第五章表面粗糙度_new选编_new
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三 在图样和其他技术产品文件中的注法
按照国家标准的规定，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，可以标注在轮廓线上，其符号 应从材料外指向并接触表面。必要时，表面粗糙度符号也 可以用带箭头或黑点的指引线因出标注，如教材图5－17、 5－18所示。
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5－19；也可以标注在形位公差框格 的上方，见图5－20。
0.020
0.20
2.0
0.002
0.025
0.25
2.5
0.003
0.032
0.32
3.2
0.004
0.040
0.40
4.0
0.005
0.050
0.50
5.0
0.006
0.063
0.63
6.3
0.008
0.080
0.80
8.0
0.010
0.100
1.00
10.0
注：与表5-1注相同。
第三节 表面粗糙度标注
均偏差Ra]
(2) 在取样长度内，轮廓的纵坐标值y（x）绝对值
的
(3) 算术R平a 均1l 值0l y。(x)dx
Ra
1 n
n i1
yi
（2）微观不平度十点高度Rz[新国标：无]
在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五
个最大轮廓谷深的平均值之和 。
式中
Rz 15(i51ypii51yvi)
800
0.100
1.00
10.0
100
1000
注：与表5-1注相同
表5－3 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
5-表面粗糙度解析
术
语
4)`间距特征参数-轮廓单元的平均宽度
一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。
轮廓单元的平均宽度：是指在一个取样长度lr范围内所有 轮廓单元的宽度Xsi的平均值，用符号RSm表示，即
RSm
1 m
m i 1
Xsi
Xs1
Xs2 Xs3
Xs4
Xs5
Xs6
中线
lr
图 轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度
y( x) dx
或
Ra
1 n
n i 1
yi
语
（2）轮廓最大高度Ｒz
一
在取样长度L内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。
即： Rz =︱ypmax︱+︱yvmax︱
基
本
术
语
（3）轮廓单元的平均线高度Ｒc
一
在一个取样长度L内，轮廓单元高度的平均值。
5
5
基 本
即：
y pi
yvi
Rc i1
i 1
5
二 表面粗糙度的代号及标注
1、表面粗糙度的代号
新国标GB/T131-2006
位置a：幅度参数符号及极限值和相关技术要求。
上、下限值符号 传输带数值/幅度参数符号 评定长度值 极限值判 断规则 幅度参数极限值(μm)
位置b：附加评定参数（如RSm，mm）
位置c：加
1、比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用 于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。
2、光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测量Rc 为0.5～60μm。
3、干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量Rc 和Rz值。
4、印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被 测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。 适用于笨重零件及内表面。
第五章表面粗糙度
2．表面结构的简化注法 （1）有相同表面结构要求的简化注法 如果工件的多数（包括全部）表面具有相同的表面结构 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，如图515（a）所示； ② 在圆括号内给出不同的表面结构要求，如图5-15（b） 所示。
表面波度误差 表面粗糙度
波距在1～10 mm之间 波距小于1 mm
图5-1 某零件的三种误差
5.1 概述
表面粗糙度越小，表面 越光滑。
实际表面轮廓
粗糙度轮廓
λ 波纹度轮廓
宏观形状轮廓
下列论述正确的有(
)。
A．表面粗糙度属于表面微观性质的形状误差。
B．表面粗糙度属于表面宏观性质的形状误差。
C．表面粗糙度属于表面波纹度误差。 D．经过磨削加工所得表面比车削加工所得表 面的表面粗糙度值大。 E．介于表面宏观形状误差与微观形状误差之
课堂练习题
判断下列各对配合使用性能相同时，哪一个表面粗糙度的要求高？说明理由。 1） φ 50H7/f6与φ 50H7/h6。 2） φ 20h7与φ 80h7。 3） φ 20H7/e6与φ 20H7/r6。 4） φ 30g6与φ 30G6。
解：1）φ 50H7/ h6要求高些，因为它是小间隙配合，对表面粗糙度比大间隙配合 的φ 50H7/f6更敏感。 2）φ 20h7要求高些，因为φ 80h7尺寸较大，加工更困难，因此应放松要求。 3）φ 20H7/r6要求高些，因为是过盈配合，为了连接可靠、安全、应减小粗糙度， 以避免装配时将微观不平的峰、谷挤平面减小实际过盈量。 4）φ 30g6要求高些，因为精度相同时，孔比轴难加工。
是指在一个取样长度内，纵坐标Z（x）绝对值的算术 平均值，其表达式为： lr 或近似为：
表面粗糙度
表面粗糙度表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度 [1]。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，则表面越光滑。
通常把波距小于1mm 尺寸的形貌特征归结为表面粗糙度，1~10mm尺寸的形貌特征定义为表面波纹度，大于10mm尺寸的形貌特征定义为表面形貌表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。
由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。
表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
我国国家标准有GB/T 131-2006《表面结构的表示法》，规定了表面粗糙度的表示方法，适用于表面粗糙度的标注和图样标注；GB/T 1031-2009《表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》，规定了表面粗糙度的参数及其数值，适用于机械加工表面质量的评定，也可用于制定机械加工工艺规程和设计模具等。
一、发展历史为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。
从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。
1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。
但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。
5 表面粗糙度
第五章表面粗糙度主要掌握1、表面粗糙度的概念2、表面粗糙度的评定参数3、表面粗糙度的选择4、表面粗糙度的代号及标注第一节表面粗糙度的评定参照国际标准（ISO），对原有表面粗糙度国家标准（GB1031—83、GB131—83）作了修订和增订，新国标为GB/T1031—95、GB/T131—93、GB/T3505—2000、GB/T10610—98。
一、基本概念零件表面的形貌可分为三种情况：(1)表面粗糙度：指零件表面所具有的较小间距和微小峰谷不平度。
其波距和波高之比一般小于40。
属于微观几何形状误差。
(2)表面波纹度：波距和波高之比在40～1000之间。
(3)形状误差：波距和波高之比大于1000。
表面粗糙度对零件性能的影响¾影响零件的耐磨性。
¾影响配合性质的稳定性。
¾影响零件的疲劳强度。
¾影响零件的抗腐蚀性。
¾影响零件的密封性。
¾对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。
二、基本术语（一）取样长度l：评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。
应与表面粗糙度的大小相适应。
规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。
（表5 -1）（二）评定长度l：为了全面、充分地反映被测表面的n特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。
评定长度可包括一个或多个取样长度。
表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。
评定长度一般按5个取样长度来确定。
（表5 -1）（三）基准线：评定表面粗糙度的一段参考线。
有以下两种：（1）轮廓最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至一条假想线的距离平方和为最小。
即min 12=∑=ni i y（2）轮廓算术平均中线m：在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等。
即：F1+F2+…+F n= F1'+F2'+…+F n'三、表面粗糙度的评定参数GB/T1031-95中规定了6个评定参数，其中有关高度特性的参数有3个，也是主要的评定参数。
第5章表面粗糙度
5.3.1表面粗糙度参数的选择
首先满足使用性能要求，其次兼顾经济性。即，在满 足使用要求的前题下，尽可能降低表面粗糙度要求，放大 表面粗糙度允许值。
对大多数表面来说，给出高度特征评定参数即可反映被 测表面粗糙度的特征。附加参数只在高度特征参数不能满足 表面功能要求时，才附加选用。
在常用的参数值范围（ Ra 为0.025~6.3μm，Rz为 0.100~25μm）内，国家标准推荐优先选用
2、表面粗糙度的代号中数字书写的方向必须按机械制图中 尺寸标注的规定，注意尺寸标注的“30º”禁区内应使用引线引出 后标注。
3、重复要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），表面粗 糙度的代号只标注一次。
4、表面粗糙度的“其余”代号标注在图样的右上角。
5.4.5 表面粗糙度代（符）号在图样上的标注实例
的间距Smi是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。
1 n
S m n i1 S mi
（2）轮廓的单峰平均间距S 在取样长度内轮廓的单峰间距 S i
的算术平均值（图6-9）。所谓轮廓单峰间距Si是指两相邻 单峰的最高点之间距离投影在中线上的长度。
1 n
S 2 i1 Si
式中：n—轮廓单峰的个数S i —第i个轮廓单峰间距。
表5-2 轮廓算术平均偏差Ra的数值 (μm ）
本课小结
❖ 用以测量或评定表面粗糙度数值大小的基准线 有轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线 。 ❖ 国家标准中，轮廓算术平均偏差Ra 、微观不平 度十点高度Rz 、轮廓最大高度Ry的定义，及它们 三者的测量特点。 ❖ 表面粗糙度数值已经标准化。
5.3表面粗糙度参数其参数值的选用
Ra
1 l
l 0
yxdx
Ra
1 n
首先满足使用性能要求，其次兼顾经济性。即，在满 足使用要求的前题下，尽可能降低表面粗糙度要求，放大 表面粗糙度允许值。
对大多数表面来说，给出高度特征评定参数即可反映被 测表面粗糙度的特征。附加参数只在高度特征参数不能满足 表面功能要求时，才附加选用。
在常用的参数值范围（ Ra 为0.025~6.3μm，Rz为 0.100~25μm）内，国家标准推荐优先选用
2、表面粗糙度的代号中数字书写的方向必须按机械制图中 尺寸标注的规定，注意尺寸标注的“30º”禁区内应使用引线引出 后标注。
3、重复要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），表面粗 糙度的代号只标注一次。
4、表面粗糙度的“其余”代号标注在图样的右上角。
5.4.5 表面粗糙度代（符）号在图样上的标注实例
的间距Smi是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。
1 n
S m n i1 S mi
（2）轮廓的单峰平均间距S 在取样长度内轮廓的单峰间距 S i
的算术平均值（图6-9）。所谓轮廓单峰间距Si是指两相邻 单峰的最高点之间距离投影在中线上的长度。
1 n
S 2 i1 Si
式中：n—轮廓单峰的个数S i —第i个轮廓单峰间距。
表5-2 轮廓算术平均偏差Ra的数值 (μm ）
本课小结
❖ 用以测量或评定表面粗糙度数值大小的基准线 有轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线 。 ❖ 国家标准中，轮廓算术平均偏差Ra 、微观不平 度十点高度Rz 、轮廓最大高度Ry的定义，及它们 三者的测量特点。 ❖ 表面粗糙度数值已经标准化。
5.3表面粗糙度参数其参数值的选用
Ra
1 l
l 0
yxdx
Ra
1 n
表面粗糙度的基本知识
Rz则表示在取样长度内 ，五个最大的轮廓峰高 的平均值和五个最大的 轮廓谷深的平均值之和
Part 4
表面粗糙度对机械 零件性能的影响
表面粗糙度对机械零件性能的影响
1
表面粗糙度对机械零件的性能和寿命 具有重要影响
例如，对于需要承受摩擦和磨损的零 件，表面粗糙度会直接影响其耐磨性
和疲劳强度
2
3
此外，表面粗糙度还会影响零件的配 合性能、密封性能和外观质量等
未来发展趋势
➢ 总之，表面粗糙度是机械 制造领域中一个非常重要 的概念和技术参数。了解 和掌握表面粗糙度的基本 知识对于提高产品质量、 延长零件寿命以及提高制 造水平都具有重要意义。 同时，随着科技的不断进 步和创新，未来对于表面 粗糙度的研究和发展将更 加深入和广泛
-
XXX
感谢各位观看
xxxxxxxxx
Part 5
表面粗糙度的测 量方法
表面粗糙度的测量方法
1
表面粗糙 度的测量 2
方法
3
表面粗糙度的测量方法有多种，包括触针法、干涉法、 光干涉法等
其中，触针法是最常用的测量方法之一，通过在表面 上放置一个微小的触针，使其沿着表面移动，记录触 针在垂直方向上的位移变化来计算表面粗糙度
干涉法则是利用光的干涉原理来测量表面粗糙度，通 过将表面反射的光与标准反射镜反射的光进行干涉， 从而获得表面的微观几何形状信息
演讲人：XXX 时间：20XX年XX月XX日
表面粗糙度概念
Part 2
表面粗糙度的形 成原因
表面粗糙度的形成原因
Part 3
表面粗糙度的评 定参数
表面粗糙度的评定参数
表面粗糙度的评定参数 包括轮廓算术平均偏差 (Ra)、微观不平度十点 平均高度(Rz)等
《表面粗糙度》PPT课件-OK精选全文完整版
选择支承参数Rmr(c)。
2024/11/14
9
表面粗糙度的选用
表面粗糙度参数值的选用
工作表面的Ra值比非工作表面小 摩擦表面Ra值比非摩擦表面小 速度高、压力大，受交变应力作用的圆角沟槽Ra小 配合表面、过盈配合表面Ra小 要求防腐蚀、密封性能、外观表面Ra小 Ra值与尺寸公差和形位公差协调，尺寸公差值和形位公差值越小， 表面粗糙度的Ra值应越小
Z 1 n
近似为： Ra n i1 |
|
i
2024/11/14
5
表面粗糙度的评定--评定参数
轮廓最大高度Rz：
Rz Zp Zv
2024/11/14
6
表面粗糙度的评定--评定参数
间距参数
轮廓单元的平均宽度（RSm）
RSm
Xsi 1 m
m i1
i
lr
2024/11/14
7
表面粗糙度的评定--评定参数
11
表面粗糙度的标注
表面粗糙度的代号及其注法
a1、a2：粗糙度幅度参数代号及其数值(单位为µm)； b：加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其它说明等； c：取样长度(单位为mm)或波纹度(单位为µm)； d：加工纹理方向符号； e：加工余量(单位为mm)； f：粗糙度间距参数值(单位为mm)或轮廓支承长度率
混合参数(形状参数)
轮廓支承长度率Rmr(c): Rm r(c) Ml(c)
轮廓实体材料长度：
n
Ml(c) bi
ln
i 1
间距参数RSm与混合参数Rmr(c)，称为附加参数，其应用限于零件重要
表面并有特殊使用要求时。
2024/11/14
8
表面粗糙度的选用
表面粗糙度的参数值已经标准化，设计时应按国 家标准GB/T1031—1995《表面粗糙度参数及其数 值》规定的参数值系列选取。
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16
5.2 表面粗糙度的评定
四、评定参数
1. 高度评定参数
1).轮廓算术平均偏差——Ra
2).轮廓最大高度—— Rz
17
1). 轮廓算术平均偏差——Ra
轮廓算术平均偏差是指在取样长度lr内纵坐标Z(x) 绝对值的算术平均值。
lr
z2 z1
zn1 zn
Ra
1 lr
lr | Z (x) | dx
12.5
200
0.100 1.60
25
400
0.20
3.2
50
800
51
一、评定参数项目的选择
不
46
47
48
49
50
5.4 表面粗糙度的选择
一、评定参数项目的选择
摘自GB/T1031-2009
Ra 的数值( μm)
0.012
0.20
3.2
50
0.025
0.40
6.3
0.050
0.80
12.5
0.100
1.60
25
Rz 的数值( μm)
0.025 0.40
6.3
100
1000
0.050 0.80
④ 评定长度的标注：如果默认的评定长度( 5lr )时，可省略标注。如
果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。
28
表面粗糙度的单一要求标注示例
⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如上图中所 示上限为“16％规则”，下限为“最大规则” 。为了避免误解，在参数 代号和极限值之间插入一个空格。
Ra 3.2 max 用不去除材料的方法获得的表面粗糙 度，Ra的最大值为3.2μm
表面粗糙度幅度参数的标注.4
序号 12 13 14
代号
意义
用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra 3.2 max Ra的最大值为3.2μm，Ra的最小值为 Ra 1.6 min 1.6μm
Rz 3.2 max 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的 最大值为3.2μm
中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线
取样长度和评定长度
11
5.2 表面粗糙度的评定
二、评定基准
1.轮廓的最小二乘中线
n
z2 min i
Y
轮 廓
i 1
ln
l
偏 距
zi
轮廓总的走向
轮廓的最小二乘 中线
X
5.2 表面粗糙度的评定
2、取样长度和评定长度
基准线
l
ll
ll
ln
1、取样长度lr——规定的测量长度0.08、0.25、0.8、2.5、 8，是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。
（如果引不起误会，也可省略U、L）
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，
Ra 3.2 max
Rz 6.3 max Ra的最大值为3.2μm， Rz的最大值为 6.3μm
表面粗糙度幅度参数的标注.3
序号 9 10 11
代号
意义
Ra 3.2 max 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的 最大值为3.2μm
Ra 3.2 max 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的最大值为3.2μm
表面粗糙度轮廓评定参数共 4个：
基本参数 2个
附加参数 (辅助参数)
2个
Ra —轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 Rsm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率
23
5.3 表面粗糙度的标注
一， 表面粗糙度符号 任何方法获得表面
无补充说明不 能单独使用
用去除材料方法获得表面
用不去除材料的方法获得的表面
3
Ra3.2 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的上限值为3.2μm
表面粗糙度幅度参数的标注.1
序号 代号
意义
4
URa3.2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra LRa1.6 的上限值为3.2μm， Ra的下限值为1.6μm
5
Rz3.2 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限 值为3.2μm
9
5.2 表面粗糙度的评定
一、轮廓滤波器
（1） λs滤波器（短波滤波器） 确定表面粗糙度 与比它更短的波之间相交界限的滤波器。
（2） λc滤波器（长波滤波器） 确定表面粗糙度 与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3） λf滤波器 确定波纹度与比它更长波成分之 间相交界限的滤波器。
5.2 表面粗糙度的评定
7
表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和 间距（S）状况。
一般按S分： S＜1mm 为表面粗糙度轮廓；
间距 S
1≤S≤10mm为表面 波纹度轮廓； S＞10mm为 f形状.。
表面粗糙度轮廓的产生：
高低 Z
(1) 切削后遗留 的刀痕； (2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。
(1) 位置a处—注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。
① 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“ L”。 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和 “ L” 的标注。若为单向下限值，则必需加注“ L” 。
27
② 传输带和取样长
度的标注：传输
带是指两个滤波
② lr、ln的标注 默认评定长度不标，需要指定评定长度 ，要在幅度参数代号的后面注写取样长 度的个数。
(a) 取样长度个数“3”
(b) 取样长度个数“6”
5、单向和双向极限的标注
（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带； 单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。
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，
与评定长度ln的比率。
n
Mlc Mli i 1
Rmr c Ml c
ln
ln
Ml1
Mli
Mln
c Rz
m
Ml1
a) b) c)
ln
Mli
Mln
c
m
b
c
b
c
b
c
Rz
表轮 面廓 耐支 磨承 性长 指度 标率
： 可 反 映
Rmr(c)值大，表示该轮廓的凸起实体部分较多，即起支承载荷作用的长度 上，接触刚度高，承载能力及耐磨性也好。
极限判断规则及标注
(2) 最大规则
表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。 在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记
4、传输带和lr、ln的标注
① 传输带的标注
短滤波器—长滤波器 / Ra
(a) 标长—短滤波器 (b)标短滤波器“—” (c)标“—”长滤波器
传输带和lr、ln的标注
6
URa3.2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra LRz1.6 的上限值为3.2μm， Rz的下限值为1.6μm
表面粗糙度幅度参数的标注.2
序号 7 8
代号
意义
URz3.2 LRz1.6
Rz3.2 Rz1.6
用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Rz的上限值为3.2μm， Rz的下限值为 1.6μm
14
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
2.轮廓谷
轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为X轴 线与轮廓谷最低点之间的距离。
15
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
3.轮廓单元
轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。 轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深Zv之 和；轮廓单元的宽度Xs是指X轴线与轮廓单元相交线的长 度。
8
5.1 概述
二、表面粗糙度对零件工作性能的影响 (1) 影响摩擦和磨损——Ra↑，f↑，磨损↑； (2) 影响配合性能——间隙配合磨损后X↑，过盈 配合挤压后影响有效过盈Y↓； (3) 影响疲劳强度——凹痕应力集中； (4) 影响抗腐蚀性——谷底渗入腐蚀； (5) 影响接触刚度——表面局部接触； (6) 影响接合面的密封性——缝隙油气渗漏等。
0
Ra 1 n n i1
Zi
测得的 Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra 参数能充分反映表面微观几何
形状高度方面的特征，一般用电动轮廓仪进行测量，因此是普遍采用
的评定参数。
18
2) 轮廓最大高度——Rz
轮廓最大高度是指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰
高和最大轮廓谷深之和。
Rz=Rp+Rv
最大高度Rz
（2）双向极限的标注 上限值在上方用U表示，下极限在下方用L表示。
• 上下极限值均为 16%规则或最大规则的极限值。
6、表面粗糙度幅度参数的标注
序号 代号
意义
1
Ra3.2 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上 限值为3.2μm
2
Ra3.2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的上限值为3.2μm
第5章 表面粗糙度及其检测
1
课时数：2课时 重点：表面粗糙度概念 难点：表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、
表面波度的区别
新课导入： 切削加工的零件，不仅有尺寸精度和形位公差
的要求，而且有表面质量的要求。表面质量影响 零件的使用性能。表面粗糙度就是用来衡量零件 表面质量的。
2
3
基本要求
1、正确理解表面粗糙度的含义。 2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。 3、理解并掌握有关术语的定义。 4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。 5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。 6、掌握表面粗糙度的选用。
5.2 表面粗糙度的评定
四、评定参数
1. 高度评定参数
1).轮廓算术平均偏差——Ra
2).轮廓最大高度—— Rz
17
1). 轮廓算术平均偏差——Ra
轮廓算术平均偏差是指在取样长度lr内纵坐标Z(x) 绝对值的算术平均值。
lr
z2 z1
zn1 zn
Ra
1 lr
lr | Z (x) | dx
12.5
200
0.100 1.60
25
400
0.20
3.2
50
800
51
一、评定参数项目的选择
不
46
47
48
49
50
5.4 表面粗糙度的选择
一、评定参数项目的选择
摘自GB/T1031-2009
Ra 的数值( μm)
0.012
0.20
3.2
50
0.025
0.40
6.3
0.050
0.80
12.5
0.100
1.60
25
Rz 的数值( μm)
0.025 0.40
6.3
100
1000
0.050 0.80
④ 评定长度的标注：如果默认的评定长度( 5lr )时，可省略标注。如
果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。
28
表面粗糙度的单一要求标注示例
⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如上图中所 示上限为“16％规则”，下限为“最大规则” 。为了避免误解，在参数 代号和极限值之间插入一个空格。
Ra 3.2 max 用不去除材料的方法获得的表面粗糙 度，Ra的最大值为3.2μm
表面粗糙度幅度参数的标注.4
序号 12 13 14
代号
意义
用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra 3.2 max Ra的最大值为3.2μm，Ra的最小值为 Ra 1.6 min 1.6μm
Rz 3.2 max 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的 最大值为3.2μm
中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线
取样长度和评定长度
11
5.2 表面粗糙度的评定
二、评定基准
1.轮廓的最小二乘中线
n
z2 min i
Y
轮 廓
i 1
ln
l
偏 距
zi
轮廓总的走向
轮廓的最小二乘 中线
X
5.2 表面粗糙度的评定
2、取样长度和评定长度
基准线
l
ll
ll
ln
1、取样长度lr——规定的测量长度0.08、0.25、0.8、2.5、 8，是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。
（如果引不起误会，也可省略U、L）
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，
Ra 3.2 max
Rz 6.3 max Ra的最大值为3.2μm， Rz的最大值为 6.3μm
表面粗糙度幅度参数的标注.3
序号 9 10 11
代号
意义
Ra 3.2 max 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的 最大值为3.2μm
Ra 3.2 max 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的最大值为3.2μm
表面粗糙度轮廓评定参数共 4个：
基本参数 2个
附加参数 (辅助参数)
2个
Ra —轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 Rsm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率
23
5.3 表面粗糙度的标注
一， 表面粗糙度符号 任何方法获得表面
无补充说明不 能单独使用
用去除材料方法获得表面
用不去除材料的方法获得的表面
3
Ra3.2 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的上限值为3.2μm
表面粗糙度幅度参数的标注.1
序号 代号
意义
4
URa3.2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra LRa1.6 的上限值为3.2μm， Ra的下限值为1.6μm
5
Rz3.2 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限 值为3.2μm
9
5.2 表面粗糙度的评定
一、轮廓滤波器
（1） λs滤波器（短波滤波器） 确定表面粗糙度 与比它更短的波之间相交界限的滤波器。
（2） λc滤波器（长波滤波器） 确定表面粗糙度 与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3） λf滤波器 确定波纹度与比它更长波成分之 间相交界限的滤波器。
5.2 表面粗糙度的评定
7
表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和 间距（S）状况。
一般按S分： S＜1mm 为表面粗糙度轮廓；
间距 S
1≤S≤10mm为表面 波纹度轮廓； S＞10mm为 f形状.。
表面粗糙度轮廓的产生：
高低 Z
(1) 切削后遗留 的刀痕； (2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。
(1) 位置a处—注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。
① 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“ L”。 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和 “ L” 的标注。若为单向下限值，则必需加注“ L” 。
27
② 传输带和取样长
度的标注：传输
带是指两个滤波
② lr、ln的标注 默认评定长度不标，需要指定评定长度 ，要在幅度参数代号的后面注写取样长 度的个数。
(a) 取样长度个数“3”
(b) 取样长度个数“6”
5、单向和双向极限的标注
（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带； 单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。
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，
与评定长度ln的比率。
n
Mlc Mli i 1
Rmr c Ml c
ln
ln
Ml1
Mli
Mln
c Rz
m
Ml1
a) b) c)
ln
Mli
Mln
c
m
b
c
b
c
b
c
Rz
表轮 面廓 耐支 磨承 性长 指度 标率
： 可 反 映
Rmr(c)值大，表示该轮廓的凸起实体部分较多，即起支承载荷作用的长度 上，接触刚度高，承载能力及耐磨性也好。
极限判断规则及标注
(2) 最大规则
表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。 在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记
4、传输带和lr、ln的标注
① 传输带的标注
短滤波器—长滤波器 / Ra
(a) 标长—短滤波器 (b)标短滤波器“—” (c)标“—”长滤波器
传输带和lr、ln的标注
6
URa3.2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra LRz1.6 的上限值为3.2μm， Rz的下限值为1.6μm
表面粗糙度幅度参数的标注.2
序号 7 8
代号
意义
URz3.2 LRz1.6
Rz3.2 Rz1.6
用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Rz的上限值为3.2μm， Rz的下限值为 1.6μm
14
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
2.轮廓谷
轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为X轴 线与轮廓谷最低点之间的距离。
15
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
3.轮廓单元
轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。 轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深Zv之 和；轮廓单元的宽度Xs是指X轴线与轮廓单元相交线的长 度。
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5.1 概述
二、表面粗糙度对零件工作性能的影响 (1) 影响摩擦和磨损——Ra↑，f↑，磨损↑； (2) 影响配合性能——间隙配合磨损后X↑，过盈 配合挤压后影响有效过盈Y↓； (3) 影响疲劳强度——凹痕应力集中； (4) 影响抗腐蚀性——谷底渗入腐蚀； (5) 影响接触刚度——表面局部接触； (6) 影响接合面的密封性——缝隙油气渗漏等。
0
Ra 1 n n i1
Zi
测得的 Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra 参数能充分反映表面微观几何
形状高度方面的特征，一般用电动轮廓仪进行测量，因此是普遍采用
的评定参数。
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2) 轮廓最大高度——Rz
轮廓最大高度是指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰
高和最大轮廓谷深之和。
Rz=Rp+Rv
最大高度Rz
（2）双向极限的标注 上限值在上方用U表示，下极限在下方用L表示。
• 上下极限值均为 16%规则或最大规则的极限值。
6、表面粗糙度幅度参数的标注
序号 代号
意义
1
Ra3.2 用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上 限值为3.2μm
2
Ra3.2 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的上限值为3.2μm
第5章 表面粗糙度及其检测
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课时数：2课时 重点：表面粗糙度概念 难点：表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、
表面波度的区别
新课导入： 切削加工的零件，不仅有尺寸精度和形位公差
的要求，而且有表面质量的要求。表面质量影响 零件的使用性能。表面粗糙度就是用来衡量零件 表面质量的。
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基本要求
1、正确理解表面粗糙度的含义。 2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。 3、理解并掌握有关术语的定义。 4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。 5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。 6、掌握表面粗糙度的选用。