粗糙度的评定参数
粗糙度对比Ra、Rz、RMS、国内外标准对照
表面粗糙度高度参数有3种：1.轮廓算数平均偏差：轮廓算数平均偏差Ra是指在取样长度L内，被测轮廓上各点到基准线的距离Yi的绝对值的算数平均平均值。
2.微观不平度十点高度：微观不平度十点高度Rz是指在取样长度L内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高Ypi的平均值与五个最大轮廓谷底Yvi的平均值之和。
3.轮廓最大高度：轮廓最大高度Ry是指在取样长度L内，被测轮廓的峰顶线与轮谷线之间的距离。
表征微观不平度高度特性的评定参数Ra、Rz、Ry的数值愈大则表面越粗糙。
在高度评定参数中，Ra的概念颇为直观，Ra值反应实际轮廓微观几何形状特性的信息量最大，且Ra值用触针式电动轮廓仪测量比较容易。
因此对于光滑表面和半光滑表面，普遍采用Ra作为评定参数。
但受测量仪器的限制，极光滑和极粗糙的表面不能用Ra评定。
评定参数Rz的概念较为直观，Rz值通常用非接触式的光切显微镜测量。
但Rz值只反应取样长度内峰高和谷底的十个点，不能反应峰顶的尖锐和平顿的几何形状特性，因此Rz值不如Ra值反应得微观几何形状特性全面。
评定参数Ry的概念简单，Ry值得测量方便，但Ry值不及Rz、Ra值反应的微观几何形状特性全面。
Ry值与Ra、Rz值连用控制微观不平度的谷深用来评定某些不允许出现较大加工痕迹和受交变应力作用的表面。
RMS值实际就是有效值，就是一组统计数据的平方的平均值的平方根。
因为RMS系统是英制单位一般的有：RMS*25.4/1000=RA举例:RMS64 = 64*25.4/1000= RA 1.6几个常用的如下:RMS250 = RA6.4RMS125 = RA3.2RMS64 = RA1.6RMS32 = RA0.8表面粗糙度外国与中国标准对照N1－－0.025um；N2－－0.05um；N3－－0.1um；N4－－0.2um；N5－－0.4um；N6－－0.8um；N7－－1.6um；N8－－3.2um；N9－－6.3um；N10－－12.5um；N11－－25um；日本表面粗糙度的老标准。
表面粗糙度的评定参数
• 选择原则：一般按五个取样长度来确定。 4．轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。具有几
何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加 以划分的线。类型有： • （1）最小二乘中线：
使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上 的点至基准线的距离）的平方和为最小的基准线。
准面1相接触，基准面采用光学玻璃制成的平面或圆弧面，并相对被测表面或工作台面定
位，从而使传感器运行的轨迹依赖于这个参考基准面，根据被测表面的外形作直线或某一 曲率的圆弧线运动。这时触针所描绘的将是包括粗糙度、波纹度相形状误差在内的实际表 面轮廓图形。这种方法对拖动传感器运行的驱动机构(导轨)没有严格要求。
Ry y p max yv max
表面粗糙度的三个水平参数： 轮廓微观不平度的平均间距Sm 轮廓单峰平
均间距S 轮廓支承长度率tp
图4-4 表面粗糙度的水平参数
4．轮廓微观不平度的平均间距Sm
❖ 含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Sm (图4-4），称为轮廓微观不平度间距。
Sm
1 n
直线，寻头
• 上下位移量非常小加固9—14(a)所示。但若轮廓哆距增大PS头的垂盲位移变化亦将随着增大，直到 它完全和触
• 针同步地作上下运动，如图L14(b)．＜c)所示，此时圆弧形导头显然E个适用。
•
由于e6针和导头不可能在表面的同一点上接触(不能同袖)，因此综合其结果*除了幅度变化LJ
外，还取决于
实际轮廓图
横向实际轮廓图
2．取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基
准线长度。 • 量取方向：它在轮廓总的走向上。 • 目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响
粗糙度对比ra、rz、rms、国内外标准对照
表面粗糙度高度参数有3种：1.轮廓算数平均偏差：轮廓算数平均偏差Ra是指在取样长度L内，被测轮廓上各点到基准线的距离Yi的绝对值的算数平均平均值。
2.微观不平度十点高度：微观不平度十点高度Rz是指在取样长度L内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高Y pi的平均值与五个最大轮廓谷底Y vi的平均值之和。
3.轮廓最大高度：轮廓最大高度Ry是指在取样长度L内，被测轮廓的峰顶线与轮谷线之间的距离。
表征微观不平度高度特性的评定参数Ra、Rz、Ry的数值愈大则表面越粗糙。
在高度评定参数中，Ra的概念颇为直观，Ra值反应实际轮廓微观几何形状特性的信息量最大，且Ra值用触针式电动轮廓仪测量比较容易。
因此对于光滑表面和半光滑表面，普遍采用Ra作为评定参数。
但受测量仪器的限制，极光滑和极粗糙的表面不能用Ra评定。
评定参数Rz的概念较为直观，Rz值通常用非接触式的光切显微镜测量。
但Rz值只反应取样长度内峰高和谷底的十个点，不能反应峰顶的尖锐和平顿的几何形状特性，因此Rz值不如Ra值反应得微观几何形状特性全面。
评定参数Ry的概念简单，Ry值得测量方便，但Ry值不及Rz、Ra值反应的微观几何形状特性全面。
Ry值与Ra、Rz值连用控制微观不平度的谷深用来评定某些不允许出现较大加工痕迹和受交变应力作用的表面。
RMS值实际就是有效值，就是一组统计数据的平方的平均值的平方根。
因为RMS系统是英制单位一般的有：RMS*25.4/1000=RA举例:RMS64 = 64*25.4/1000= RA 1.6几个常用的如下:RMS250 = RA6.4RMS125 = RA3.2RMS64 = RA1.6RMS32 = RA0.8表面粗糙度外国与中国标准对照N1－－0.025um；N2－－0.05um；N3－－0.1um；N4－－0.2um；N5－－0.4um；N6－－0.8um；N7－－1.6um；N8－－3.2um；N9－－6.3um；N10－－12.5um；N11－－25um；日本表面粗糙度的老标准。
第二节 表面粗糙度的选择及其标注
第二节表面粗糙度的选择一、表面粗糙度参数及参数值的选择（一）表面粗糙度评定参数的选择在表面粗糙度的六个评定参数中，Ra、Rz、Ry三个高度参数为基本参数Sm、S、t p为三个附加参数。
这些参数分别从不同角度反映了零件的表面形貌特征，但都存在着不同程度的不完整性。
因此，在具体选用时要根据零件的功能要求、材料性能、结构特点以及测量的条件等情况适当用一个或几个作为评定参数。
1）如果表面没有特殊要求时，一般仅选用高度参数。
在高度特性参数常用的参数值范围内（R a为0.025~6.3μm、R z为0.1~25μm），推荐优先选用Ra值，因为Ra能较充分地反应零件表面轮廓的特征。
但以下情况不宜选用Ra。
a. 当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或太光滑（Ra＜0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器进行测量。
b. 当零件材料较软时，不能选用Ra，因为Ra值一般采用触针测量，如果用于软材料的测量，不仅会划伤零件表面，而且测得结果也不准确。
c. 如果测量面积很小，如顶尖，刀具的刃部以及仪表小元件的表面，在取样长度内，轮廓的峰或谷少于五个时，Rz也难于进行测量，这是可以选用Ry值。
2）当表面有特殊功能要求时，为了保证功能要求，提高产品质量，这是可以同时选用几个参数综合控制表面质量。
a. 当表面要求耐磨时，可以选用Ra、Ry、和t p。
b. 当表面要求承受交变应力时，可以选用Ry、Sm、和S。
c. 当表面着重要求外观质量和可漆性，可选用Sm和S。
（二）表面粗糙度参数值的选择表面粗糙度参数值的选择合理与否，不仅对产品的使用性能有很大的影响，而且直接关系到产品的质量和制造成本。
一般来说，表面粗糙度值（评定参数值）越小，零件的工作性能越好，使用寿命也越长。
但绝不能认为表面粗糙度值越小越好，为了获得粗糙度小的表面，则零件需经过复杂的工艺过程，这样加工成本可能随之急剧增高。
因此选择表面粗糙度参数值既要考虑零件的功能要求，又要考虑其制造成本，在满足功能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。
表面粗糙度
d
（二）表面结构代号补充 要求在图形符号中的注写位置
(1) 位置a：注写表面结构的单一要求。 (2) 位置a和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，方法同(1)， 在位置b注写第二个表面结构要求。 (3) 位置c：注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺 要求等。如“车”、“磨”、“镀”等。 (4) 位置d：注写所要求的表面纹理和纹理的方向，如“=”、 “X”、“M”等。 (5) 位置e：注写所要求的加工余量，以毫米为单位给出数值。
纹理呈近似放 射状且与表面 圆心相关
纹理呈多方向
纹理呈微粒、凸 起，无方向
2.表面粗糙度代号在图样上的标注
表面粗糙度要求对每一表面一般只标注一次， 并尽可能标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。
注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致
一般标注于可见轮廓线或其延长线上，符 号应从材料外指向并接触表面
3. 表面结构要求在图样中的简化注法
1) 封闭轮廓的各表面有相同的表面粗糙度要求的注法 当在图样的某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同 的表面粗糙度要求时，可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，如图所示，表示 构成封闭轮廓的1、2、3、4、5、6六个面的轮廓算 术平均偏差的上限值均为3.2μm。
表示用不去除材料的方法获得的表面。 例如：铸、缎、冲压、热轧、冷轧、粉末热 金等方法。或用于保持原供应状况的表面。
3、高度参数 ( Ra)值的注写
3.2
3.2 1.6
表面粗糙度高度参数值的单位是m。 只注一个值时，表示为上限值；注两个值时， 表示为上限值和下限值。 高度参数 ( Ra)值的注写 代号 意义与说明
表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
12.5 12.5
图5－16 表面粗糙度代号注法
3.2 30º 3.2
3.2 30º 3.2
图5－17 表面粗糙度在图样上的标注
3.2 3.2
C×45º
3.2 0.4
φ
1.6 1.6
φ
3.2 M
12.5
φ
12.5
表面粗糙度重复表面的注法
a
c)
tp70%、C50%
a
a
b)
Sm0.05max
d)
tp70%min、C50%
其他各项规定的标注.2
③、加工纹理方向、加工方法的标注
纹理方向符号见表5-9。
铣
a
a
⊥
表5-15 表面加工纹理的标注
二、表面粗糙度要求的图样标注
表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮 廓线、尺寸界线、引出线或其延长线上， 见图5－16、5－17。
各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。 ⑴、满足使用要求的前提下，尽量选用较
大的粗糙度数值。 ⑵、同一零件，工作表面比非工作表面粗
糙度值小。 ⑶、摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦比
滑动摩擦表面粗糙度值小。
参数值的选择.1
⑷、运动速度高、单位压力大的摩擦表面， 比速度低、压力小的表面，Ra数值小。 受交变载荷的表面及易引起应力集中的 部分（圆角、沟槽等），Ra数值小。
表5-4 轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单 峰平均间距S的数值mm
0.006
0.1
1.6
0.0125
0.2
3.2
Sm 、S
0.025
0.4
6.3
表面粗糙度的评定
表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定对于具有表面粗糙度要求的零件表面，加工后需要测量和评定其表面粗糙度的合格性。
1. lc滤波器（lc profile filter）lc滤波器是指确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器2. ls滤波器（ls profile filter）ls滤波器是指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。
3.原始轮廓（primary profile）原始轮廓是指在应用短波长滤波器ls之后的总的轮廓。
4.粗糙度轮廓（roughness profile）粗糙度轮廓是对原始轮廓采用lc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。
以下所涉及到的轮廓，若无特殊说明，均指粗糙度轮廓。
评定基准为了合理、准确地评定被测表面的粗糙度，需要确定间距和幅度两个方向的评定基准，即取样长度、评定长度和轮廓中线。
1. 取样长度（lr ）取样长度是指用于判别被评定轮廓不规则特征的X 轴向上的长度，即测量和评定表面粗糙度时所规定的X 轴方向上的一段长度，取样长度在数值上与lc 滤波器的标志波长相等。
X 轴方向与间距方向一致。
规定取样长度的目的是为了限制和减弱被测表面其它几何形状误差，特别是表面波纹度对测量、评定表面粗糙度的影响。
表面越粗糙，取样长度就越大。
2. 评定长度ln（evaluation length）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4-2 所示。
一般取ln =5lr ，如被测表面均匀性较好，测量时可选ln <5lr ；均匀性差的表面，可选ln >5lr 。
3. 轮廓中线(mean lines)用轮廓滤波器lc 抑制了长波轮廓成分相对应的中线。
即具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。
粗糙度检测标准
3.2
用任何方法获得的表面，Ra的上限值为3.2μm
3.2
用去除材料方法获得的表面，Ra的上限值为3.2μm
3.2
用不去除材料方法获得的表面，Ra的上限值为3.2μm
1.6
光面
可辨加工痕迹方向
金刚石、车刀精车、精铰、拉力加工、精磨、研磨、抛光
要求保证定心剂配合特性的表面，如轴承配合表面、锥孔等
0.6
微辩加工痕迹方向
要求能长期保持规定的配合特性，如标准公差为IT6、IT7的轴和孔
一般的钻孔、倒角、没有要求的自由表面
50
可见刀痕
25
微见刀痕
12.5
半光面
可见加工痕迹
精车、精刨、精铣、刮研和粗研
支架、箱体和盖等的非配合卖弄，一般螺纹支撑面
6.3
微见加工痕迹
箱、盖、套筒要求紧贴的表面，键和键槽的工作表面
3.2
不可见加工痕迹
要求有不精确定心及配合特性的表面，如支架孔、衬套、带轮工作表面
3.21Βιβλιοθήκη 6用去除材料方法获得的表面，Ra上限值为3.2μm，下限值为1.6μm
Ry3.2
用任何方法获得的表面，Ry的上限值为3.2μm
Rz200
用不去除材料方法获得的表面，Rz的上限值为200μm
Rz3.2
Rz.1.6
用去除材料方法获得的表面，Rz的上限值为3.2μm，下限值为1.6μm
3.2
Ry12.5
用去除材料方法获得的表面，Ra的上限值为3.2μm，Ry的上限值为12.5μmRy
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一、表面粗糙度及原因
表面粗糙度：是一种微观几何形状误差又称微观不平度。
表面粗糙度的产生原因：在加工过程中，刀具和零件表面间产生磨擦、高频振动及切削时在工作表面上留下的微观痕迹。
对评定参数的基本要求：
（1）正确、充分反映表面微观几何形状特征；
（2）具有定量的结果；
（3）测量方便。
二、评定参数:
国标从水平和高度两方向各规定了三个评定参数：三个基本参数（水平），三个附加的评定参数（高度）
2.1、取样长度L、评定长度L、轮廓中线m
2.2、6个评定参数： 3个基本、3个附加
2.1.1取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。
量取方向：它在轮廓总的走向上。
目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。
(几何滤波)
选择原则： 5λ≤l≤λp /3
2．1.2评定长度L ：评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或数个取样长度。
目的：为充分合理地反映某一表面的粗糙度特征。
（加工表面有着不同程度的不均匀性）。
选择原则：一般按五个取样长度来确定。
2.1.3轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。
具有几何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加以划分的线。
类型有：
（1）最小二乘中线：使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上的点至基准线的距离）的平方和为最小的基准线。
（2）算术平均中线：在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线。
2.2.1轮廓算术平均偏差Ra ：在取样长度L 内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。
2.2.2微观不平度十点高度：在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和，如图所示。
用公式表示为：
在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m 的任意一根线算起，计算被测轮廓的五个最高点（峰）到五个最低点（谷）之间的平均距离 2.2.3轮廓最大高度：在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，如图
2.3表面粗糙度的三个水平参数：轮廓微观不平度的平均间距Sm 、轮廓单峰平均间距S 、轮廓支承长度率
tp
R z
(...)(...)h h h h h h 24101395+++-+++R y y y p v =+max max
三、一般规定
1．为保证零件的表面质量，可按功能需要规定表面粗糙度。
2 ．在规定表面粗糙度要求时，必须给出粗糙度参数值和测定时的取样长度值两项基本要求，必须时也可规定表面纹理、加工方法顺序和不同区域的粗糙度等附加要求。
3．测量方向：表面粗糙度各参数的值是指在垂直于基准表面（具有几何表面的形状，它的方位和实际表面走向一致）的各截面上测得。
对给定的表面，如截面方向与高度参数最大值的方向一致，则可不规定测量方向，否则应在图样上表示截面方向。
4、表面缺陷：评定过程中，不应把表面缺陷（如沟槽、气孔、划伤等）包含进去。
必要时，应单独规定表面缺陷要求。
5 、测量部位：为了完整地反映零件表面的实际状况，需要在其若干具有代表性的位置上进行测量，一般可采取在均匀分布的三个以上的位置上取其平均值作为最终结果。