表面粗糙度参数的定义
表面粗糙度的三个评定参数
表面粗糙度的三个评定参数一、介绍表面粗糙度是衡量物体表面粗细程度的参数，对于很多行业来说都是十分重要的质量指标。
在工业制造、建筑材料、土木工程等领域，粗糙度的评定参数对于保证产品质量、提高工程效率具有重要意义。
本文将介绍表面粗糙度的三个评定参数，包括使用范围、计算方法以及实际应用。
二、RMS粗糙度RMS（Root Mean Square）粗糙度被广泛应用于表面粗糙度的评定中。
RMS粗糙度是指表面粗糙度的均方根值，通过测量垂直于表面方向上的高度差来计算。
1. 计算方法：1.选取一小块表面区域；2.将该区域的高度值减去表面均值，得到各点的高度差；3.对高度差的平方求和；4.将求和结果除以测量区域的面积；5.取结果的平方根，即为RMS粗糙度。
2. 应用领域：RMS粗糙度广泛应用于汽车、航空航天等工业领域，用于评估零件的表面质量。
在生产过程中，根据RMS粗糙度的标准进行检测和筛选，可以保证零件的质量符合要求，提高生产效率和产品可靠性。
三、Ra粗糙度Ra（Roughness average）粗糙度指表面高度差的平均值，常用于描述表面粗糙度的平均水平。
1. 计算方法：1.选取一小段表面轨迹；2.计算轨迹上各点的高度差；3.将高度差的绝对值累加；4.将累加结果除以轨迹长度；5.得到的结果即为Ra粗糙度。
2. 应用领域：Ra粗糙度常用于机械工程、船舶制造等领域，用于评估零件表面的加工质量。
根据Ra粗糙度的要求进行表面加工，可以保证零件与零件之间的配合接触面积更大，提高零件的使用寿命和性能。
四、Rz粗糙度Rz（Average maximum height）粗糙度表示单位长度内最大凹凸高度的平均值，常用于对表面粗糙度的极值进行评定。
1. 计算方法：1.选取一小段表面轨迹；2.在轨迹上找到最高点和最低点；3.计算最高点和最低点之间的高度差；4.同样方法找到其它最高点和最低点，累加高度差；5.将累加结果除以轨迹长度；6.得到的结果即为Rz粗糙度。
粗糙度定义
图 2：Rz 定义图 （ISO 4287-1984） 这里 Rz 的定义和 GB/T3505-1983《表面粗糙度术语 表面及其参数》 中的定义已经完全不同。GB/T3505-1983 中 Rz 符号曾用于指示“不平度的十点高度”。正在 使用中的一些表面粗糙的测量仪器大多只能测量以前的参数 Rz。因此，采用现行的技术文 件和图样时必须小心慎重， 因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差 别，并不都是非常微小而可忽略的。 Ry 另外，有些较早的图纸上会有 Ry 参数，Ry 出现在 GB/T3505-1983，ISO 4287-1984 版 本前，在这些版本后就被 Rz（现行）代替。
1. 参数 Ra 的概念比较直观，所反映表面粗糙度轮廓特征的信息量大，且可以用触针式 轮廓度仪测量比较容易，普遍采用。 2. 对于极光滑的表面，一般采用 Rz 作为评定参数。 粗糙度的选用应在下表中的数值中选取，并且优先选用第一系列。
六、不同粗糙度之间的转换
对于较老图纸中出现的三角记号的表示方法，可以按照下表进行换算。
5. 几种粗糙度的比较 就图一测量表面，所测出的粗糙度值大小关系如下： Rmax>Rz=Ry>R3z>Ra
二、粗糙度测量时取样长度的确定
注：表中 lr 表示取样长度；ln 表示评定长度。
三、设计中粗糙度、形状公差及尺寸公差之间的关系
四、粗糙度的标注
在标注 Ra 时，Ra 可以省略。
五、面粗糙度参数及数值选取方法
一、常见粗糙度参数定义
1. Ra(ISO 4287-1997,GB/T3505-2000) 在一个取样长度 l 内纵坐标 Z(x)绝对值的算术平均值。 Ra | | 或者近似为Ra ∑ | |
图 1：Ra 定义图 2. Rz (ISO 4287-1997,GB/T3505-2000) 在一个取样长度 lr 内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图 2 所示。
表面粗糙度主要术语及定义
表面粗糙度仪(光洁度)的国家标准主要术语及定义表面粗糙度仪(光洁度)的国家标准主要术语及定义友情提示：时代公司作为“国家表面粗糙度标准”的起草和制定的重要成员之一，热诚欢迎尊敬的阁下共同学习探讨表面粗糙度的相关问题！本资料给出的参数符合GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的述语、定义及参数》、符合GB/T6062-2002《产品几何量技术规范（GPS）表面结构轮廓法接触（触针）式仪器的标称特性》。
图一：放大n倍后的工件截面/表面粗糙度及轮廓：图二：各种加工方法能得到的表面光度：图三：常见的表面粗糙度仪的工件测量：表面粗糙度关键技术术语：(1)表面粗糙度：取样长度L取样长度是用于判断和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上取样。
(2)表面粗糙度：评定长度Ln由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时所必须的一段表面长度，它包括一个或数个取样长度，称为评定长度Ln。
(3)表面粗糙度：轮廓中线（也有叫曲线平均线）M轮廓中线M是评定表面粗糙度数值的基准线。
评定参数及数值:国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。
表面粗糙度高度参数共有三个:(1)轮廓算术平均偏差Ra ：在取样长度L内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。
(2)微观不平度十点高度Rz在取样长度L内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。
(3)轮廓最大高度Ry在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
表面粗糙度间距参数共有两个：(4)轮廓单峰平均间距S两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si，称为轮廓单峰间距，在取样长度L内，轮廓单峰间距的平均值，就是轮廓单峰平均间距。
(5)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 i，称轮廓微观不平间距。
表面粗糙度综合参数：(6)轮廓支承长度率t p轮廓支承长度率就是轮廓支承长度n p与取样长度L之比。
表面粗糙度的主要评定参数
表面粗糙度的主要评定参数表面粗糙度是表面几何特征的量化描述，它是评定物体表面的光洁程度或粗糙度的重要参数。
表面粗糙度的主要评定参数有：粗糙度高度参数、波动参数、曲率参数、光谱参数等。
1.粗糙度高度参数：用于衡量表面在垂直方向上的高度差异。
常用的参数有Ra（平均粗糙度）、Rz（十个最大峰值间距平均）和Rq （平均底部谷值深度）等。
Ra是最常用的参数，它表示单位长度上表面高度正负偏离平均值的平均值。
粗糙度高度参数描述表面的平均粗糙度水平和表面上峰谷起伏的平均水平。
2.波动参数：用于衡量表面在平行方向上的高度变化，即表面的波动性。
常用的参数有Wt（材料垂直方向上的峰谷间距离的累积概率函数平方差的开方）和Wm（表面除了比还高和比较低的部分的峰和谷外，其他部分的峰谷间距离平均值）等。
波动参数较好地反映了表面起伏的统计性质。
3.曲率参数：用于描述表面的曲率特性。
常用的参数有Rt（表面曲率的方根的平均值）和RPC（表面法线方向与某一指定方向的夹角的标准差）等。
曲率参数描述表面的弯曲性、蜂窝状程度和不规则程度。
4.光谱参数：用于描述表面的频率成分。
常用的参数有Amplitude-Peak（表面高度变化的最大峰-谷差）、Spectral-Centrod （颜色信息的分布中心）、Slope-RM（表面斜率的均方根的标准差）等。
光谱参数主要从自相关函数、功率谱或相关性配分函数得到，它用于衡量表面上各种高度波动的频率成分。
这些评定参数并不是孤立存在的，它们之间存在关联性。
评定表面粗糙度时，需要综合考虑多个参数的相互作用，以全面、准确地描述表面的粗糙度特征。
同时，不同种类的物体表面可能需要选择不同的评定参数。
例如，在工业领域，常用的评定参数是Ra和Rz；在光学领域，常用的评定参数是RPC和Amplitude-Peak。
总之，表面粗糙度的主要评定参数有粗糙度高度参数、波动参数、曲率参数和光谱参数。
通过综合考虑这些参数的结果，可以更准确、全面地描述表面的粗糙度特征，为工业生产、科学研究等领域提供有力的参考依据。
4-1表面粗糙度的概念和评定参数
2.表面粗糙度主要评定参数
1.轮廓算术平均偏差在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值.
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.
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，称为轮廓最大高度.
第四章表面粗糙度及测量
§4-1表面粗糙度的概念和评定参数
一、表面粗糙度的概念
1.表面粗糙度
通常以一定的波距与波高之比来划分。一般比值大于1000为形状误差、小于40者为表面粗糙度，介于两者之间为表面波度。
2.表面粗糙度对零件使用性能的影响
（1）．摩擦和磨损方面
（2）．配合性质方面
（3）．疲劳强度方面
（4）．耐腐蚀性方面
（5）．接触刚度方面
二、表面粗糙度的评定参数
1.主要术语及定义
(一)取样长度
用于判别表面粗糙度特征的一段基准线长度，称为取样长度，代号为l。
(二)评定长度
评定轮廓所必须的一段长度称为评定长度，代号为ln。
(三)轮廓中线m
1．轮廓的最小二乘中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，在取样长度内使轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和最小.
教案
授课题目
4-1表面粗糙度的概念和评定参数
教研室主任
教务科长
授课时数
2
教学方法
讲授
教具
黑板、挂图
授课班级
与时间
12级数控118、119、120、121班
教学目标
知识目标：掌握表面粗糙度的概念
技能目标：了解表面粗糙度对零件使用性能的影响教学重点表面粗糙度的概念
粗糙度参数
粗糙度参数
粗糙度参数是指表面粗糙度的一种度量，它用于描述材料表面的粗糙程度和不平整度，常用于工程和科学领域。
粗糙表面通常会对摩擦、磨损和液体流动等过程产生影响，因此了解和控制粗糙度参数对于材料表面的性能评估和优化具有重要意义。
粗糙度参数包括粗糙度平均值Ra、最大峰值Rz、杂波因子Rq等，其中最常用的是粗糙度平均值Ra。
粗糙度平均值Ra是表面所有高度偏离表面的平均距离之和的平均值。
用公式表示就是：
Ra = 1/n ∑yi
其中n表示高度偏离表面的数量，yi表示每个偏离表面的高度值，yi表示高度值的绝对值。
除了粗糙度平均值Ra之外，还有其他的粗糙度参数，如最大峰值Rz、杂波因子Rq等。
最大峰值Rz是表面上所有峰和谷之间的距离的最大值，即最高峰和最深谷之间的距离。
杂波因子Rq是表面随机偏差的总平方根，是表面平滑度的度量。
不同的粗糙度参数适用于不同的应用场合。
例如，在润滑薄膜流动方面，最大峰值Rz往往比粗糙度平均值Ra更为重要；在紧固件和轴承隙间的密封方面，杂
波因子Rq更为重要。
因此，在进行材料表面粗糙度分析时，需要根据具体的应用要求和评估指标来选择合适的粗糙度参数。
总之，粗糙度参数是材料表面粗糙度评价和优化的重要工具，它能帮助我们了解表面形态的特点和表面性能表现的变化，为材料表面的设计、制造和应用提供参考和指导。
粗糙度参数RzRmax、Rt、R3z、RPc等的定义及测量
表面粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量在GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构术语、定义及参数》中定义了表面粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)R a、R q、R sk、R ku和间距参数、混合参数等，虽然该标准等效采用了ISO4287:1997《几何产品规范(GPS)表面特征:轮廓法表面结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满足我国目前工业生产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出一些非标的表面粗糙度参数的技术要求，例如R max(DIN EN ISO 4287)、RP c(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。
这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此生产部门对这些参数的准确测量都有迫切的需求。
同时，对这些参数的正确认识及理解能有效地指导生产过程，在使产品技术指标满足要求的同时可有效降低生产成本。
笔者在实际工作中经常会为一些厂家测量这样的参数，如发动机冷凝管内表面的R max、R t等参数、轴类零件的RP c参数。
现结合实例对这些参数的定义和测量方法作一些说明，以供参考。
一、参数的定义1.参数R z(GB/T3505-2000)在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图1所示。
图1 参数R z示意图这里R z的定义和GB/T3505-1983《表面粗糙度术语表面及其参数》中的定义已经完全不同。
GB/T3505-1983中R z符号曾用于指示“不平度的十点高度”。
正在使用中的一些表面粗糙度测量仪器大多只能测量以前的参数R z。
因此，采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重，因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差别，并不都是非常微小而可忽略的。
2.参数R max(DIN EN ISO 4287)参数R max与参数R zi之间有些关系，因此首先介绍R zi的定义。
粗糙度、表面粗糙度(RaRzRy)的概念
粗糙度、表面粗糙度（Ra/Rz/Ry）的概念
所谓表面粗糙度就是加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。
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。
评定参数:通常采用下列参数之一来定量评定表面粗糙度
1. 轮廓算术平均偏差Ra:在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值
式中轮廓偏距y指在测量方向上轮廓点与基准线之间的距离。
基准线为轮廓的最小二乘中线O。
这条线划分轮廓并使其在取样长度内轮廓偏离该线的平方和为最小。
2. 微观不平度十点高度Rz：在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和
式中ypi是第i个最大的轮廓峰高,yvi是第i个最大的轮廓谷深。
3. 轮廓最大高度Ry:在取样长度L内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离
关于表面粗糙度的数值和表面特征、获得方法、应用举例请参见下表
用电子仪器或光学仪器测量出Ra、Rz和Ry的数值即可定量评定表面粗糙度。
在实际生产中，经常凭人的
视觉和触感并用样块与被加工表面相比较来鉴定其粗糙度。
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所有参数的定义依据ISO 4287—1997标准. 其中蓝色部分为最常用的参数。
Ra----轮廓的算术平均偏差（在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对
值的平均值）
Rz----粗糙度最大峰-谷高度（在轮廓取样长度内的最大峰-谷高度）
Rz(JIS)--微观不平度十点平均高度（该参数也成为ISO试点高度参数，在取样长度内，
五个最大的轮廓峰和五个最大轮廓谷之间的平均高度差）
Rv----最大的谷值（在取样长度内，从轮廓中线到最低的谷值）
Rt----轮廓最大的高度（在取样长度内，轮廓最大的峰到最大的谷值之和，即
Rt=Rp+Rv）
R3y—粗糙度峰-谷高度（R3y是靠计算在每一个取样长度中，三个最高的峰与三个最深
的谷之间的最小距离值：然后R3y是在取样长度内，找出这些值的最大制。
建议至少用五个取样长度来评定）
R3z—平均峰-谷高度（R3z是在整个评价长度上，在每一个取样长度上的三个最高的峰
和三个最深的谷之间的垂直距离的平均值）
Rp----最大的峰值（在取样长度内，在平均线以上的轮廓的最大高度）
Rc—轮廓要素的粗糙度平均高度（在取样长度内，轮廓要素的高度的平均值）
Rda—粗糙度算术平均倾斜Slop（在取样长度内，轮廓变化速率的绝对值的算术平均）
Rdq—粗糙度均方根倾斜
Rku—粗糙度峰度—概率密度函数
Rlo—粗糙度被测的轮廓长度（在评价长度内，轮廓表面的被测长度，是测针在测量期间，划过表面峰谷的总长度）
Rmr—粗糙度材料比曲线
Rpc—粗糙度峰计数
Rsm—粗糙度轮廓要素的平均宽度（在取样长度内，轮廓要素之间在平均线的平均间距）
Rvo—粗糙度测定体积的油保持力
Rs—粗糙度局部峰的平均间距
Rq—均方根粗糙度
RHSC—粗糙度高点计数
编辑本段粗糙度仪的技术标准和检定规程
标准：
国家标准：JJF 1105-2003触针式表面粗糙度测量仪校准规范
美国标准： ASTM-D4414/B
检定规程：
JJG-2018-89表面粗糙度仪检定规程。