、抗振、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要求时附加选用，如汽车外形薄钢板表面、电机定子硅钢片表面等。
Rmr(c)主要对耐磨性、接触刚度要求较高等表面附加选用。
5.3.2 参数值的选用
选用原则是在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能大些（Rmr(c)尽可能小些）。
目前多采用经验统计资料，用类比法初步确定表面粗糙度参数的允许值，然后再对比工作条件，结合下述一些注意事项，做适当调整。
（1）同一零件上，工作表面比非工作表面的Ra或Rz值小。
（2）摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的Ra或Rz值小。
（3）运动速度高，单位面积压力大，以及受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽处，应有较小的表面粗糙度值。
（4）配合性质要求高的配合表面（如小间隙配合的配合表面）、受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度值。
（5）在确定表面粗糙度参数值时，应注意它与尺寸公差和形位公差协调。
通常，尺寸、形位公差值越小，表面粗糙度Ra或Rz值应越小；尺寸公差等级相同时，轴比孔的表面粗糙度值要小；对于同一公差等级的不同尺寸的孔或轴，小尺寸的孔或轴比大尺寸的孔或轴表面粗糙度值要小。
（6）防腐蚀性、密封性要求高，或外形要求美观的表面应选用较小的表面粗糙度值。
（7）凡有关标准已对表面粗糙度作出规定的标准件或常用典型零件的表面（如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔、与键配合的轴槽和轮毂槽的工作面），应按相应的标准确定表面粗糙度参数值。
5.4 表面粗糙度符号、代号及其注法
图样上所标注的表面粗糙度符号、代号，是该表面完工后的要求。
5.4.1 表面粗糙度的符号
表5–9是图样上表示的零件表面粗糙度符号及其说明。若仅需要加工（采用去除材料的方法或不去除材料的方法）但对表面粗糙度的其它规定没有要求时，允许只注表面粗糙度符号。
表5–9 表面粗糙度符号(摘自GB/T 131—2006)
完整图形符号。在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数和说明
工件轮廓各表面的图形符号。在上述三个符号上，均可加一小圆，表示图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面具有相同的表面粗糙度要求
5.4.2 表面粗糙度的代号及其注法
表面粗糙度的评定参数及数值和对零件表面的其他要求在表面粗糙度符号中的标注位置如图5–10所示，它们和表面粗糙度符号共同构成了表面粗糙度代号。
图5–10 表面粗糙度代号注法 (GB/T 131—2006) a 、b .粗糙度参数代号及其数值 c .加工方法 d .表面纹理和方向 e .加工余量
1. 基本参数的标注
表面粗糙度幅度参数是基本参数。图5–10中，a 处的幅度参数值为其上限值或最大值（表示上限值时，在参数代号前加U 或不加；表示最大值时，在参数代号后加max ）；b 处的幅度参数值为其下限值或最小值（表示下限值时，在参数代号前加L ；表示最小值时，在参数代号后加min ）；
当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16％时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值。
当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值或最小值。
表面粗糙度幅度参数（基本参数）的各种标注方法及其意义见表5–10。
表5–10 表面粗糙度幅度参数（基本参数）的标注 (摘自GB/T 131—2006)
代 号
意 义 代 号
意 义
用任何方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为3.2 μm
用任何方法获得的表面粗糙度，Ra 的最大值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的最大值为3.2 μm
用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为3.2 μm
用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra 的最大值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的最大值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2 μm，Ra的下限值为1.6 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为3.2 μm，Ra的最小值为1.6 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为0.8 μm，Rz的上限值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的最大值为0.8 μm，Rz的最大值为3.2 μm
用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为0.8μm，Ra的下限值为0.2 μm
用不去除材料方法获得的表面粗糙度，上极限Ra的最大值为3.2 μm，下极限Ra的下限值为0.8 μm
表5–11 加工纹理方向的符号(摘自GB/T 131—2006)符号示意图符
号
示意图
=
纹理平行于视图所在的投影面M
纹理呈多方向
⊥
纹理垂直于视图所在的投影面
C
纹理呈近似同心圆且圆心与表面中心相关
×
纹理呈两斜向交叉且与视图所在的投影面相交R
纹理呈近似放射状且与表面圆心相关
P
纹理呈微粒、凸起，无方向
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。
5.4.3 表面粗糙度的标注示例（认真看）
表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面；表面粗糙度代号中的符号及数字的方向应与尺寸标注的方向一致；在同一图样上，每一表面只标注一次符号、代号，见图5–13。
5.5 表面粗糙度的检测
表面粗糙度的检测方法较多，常用的有：比较法、光切法、干涉法、针描法和印模法等。
表面粗糙度的评定标准及方法
表面粗糙度的评定标准及 方法 Last updated on the afternoon of January 3, 2021
表面粗糙度的评定标准及方法 当钢材表面经喷射清理后，就会获得一定的表面粗糙度或表面轮廓。表面粗糙度可以用形状和大小来进行定性。经过喷射清理，钢板表面积会明显增加很多，同时获得了很多的对于涂层系统有利的锚固点。当然，并不是粗糙度越大越好，因为涂料必须能够覆盖住这些粗糙度的波峰。太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。一般的涂料系统要求的粗糙度通常为Rz40~75微米。 1．粗糙度的定义 对表面粗糙度的定义有以下几种： hy：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度，ISO8503-3（显微镜调焦法） Ry：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度，ISO8503-4（触针法） Ra：波峰和波谷到虚构的中心线的平均距离，ISO3274 Ry5：在取样长度内，五个波峰到波谷最大高度的算术平均值，ISO8503-4（触针法）有关Rz的表述与Ry5其实是相同的，Rz的表述来自于德国标准DIN4768-1。Ra和Rz?之间的关系是Rz相当于Ra的4~6倍。 2.表面粗糙度的评定标准 为了测定钢板表面粗糙度，不同的标准规定了相应的仪器可以使用，测量值以微米（μm） 为单位。 国际标准分ISO8503?成五个部分在来说明表面粗糙度： ISO8503-1：1995表面粗糙度比较样块的技术要求和定义 ISO8503-2：1995喷射清理后钢材表面粗糙度分级―样板比较法 ISO8503-3：1995ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法―显微镜调焦法 ISO8503-4：1995ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法，触针法 ISO8503-5：2004表面轮廓的复制胶带测定法 我国的国家标准GB/T13288-91《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较板块法）》，参照ISO8503所制订。 3.比较样块法评定表面粗糙度 在涂装现场较为常用的粗糙度评定方法是比较样块法。常用的有125，、以及、等。ISO8503-1比较样块有四部分，分别用钢砂（样块G）和钢丸（样块S）喷射处理过，在比较样块的背面分别帖有标签S和G来进行区分（表1）。 表
5 表面粗糙度轮廓及其检测
5 表面粗糙度轮廓及其检测 一、填空题： 1、表面粗糙度是指（加工表面）所具有的（较小间距）和（微小峰谷）不平度。 2、测量表面粗糙度轮廓时，应把测量限制在一段足够短的长度上，这段长度称为（取样长度）。 3、GB/T3505-2009规定的表面粗糙度轮廓参数中，常用的两个幅度参数的名称是（轮廓的算术平均偏差）和（轮廓的最大高度）；常用的间距参数的名称是（轮廓单元的平均宽度）。 4、评定表面粗糙度高度特性参数包括（轮廓算术平均偏差Ra）和（轮廓最大高度Rz）。 5、表面粗糙度的评定参数有：（Ra）、（RZ）、（RSm）、（Rmr (C)）。 6、表面粗糙度代号在图样上应标注在（可见轮廓线）、（尺寸界线）或其延长线上，符号的尖端必须从材料外（指向）表面，代号中数字及符号的注写方向必须与（尺寸数字方向）一致。 7、表面粗糙度的选用，应在满足表面功能要求情况下，尽量选用（较大）的表面粗糙度数值。 8、同一零件上，工作表面的粗糙度参数值（小于）非工作表面的粗糙度参数值。 9、表面粗糙度的常用测量方法有：（比较法）、（光切法）、（针触法）、（干涉法）。 35．表面粗糙度是指表述加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性的术语。 36．评定长度是指评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度，它可以包含几个取样长度。37．测量表面粗糙度时，规定取样长度的目的在于能在测量范围内保持表面粗糙度特征，达到限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。 38．国家标准中规定表面粗糙度的主要评定参数有R a、R z、R y 三项。 二、判断题： 1、零件的尺寸公差等级越高，则该零件加工后表面粗糙度轮廓数值越小，由此可知，表面粗糙度要求很小的零件，则其尺寸公差亦必定很小。（×） 2、测量和评定表面粗糙度轮廓参数时，若两件表面的微观几何形状很均匀，则可以选取一个取样长度作为评定长度。（√） 3、表面粗糙度的三类特性评定参数中，最常采用的是高度特性参数。（√） 29、确定表面粗糙度时，通常可在三项高度特性方面的参数中选取。（√） 30、评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度称取样长度，它可以包含几个评定长度。（×） 31、Rz参数由于测量点不多，因此在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分。（√） 32、R y参数对某些表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面质量有实用意义。（√） 33、选择表面粗糙度评定参数值应尽量小好。（×） 34、零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度参数值相应取得越小。（√） 35、零件的表面粗糙度值越小，则零件的尺寸精度应越高。（×）
粗糙度测试方法
粗糙度测试方法 导语：粗糙度测试是一种常用的测试方法，用于评估物体表面的粗糙程度。本文将介绍几种常见的粗糙度测试方法，包括触感法、比较法、仪器测量法等。 一、触感法 触感法是一种简单直观的粗糙度测试方法。通过手指轻触物体表面，根据触感判断物体的粗糙程度。一般来说，粗糙度较高的物体表面会感觉到明显的不平整和摩擦感，而粗糙度较低的物体表面则会感觉光滑平整。 二、比较法 比较法是一种常用的粗糙度测试方法。通过将待测试物体与标准物体进行比较，从而确定物体的粗糙程度。一种常见的比较法是目测比较法，即通过肉眼观察和比较不同物体表面的粗糙程度。另一种比较法是触摸比较法，即通过触摸不同物体表面的差异来判断粗糙度。 三、仪器测量法 仪器测量法是一种精确度较高的粗糙度测试方法。通过使用专用的粗糙度测试仪器，如激光测量仪、表面粗糙度仪等，对物体表面的粗糙度进行测量和分析。这些仪器可以提供物体表面的粗糙度参数，如Ra、Rz等，用于评估表面的粗糙程度。
四、其他测试方法 除了上述常见的粗糙度测试方法，还有一些其他的测试方法可以用于评估物体表面的粗糙度。例如，摩擦测试法可以通过测量物体表面的摩擦系数来评估粗糙度。另外，声音测试法可以通过听觉感知物体表面的声音来判断粗糙度。 总结： 粗糙度测试是一种常用的测试方法，可以评估物体表面的粗糙程度。常见的测试方法包括触感法、比较法和仪器测量法等。触感法和比较法是一种直观简单的测试方法，适用于一些粗略的粗糙度评估。仪器测量法是一种更加精确的测试方法，通过专用的仪器对物体表面的粗糙度进行测量和分析。除了这些方法，还有一些其他的测试方法可以用于评估物体表面的粗糙度。总之，选择适合的粗糙度测试方法，可以有效评估物体表面的粗糙程度，为产品设计和加工提供参考依据。
表面粗糙度的测量
表面粗糙度得测量
目录 一、表面粗糙度得检测 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 二、表面粗糙度得测量 (3) 三、参考标准 (4) 四、参考文献 (5) 一、表面粗糙度得检测 表面粗糙度就是指加工表面具有得较小间距与微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间得距离(波距)很小(在1mm以下),用肉眼就是难以区别得,因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则表面越光滑。表面粗糙度得大小,对机械零件得使用性能有很大得影响,主要表现在以下几个方面: 1)表面粗糙度影响零件得耐磨性。表面越粗糙,配合表面间得有效接触面积越小,压强越大,磨损就越快。 2)表面粗糙度影响配合性质得稳定性。对间隙配合来说,表面越粗糙,就越易磨损,使工作过程中间隙逐渐增大;对过盈配合来说,由于装配时将微观凸峰挤平,减小了实际有效过盈,降低了联结强度。 3)表面粗糙度影响零件得疲劳强度。粗糙零件得表面存在较大得波谷,它们像尖角缺口与裂纹一样,对应力集中很敏感,从而影响零件得疲劳强度。 4)表面粗糙度影响零件得抗腐蚀性。粗糙得表面,易使腐蚀性气体或液体通过表面得微观凹谷渗入到金属内层,造成表面腐蚀。 5)表面粗糙度影响零件得密封性。粗糙得表面之间无法严密地贴合,气体或液体通过接触面间得缝隙渗漏。 6)表面粗糙度影响零件得接触刚度。接触刚度就是零件结合面在外力作用下,抵抗接触变形得能力。机器得刚度在很大程度上取决于各零件之间得接触刚度。 7)影响零件得测量精度。零件被测表面与测量工具测量面得表面粗糙度都会直接影响测量得精度,尤其就是在精密测量时。 此外,表面粗糙度对零件得镀涂层、导热性与接触电阻、反射能力与辐射性能、液体与气体流动得阻力、导体表面电流得流通等都会有不同程度得影响、 表面粗糙度基本术语: 取样长度:评定表面粗糙度所规定得一段基准线长度。应与表面粗糙度得大
表面粗糙度 测量方法
众所周知，表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry ； 他们代表的意义是：Ra 是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。 Rq 是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。 Rz 是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。 Ry 是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。 目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。 1. 比较法它是在工厂里常用的方法，用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的判断。 2. 光切法它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。 3. 干涉法它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多； 4. 触针法它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。 它可分为便携式和台式电动轮廓仪，便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。它的测量范围较大：Ra 值一般在0.02—50μm 。 （一）表面粗糙度的测量方法有很多，主要的方法如下表所列。 测量方法 可测范围 测量部位 Ra值（μm）
互换性与技术测量 第五章_表面粗糙度轮廓及其监测
第五章表面粗糙度轮廓及其监测 一、判断题 1.Rz参数由于测量点不多，因此在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分。（对） 2.零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度参数值相应取得越小。（对） 3.零件的表面粗糙度值越小，则零件的尺寸精度应越高。（错） 4.利用摩擦原理工作的表面应比非摩擦表面的表面粗糙度数值小。（错） 5.确定表面粗糙度时，通常必须三项高度特性方面的参数中选取。（对） 6.对过盈配合来说，表面粗糙会减小实际有效过盈，降低连接强度。（对） 7.轮廓的算术平均偏差最客观全面的反映了零件表面的粗糙程度。（对） 8.评定表面粗糙度时，规定取样长度是为了使测量方便。（错） 9.轮廓支撑长度率越大，则轮廓承受载荷的面积越大，所以就越耐磨。（对） 10.表面越粗糙，取样长度应越长。（对） 11.轮廓微观不平度的平均间距和轮廓支撑长度率主要用于控制表面加工痕迹的细密度。（对） 13.要求配合精度高的零件，其表面粗糙度数值应大。（错） 14.在加工过程中，刀具进给不规则或回转质量不平衡会形成工件表面波纹 度。（对） 15.受交变载荷的零件，其表面粗糙度值应小。（对） 16.符号代表用任何方法获得的表面粗糙度，Ｒa的上限值为3.2。（错） 17.同一加工表面的值肯定大于值。（对） 18.评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度称评定长度，它可以包含几个取样长度。（对） 19.选择表面粗糙度参数值应尽量小。（错） 20.评定表面粗糙度时，规定评定长度是为了减少表面波度的影响。（错） 21.工件表面越粗糙，摩擦系数越大；工件表面越光洁，摩擦系数越小（错） 22.国家标准规定经常采用的表面粗糙度幅度参数为轮廓算术平均偏差和轮廓的均方根偏差。（错） 二、填空题 1.在同一水平位置上，轮廓支撑长度率数值越大，表示实体材料的长度占评定长度的比率越( )，( )和( )越好。 [答案]大；支撑刚度；耐磨性 2.选择表面粗糙度轮廓的评定参数时，应优先使用( )。 [答案]轮廓的算术平均偏差 3.用去除材料的方法获得的表面Ra的最大值为3.2，Ra的最小值为1.6，则该表面的粗糙度轮廓应标注为( )。 [答案] 4.标准评定长度为连续的( )个取样长度。[答案]5
混凝土表面粗糙度标准及其测量方法
混凝土表面粗糙度标准及其测量方法 混凝土表面粗糙度是衡量混凝土表面平滑程度的重要参数，对于许多 建筑工程来说，它是关乎施工质量和使用安全的关键因素。本文将深 入探讨混凝土表面粗糙度标准及其测量方法，旨在为读者提供全面且 深入的理解。 一、混凝土表面粗糙度的意义 混凝土表面粗糙度直接影响着混凝土结构的外观和性能。适当的粗糙 度可以提高混凝土的抗滑性能，使其在湿滑环境下具有更好的防滑效果，防止人员或车辆发生滑倒事故。粗糙度还会影响混凝土的抗渗性、粘结力以及涂层或涂料的附着力，因此粗糙度的控制对于工程质量和 使用寿命也具有重要影响。 二、混凝土表面粗糙度标准 对于混凝土表面的粗糙度标准，主要有以下几种常用的指标： 1. Rz值：采用国际通用的指标，表示混凝土表面上一定长度范围内的最大凹凸高度差。 2. Ra值：表示单位长度内的平均表面粗糙度值，用于比较不同混凝土表面粗糙度的大小。 3. Rq值：表示混凝土表面上一定长度范围内的平均凹凸高度差的平方平均根值，用于更加全面地评估表面粗糙度。
4. Rt值：表示混凝土表面上一定长度范围内的最大凹/凸高度差。 除了这些指标外，不同行业和使用领域还会有一些特定的标准和指标，例如在卫生间或厨房地面等需要防滑的场所，还会使用更为具体的摩 擦系数来描述混凝土表面的粗糙度。 三、测量混凝土表面粗糙度的方法 测量混凝土表面粗糙度可以采用多种方法，下面介绍两种常用的方法：1. 微触探法：通过用特定力量的探针在混凝土表面划过并记录下表面 凹凸的情况，再通过相应的公式计算出表面粗糙度指标。该方法具有 操作简单、快速、准确等优点，且适用于不同形状和尺寸的混凝土表面。 2. 光学测量法：通过使用激光或投射特定光源的仪器，获取混凝土表 面的图像或影像，再通过图像处理技术分析表面的凹凸情况并计算出 相应的粗糙度指标。该方法适用于大面积表面的测量和精密测量，但 对于光照和尺寸限制较为敏感，需要在实际应用中进行适当的校正和 调整。 四、对混凝土表面粗糙度标准的理解和观点 混凝土表面粗糙度标准的制定是基于安全、施工质量和使用需求等多 方面的考虑。合理的粗糙度标准能够提供统一的评估和比较基准，有 助于确保建筑工程的质量和安全。然而，在实际应用中，混凝土表面 粗糙度标准的适用性和准确性仍然存在一定的局限性，例如不同使用
5表面粗糙度及检测
第5章表面粗糙度及检测 5.1 表面粗糙度的基本概念 5.1.1 表面粗糙度的定义 微小峰谷高低程度和间距状况所组成的微观几何形状特性称为表面粗糙度（surface roughness）。它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。 实际上，加工得到的零件表面并不是完全理想的表面，完工零件的截面轮廓形状由表面粗糙度、表面波纹度和表面形状误差叠加而成，如图5–1所示。上述三者通常按相邻两波峰或两波谷之间的距离，即按波距的大小来划分：波距小于l mm并大体呈周期变化的属于表面粗糙度（微观几何形状误差），波距在l mm～10 mm并呈周期变化的的属于表面波纹度（中间几何形状误差），波距大于10 mm而无明显并周期变化的属于表面形状误差（宏观几何形状误差）。 5.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 1. 影响耐磨性 2. 影响配合性质的稳定性 3. 影响疲劳强度 4. 影响耐腐蚀性 此外，表面粗糙度还会影响结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力、测量精度以及机器、仪器的外观质量等。 5.2 表面粗糙度的评定 5.2.1 术语和定义 1. 实际表面（real surface） 实际表面是零件上实际存在的表面，是物体与周围介质分离的表面（见图5–2）。 2. 表面轮廓（surface profile） 表面轮廓是理想平面与实际表面相交所得的轮廓（见图5–2）。按照相截方向的不同，表面轮廓又分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常均指横向表面轮廓，即与实际表面加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。 3. 坐标系 坐标系是确定表面结构参数的坐标体系（见图5–2）。通常采用一个直角坐标系，其轴线形成一右旋笛卡尔坐标系，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。 4. 取样长度lr（sampling length） 取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，是测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它至少包含5个以上轮廓峰和谷，如图5–3所示，取样长度lr的方向与轮廓走向一致。 规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差，特别是表面波纹度对测量和评定表面粗糙度的影响。表面越粗糙，取样长度就越大。 5. 评定长度ln（evaluation length） 评定长度是用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。由于零件表面粗糙度不一定均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映整个表面粗糙度特征，因此，在测量和评定时，需规定一段最小长度作为评定长度。 评定长度包含一个或几个取样长度，如图5–3所示。一般情况下，取ln＝5lr；若被测表面比较均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。 6. 中线（mean line） 中线是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，也就是用以评定表面粗糙度参数值的给
粗糙度测试方法
粗糙度测试方法 引言： 在工程领域中，粗糙度测试是一种常见的质量控制方法。它用于评估表面的平滑程度和纹理，以确保产品符合规定的标准。本文将介绍几种常用的粗糙度测试方法，以帮助读者了解这些方法的原理和应用。 一、表面触感法 表面触感法是一种简单直观的粗糙度测试方法。测试者使用手指或触摸笔轻轻触摸待测表面，根据触感判断表面的粗糙度。通常，触感越光滑，表面越平整；触感越粗糙，表面越不平整。这种方法适用于一些简单的场景，如评估家具表面的光滑度。 二、目测法 目测法是一种直接观察表面特征的粗糙度测试方法。测试者使用肉眼观察待测表面，根据表面的外观判断表面的粗糙度。通常，光滑的表面具有均匀的光泽，而粗糙的表面则呈现出不规则的纹理和光泽。目测法适用于一些外观要求较高的产品，如汽车外壳、电器外观等。 三、直尺法 直尺法是一种常用的粗糙度测试方法。测试者使用直尺或卡尺测量待测表面上的凹凸高度差，以确定表面的粗糙度。通常，凹凸高度
差越小，表面越光滑；凹凸高度差越大，表面越粗糙。直尺法适用于一些需要量化粗糙度的场景，如金属加工、建筑材料等。 四、激光扫描法 激光扫描法是一种高精度的粗糙度测试方法。测试者使用激光扫描仪将激光束投射到待测表面上，通过测量反射光的偏移量和散射情况来确定表面的粗糙度。激光扫描法可以提供精确的粗糙度数据，适用于一些对粗糙度要求极高的场景，如光学元件、半导体加工等。 五、纹理分析法 纹理分析法是一种基于图像处理的粗糙度测试方法。测试者使用高分辨率相机拍摄待测表面的图像，通过图像处理算法分析表面的纹理特征，进而确定表面的粗糙度。纹理分析法可以提供详细的粗糙度数据，并可用于对比不同样品之间的粗糙度差异。它适用于一些需要精确测量和分析的场景，如纺织品、纸张等。 六、声音检测法 声音检测法是一种非接触式的粗糙度测试方法。测试者使用声音传感器将声波发送到待测表面，并测量反射声波的特征，以确定表面的粗糙度。通常，光滑的表面会产生清晰而明亮的声音，而粗糙的表面则会产生低沉而模糊的声音。声音检测法适用于一些需要远距离测量的场景，如管道内壁、远程设备等。 结论：
表面粗糙度的检测
课题三表面粗糙度的检测 表面粗糙度的检测方法主要有比较法、针触法、光切法、光波干涉法。 1．比较法 用比较法检验表面粗糙度是生产车间常用的方法。它是将被测表面与粗糙度样块进行比较来评定表面粗糙度。如图3-1所示。比较法可用目测直接判断或借助于放大镜、显微镜比较或凭触觉、来判断表面粗糙度。缺点是精度较差，只能作定性分析比较。 图3-1表面粗糙度比较样板 2．针触法 针触法是通过针尖感触被测表面微观不平度的截面轮廓的方法，它实际是一种接触式电量方法。所用测量仪器为轮廓仪，它可以测定Ra为0.025～5um。 该方法测量范围广，速度可靠、操作简便并易于实现自动测量和微机数据处理。但被测表面易被触针划伤。如图3-2所示。 图3-2针触法测量原理图 3．光切法 光切法就是利用“光切原理”来测量被测零件表面的粗糙度，采用仪器是光切显微镜又称双管显微镜。该仪器适宜测量车、铣、刨或其它类似的方法加工的金属零件的平面或外圆表面。光切法通常用于测量
Ra=0.5～80µm的表面。 4．光波干涉法 干涉显微镜是利用光波干涉原理测量表面粗糙度。干涉显微镜测量的范围一般为0.03～1µm。也可作Rz、Ry参数评定。 本课题结合课堂讲授的典型零件的标注，分析并检测表面粗糙度，根据国家标准评定表面粗糙度。选用方法为光切法和光波干涉法。
实验3-1 用光切显微镜检测表面粗糙度 一、实验目的 1．了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法 2．正确理解表面粗糙度的评定参数，加深对微观不平度十点高度Rz的理解 二、测量原理及仪器说明 双管显微镜又撑光切显微镜，它是利用被测表面能反射光的特性，根据“光切法原理”制成的光学仪器， R=0.8-80um的表面粗糙度。 其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量 Z 图3-3光切显微镜 1—底座；2—立柱；3—升降螺母；4—微调手轮；5—支臂；6—支臂锁紧螺钉；7—工作台；8—物镜组；9—物镜锁紧机构；10—遮光板手轮；11—壳体；12—目镜测微器；13—目镜 仪器外型如图3-3所示，它由底座6，支柱5，横臂2，测微目镜13，可换物镜8及工作台7等部分组成。 仪器备有四种不同倍数（7X、14X、30X、60X）物镜组，被测表面粗糙度大小（估测）来选择相应倍数的物镜组（见表3-1）。 表3-1 双管显微镜测量参数 测量范围um 物镜倍数总放大倍数视场直径mm 系数E （um/格） 7X 60X 2.7 1.28 15～50 14X 120X 1.3 0.63 5～15 30X 260X 0.6 0.29 1.5～5 60X 520X 0.3 0.16 0.8～1.5
表面粗糙度检验作业指导书
表面粗糙度检验作业指导书1000字 表面粗糙度检验作业指导书 一、实验目的 1. 了解表面粗糙度的概念，学习表面粗糙度的检测方法； 2. 掌握表面粗糙度测量工具的使用方法； 3. 练习表面粗糙度的检测与判断，提高测量精度。 二、实验器材和材料 1. 电动磨光机； 2. 粗磨纸、细磨纸、抛光布； 3. 表面粗糙度计； 4. 测试板样； 5. 计算器。 三、实验步骤 1. 准备工作：首先应将电动磨光机连接电源，使其正常工作，将测 试板放在磨光机上，进行前期的处理，包括粗磨、细磨和抛光，以 确保测试板表面光滑平整； 2. 使用表面粗糙度计进行测量：将表面粗糙度计垂直于测试板表面 轻轻触碰，按下计算按钮，等待数值显示后，记录测量值； 3. 重复上述步骤，至少取三个不同的测试点进行测量，计算平均值； 4. 根据设定的测量标准，判断测试结果是否符合相应标准。 四、注意事项 1. 在进行表面粗糙度测量前，应先将测试板的表面处理，以确保表 面光滑平整； 2. 操作表面粗糙度计时，应严格按照说明书进行操作；
3. 测量时应取不小于三个不同的测试点进行测量，以计算平均值， 并比对测量结果是否符合相应的标准； 4. 在测量时，应注意保护测试板的表面，避免造成不必要的损坏。 五、实验结果处理 1. 计算每个测试点的表面粗糙度值，并求出其平均值； 2. 与相应标准进行比对，判断测试结果是否符合标准； 3. 若测试结果符合标准，则测试板达到相应的表面粗糙度要求；若 不符合，则需重新处理，继续测试。 六、实验注意事项 1. 本实验应在指导老师的指导下进行，实验器材和仪器应认真检查、使用； 2. 在实验过程中，应注意安全，防止因操作不当而造成伤害； 3. 完成实验后，应清理现场，将实验器材和仪器存放妥善，保持实 验室环境整洁。
表面粗糙度的评定标准及方法
表面粗糙度的评定标准及方法 当钢材表面经喷射清理后，就会获得一定的表面粗糙度或表面轮廓。表面粗糙度可以用形状和大小来进行定性。经过喷射清理，钢板表面积会明显增加很多，同时获得了很多的对于涂层系统有利的锚固点。当然，并不是粗糙度越大越好，因为涂料必须能够覆盖住这些粗糙度的波峰。太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。一般的涂料系统要求的粗糙度通常为Rz40~75微米。 1.粗糙度的定义 对表面粗糙度的定义有以下几种: hy：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度, ISO8503-3 （显微镜调焦法） Ry：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度, ISO8503-4 （触针法） Ra：波峰和波谷到虚构的中心线的平均距离，ISO 3274 Ry5:在取样长度内，五个波峰到波谷最大高度的算术平均值，ISO8503-4 （触针法）有关Rz的表述与Ry5其实是相同的，Rz的表述来自于德国标准DIN 4768-1 Ra和Rz之间的关系是Rz相当于Ra的4~6倍。 2.表面粗糙度的评定标准 为了测定钢板表面粗糙度，不同的标准规定了相应的仪器可以使用，测量值以微米（m mj） 为单位。 国际标准分ISO 8503成五个部分在来说明表面粗糙度： ISO8503-1 : 1995表面粗糙度比较样块的技术要求和定义 ISO8503-2 : 1995喷射清理后钢材表面粗糙度分级一样板比较法 ISO8503-3: 1995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法一显微镜调焦法 ISO8503-4: 1995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法，触针法 ISO8503-5: 2004表面轮廓的复制胶带测定法 我国的国家标准GB/T 13288-91《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较板块法）》，参照ISO8503所制订。 3.比较样块法评定表面粗糙度
表面粗糙度误差的测量与检验
《机械零件测量与检验》 表面粗糙度误差的测量与检验——电子教案 数控技术专业 名师课堂资源开发小组 2016年2月
项目四：零件表面粗糙度误差的测量与检验 请对矩形花键套零件的表面粗糙度进行检测。如图13-1 图13-1 矩形花键套 一、零件表面粗糙度的分析 外图13-1为矩形花键套，从零件图样分析可得，该零件表面粗糙度要求较高的有7 70js 圆柱面Ra1.6，其次为Ra3.2,其余为Ra6.3.。 表面粗糙度的相关专业术语及知识点 零件的表面结构原于产品几何技术规范（GPS），其几何特征只能用微米(um)级的参数来描述，通常要用光学量仪才能确定其精度等级。 表面结构含粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓三个方面的内容，国家标准规定采用轮廓法确定相应的参数。表面结构的粗糙度感觉零件的加工、检验中使用较普遍，是本章节重点介绍的内容。 1、表面结构国家标准 国家标准规定用轮廓法确定表面结构（粗糙度、波纹度和原始轮廓），对有关术语、定义、参数和表面结构的标注作出了明晰的规范。现行使用的国家标准有：GB/T 3503-2009、GB/T 1031-2009和GB/T 131-2006。 GB/T 3503-2009 产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法术语、定义及表面结构参数。代替GB/T 3505-1983、GB/T 3505-2000。 GB/T 1031-2009 产品几何技术规范（GPS) 表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值。代替GB/T 1031-1995。现行国家标准对原标准中的一些参数、代号作出修改，例如：将“轮廓最大高度”参数代号“Ry”改成为“Rz”；“轮廓微观不平度的平均间距”参数代号“Sm”改为“Rsm”；“取样长度”代号由“L”改为“Lr”。 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代替了GB/T 131-1993。
表面粗糙度检测标准
标题：粗糙度检验规范 文件编号：WI/ZB 版本：A 修订履历表
1.0 目的 对来自于外购模具、工装、治具、夹具等零配件、本厂加工的模具、工装、治具、夹具等零配件按要求进行表面粗糙度检验，以确保模具、工装、治具、夹具等零配件满足预期的要求。 2.0范围 适用于所有组成模具、工装、治具、夹具的零配件，包括委外和内部加工的零配件。 3.0定义 3.1表面粗糙度：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。 3.2表面粗糙度对工件的影响： 3.2.1表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
3.2.2表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。 3.2.3表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。 3.2.4表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 3.2.5表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。 3.2.6表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。 3.2.7影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。 3.3表面粗糙度比较样块定义及检验要求： 3.3.1定义：表面粗糙度比较样块是检查加工后工件表面的一种对比量具，他的使用方法是以样块工作面的表面粗糙度为标准，凭触觉（如手摸）或视觉（可借助放大镜、比较显微镜等）与待检查的工件表面进行比对，从而判别被检查表面的表面粗糙度是否合乎要求，这是一种定性的检查工具。 3.3.2检验要求：在用比较样块对工件表面进行比较时，所选用的样块和被检查工件的加工方法必须相同，同时样块的材料、形状、表面色泽等应尽肯能的与被检查工件一致，判断的准则是根据工件加工痕迹的深浅来决定表面粗糙度是否符合图纸（或工艺）要求。当被检查工件表面的加工痕迹深浅程度相当或者小于样块工作面加工痕迹深度时，则被检查工件表面粗糙度一般不大于样块的标记公称值。 3.4国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)：