第五章表面粗糙度
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机械精度设计第五章：表面粗糙度
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
取样长度和评定长度
6．评定长度ln（evaluation length） 用于判别评定轮廓的x轴方向上的长度。 评定长度应包括一个或几个取样长度 。
一般取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较 均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
为充分合理地反映整个表面的粗糙度特性，必须 在多个取样长度上分别进行测量，并取各测得值的 算术平均值。
取样长度和评定长度数值
Ra(µ m) Rz (µ m) lr(mm) ln (mm)
≥0.008~0.02 >0.02~0.10 >0.10~2.0 >2.0~10.0 >10.0~80
≥0.025~0.10 >0.10~0.50 >0.50~10.0 >10.0~50.0 >50.0~320
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
（1）入s滤波器
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。
（2）入c滤波器
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3）入f滤波器
确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相 交界限的滤波器。 把轮廓分成长波和短波的滤波器。因为原始轮廓有粗糙 度轮廓、波纹度轮廓和波长更长的表面形状误差轮廓
GB/T 3505-2009规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义。
部分术语
轮 廓 滤 波 器
坐 标 系
表 面 轮 廓
原 始 轮 廓
粗 糙 度 轮 廓
取 样 长 度
评 定 长 度
中 线
lr
lr
lr ln
lr
lr
取样长度和评定长度
6．评定长度ln（evaluation length） 用于判别评定轮廓的x轴方向上的长度。 评定长度应包括一个或几个取样长度 。
一般取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较 均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
为充分合理地反映整个表面的粗糙度特性，必须 在多个取样长度上分别进行测量，并取各测得值的 算术平均值。
取样长度和评定长度数值
Ra(µ m) Rz (µ m) lr(mm) ln (mm)
≥0.008~0.02 >0.02~0.10 >0.10~2.0 >2.0~10.0 >10.0~80
≥0.025~0.10 >0.10~0.50 >0.50~10.0 >10.0~50.0 >50.0~320
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
（1）入s滤波器
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。
（2）入c滤波器
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3）入f滤波器
确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相 交界限的滤波器。 把轮廓分成长波和短波的滤波器。因为原始轮廓有粗糙 度轮廓、波纹度轮廓和波长更长的表面形状误差轮廓
GB/T 3505-2009规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义。
部分术语
轮 廓 滤 波 器
坐 标 系
表 面 轮 廓
原 始 轮 廓
粗 糙 度 轮 廓
取 样 长 度
评 定 长 度
中 线
第五章-表面粗糙度--ppt课件精选全文完整版
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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
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32
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
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
2
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。
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3
本章结构
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 表面粗糙度的评定 表面粗糙度的标注 表面粗糙度的选择 表面粗糙度的测量
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26
② 传输带和取样长
度的标注：传输
带是指两个滤波
器的截止波长值
之 间的波长范围
。长波滤波器的
截止波长值就是
取样长度lr。
表面粗糙度的单一要求标注示例
传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“—”隔开。
在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连
第五章表面粗糙度
图4 -9 不同形状轮廓的支承长度 轮廓的支承长度率 Rmr (c) 是反映零件表面耐磨性能的指标 , 零件(b)的 Rmr (c) 数值比零件(a)大，其表面耐磨性能好。
(二)GB/T 3505—2000 与GB 3505—1983 两标准中基本术语与参数符号的比较
表面粗糙度新旧标准基本术语与参数符#39; i i 1
算术平均中线 F1
F2
Fi
F1′
F2′
Fi′
lr
图4-5表面粗造度轮的算术平均中线
三、 表面粗糙度评定参数
（一）表面粗糙度评定参数 1.轮廓的算术平均偏差
在一个取样长度lr内，被测轮廓线上各点到中线纵坐标绝 l 1 对值的算术平均值，记为 Ra Ra y dx
第五章 表面粗糙度
主要内容： 1、表面粗糙度的概念；
2、表面粗糙度的评定参数；
3、表面粗糙度的代号； 4、表面粗糙度的选择及标注；
表面粗糙度的相关标准
GB/T 3505—2000《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构的术语、定义及参数》； GB/T 18618—2002《产品几何技术规范（GPS）表面结 构轮廓法图形参数》； GB／T1031—1995《表面粗极度参数及其数值》； GB／T 131—1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及 其注法》。 GB/T 10610—1998《产品几何技术规范表面结构轮廓法 评定表面结构的规则和方法》。
1.一般选择原则 1）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。 2）摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小；滚动摩擦表面比滑 动摩擦表面的粗糙度数值要小；运动速度高、单位压力大的摩擦表面， 应比运动速度低、单位压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小。 3）有循环载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角、沟槽）， 表面粗糙度参数值要小。 4）配合性质要求高的结合表面，配合间隙小的配合表面以及要求连 接可靠、受重载的过盈配合表面等，都应取较小的粗糙度参数值。 5）配合性质相同，零件尺寸越小则表面粗糙度参数值应越小；同一 精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度参数值要小。
第五章表面粗糙度分析
＝表示加工纹理方向为水平； ⊥表示加工纹理方向为垂直； ×表示加工纹理方向为网纹； M 表示加工纹理方向为螺旋线形状。 5)e:加工余量（mm):一般均在工艺文件中说 明，所以基本上也不标注 6)f:间距参数值RSm或Rmr值(mm)
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二.表面粗糙度图样上的标注方法 1.表面粗糙度代（符）号应注在可见轮廓线、 尺寸界线或它们的延长线上，有时也可标注 在尺寸线上。符号的尖端必须从材料外指向 表面，代号中数字及符号的方向必须与尺寸 数字方向一致。 2.标注示例
F
i 1
n
i
F
i 1 i
n
10
11
三.评定参数(GB/T3505-2000) 1.与高度特性有关的参数 1)轮廓的算术平均偏差Ra:在取样长度内,被 测轮廓上各点至轮廓中线偏距绝对值的算术 平均值。
12
轮廓算术平均偏差Ra示意图
13
2)轮廓的最大高度Rz:在取样长度内,轮廓 峰顶线和谷底线间的距离。
20
2.代号
21
1)a:粗糙度高度参数允许值（μ m):当选用 Ra值时,可省略标注代号Ra而直接标注允许 值，若用Rz 或Ry 值时，则应在其允许值前 加注相应的代号 2)b:加工方法:涂镀或其它表面处理，若无 特殊要求，一般不予标注 3)c:取样长度值（mm):若按表中的规定选取 取样长度值，则不必标注。 4)d:加工纹理方向:一般对纹理方向无要求时, 不必标注,若需控制纹理方向时,则标注相应的 22 纹理方向符号。
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第四节 表面粗糙度的测量 1.比较法:用表面粗糙度样板进行比较测量 2.光切法:用双管显微镜测量Rz值 3.针锚法:用精密粗糙度仪(电动轮廓仪)测量 Ra值 4.干涉法:用干涉显微镜测量Rz值； 5.印模法:用塑性材料将表面印模下来,再测 量有关参数值。
第五章 表面粗糙度与检测
5
2、表面粗糙度评定方向、基准、评定长度： ⑴ 横向轮廓：与实际表面加工纹理方向垂直的轮廓。
6
⑵ 基准线：评定表面粗糙度参数值大小的参考线。
GB/T1031-2009规定：以轮廓最小二乘中线——取样长度内， 使被测轮廓上各点偏距平方和为最小的基准线，按最小二乘法拟定。 分 为：粗糙度轮廓中线、波纹度轮廓中线和原始轮廓中线
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★ 表面粗糙度表面特征的经济加工方法：
★ 粗加工非结合面： Ra＞10 ★ 半精加工结合面：
10＞Ra＞2.5
★ 精加工结合面、工作面：
2.5＞Ra＞1.25
★ 精加工配合面：
1.25＞Ra＞0.32
★ 精密配合面：
0.32＞Ra＞0.08
★ 镜面：
1 9
0.04＞Ra＞0.01
★ 轴、孔表面粗糙度大小推荐值：
① 最大轮廓峰高Rp ③ 轮廓最大高度Rz ：Rz=Rp+Rv
1 0
② 最大轮廓谷深Rv ④ 轮廓单元平均高度Rc：
RC
1
m
m
Z ti i
1
⑤ 轮廓算术平均偏差Ra
Байду номын сангаас
一个取样长度lr内，被测轮廓线上各点距中线距离的算术平均值
Z
Z1
Z2
算术平均偏差Ra
Ra
Z3
Zi
Zn
x
1 lr Ra Z ( x) dx lr 0
一般应包含五个以上的轮廓峰、谷；
⑷ 评定长度：评定轮廓表面粗糙度所必须的一段表面长度。 标准评定长度ln：一般按五个取样长度确定ln＝5lr ；被测表面比较均匀 时，可选ln＜5lr；若均匀性差，则选ln＞5lr。
第五章表面粗糙度
5.2 表面结构的评定标准
1.取样长度( lr ) 取样长度是在X轴方向判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度。（如图5-3 ）国家
标准规定的取样长度lr见表5-1。
2、评定长度（ln） 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。它可以包括一个或几个取样长度（如图5-3）
5.2 表面粗糙度的评定 在测量和评定表面粗糙度时，首先要确定评定对象：实际轮廓 实际轮廓是指平面与实际表面相交得的轮廓线，分为横向与纵向实际轮廓。
1）轮廓微观不平度的平均间距(Sm) 在取样长度内，轮廓微观不平度的间距Smi的平均值。如图
5.2.2 评定参数与数值规定
2)轮廓单峰平均间距S 在取样长度内，轮廓的单峰间距Si的平均值，如图
5.2 表面粗糙度的评定 形状特性参数 3）轮廓支撑长度率tp 一条平行于中线与轮廓相截所得到的各段截线长bi之和与取样长度的比值，称之为轮廓支撑长度tp 用公式表示为
磨、镀等加工方法； （4）位置d标注表面纹理方向，如 “=”、“X”、“M”，见表5-6； （5）位置e标注加工余量，标注时，
以“mm”为单位给出数值。
图5-13～图5-16为表面结构完整图形符号的标注示例。
5.
3.
2
表
面
粗
糙
度
的
标
注
图5-13 加工工艺和表面结构要求的标注
图5-15垂直于视图所在投影 面的表面纹理方向的注法
若需标注 加工余量 ，可在规 定之处加 注余量值。
2.表面粗糙度代号及其标注
当需要表示的加工表面对表面特征的其他规定有要求时，应在表面粗糙度符号的相应位置，注上若干必要项目 的表面特征。
3.表面粗糙度在图样上的标注 5.3.2 表面粗糙度的标注
第五章_表面粗糙度轮廓及检测
对加工后表面测得的Ra值越大，则表面越粗糙。
Ra参数值
Ra为常用参数，取值有两个系列， Ⅰ系列为优先系列
Ⅰ系列： 100，50，25，12.5，6.3，3.2，1.6，0.8，0.4，0.2，0.1， 0.05，0.025，0.012。
Ⅱ系列： 80，63，40，32，20，16，10，8，5，4，2.5，2.0，1.25，1， 0.63，0.5，0.32，0.25，0.16，0.125，0.08，0.063，0.04， 0.032，0.02，0.016，0.01，0.008。
定长度为连续的5个取样长度（即 ln 5 lr ）。评定长度的标准化值见
表5-5。
3、长波和短波轮廓滤波器的截止波长
为了评价表面轮廓上各种几何形状误差中的某一几何形状误差，可以利用 轮廓滤波器来呈现这一几何形状误差，过滤掉其他的几何形状误差。
轮廓滤波器是指能将表面轮廓分离成长波成分和短波成分的滤波器，它们 所能抑制的波长称为截止波长。从短波截止波长至长波截止波长这两个极 限值之间的波长范围称为传输带。
图5-2 完工零件实际表面轮廓的形状和组成成分
粗糙度、波纹度、宏观形状通常按表面轮廓上相邻峰、谷间距 的大小来划分：
●粗糙度轮廓——相邻峰、谷间距小于1mm的表面轮廓。 ●波纹度轮廓——相邻峰、谷间距在1~10mm的表面轮廓。 ●宏观形状轮廓——相邻峰、谷间距大于10mm的表面轮廓。 在忽略由于粗糙度和波纹度引起的变化的条件下，表面总体形状 为宏观形状，其误差称为宏观形状误差或GB/T 1182-2008称谓的 形状误差。
2．轮廓的算术平均中线
在一个取样长度 lr 范围内，算术平均中线与轮廓走向一致，
这条中线将轮廓划分为上、下两部分，使上部分的各个峰面
CH5表面粗糙度-文档资料
齿轮、花键表面粗糙度标注示例
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按如图的方 式标注。
中心孔、键槽工作表面、圆角、倒角的表面 粗糙度标注示例
例、图示为一减速箱中的输出轴，轴颈φ 55j6（两处）与滚 动轴承配合，φ 56r6和φ 45m6与齿轮和带轮配合，表面粗糙度 要求高。
输出轴上形位 公差、表面粗 糙度标注示例
表面粗糙度代 号注法
当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求 时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在 图样的右上角，并加注“其余”两字。
表面粗糙度标注示例
当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时， 其标注如图所示。
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画 出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。如图 所示。
一般在常用的参数值范围 （ Ra 为0.025~6.3μ m，Rz为0.1~25μ m）内，国家
标准推荐优先选用Ra 。
2）R z 参数虽不如R a 参数反映的几何特 性准确、全面，但R z 的概念简单，测量也很 简便。
当表面过于粗糙（ Ra＞6.3μm）或太光 滑（ Ra ＜0.025μm）时，选用Rz。
二、表面粗糙度的基本术语
1．实际轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓线为实际
轮廓。 （分为横向轮廓和纵向轮廓）
横向实际轮廓 : 垂直于表面加工纹理的平面与表面相交 所得的轮廓线.
纵向实际轮廓 ：平行于表面加工纹理的平面与 表面相交所得的轮廓线。
2、取样长度 l (lr)
取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特 征的一段基准线长度。为了限制和削弱表面波度对 表面粗糙度测量结果的影响，至少包含5个以上轮 廓峰和谷。
设表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，对应关系
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按如图的方 式标注。
中心孔、键槽工作表面、圆角、倒角的表面 粗糙度标注示例
例、图示为一减速箱中的输出轴，轴颈φ 55j6（两处）与滚 动轴承配合，φ 56r6和φ 45m6与齿轮和带轮配合，表面粗糙度 要求高。
输出轴上形位 公差、表面粗 糙度标注示例
表面粗糙度代 号注法
当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求 时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在 图样的右上角，并加注“其余”两字。
表面粗糙度标注示例
当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时， 其标注如图所示。
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画 出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。如图 所示。
一般在常用的参数值范围 （ Ra 为0.025~6.3μ m，Rz为0.1~25μ m）内，国家
标准推荐优先选用Ra 。
2）R z 参数虽不如R a 参数反映的几何特 性准确、全面，但R z 的概念简单，测量也很 简便。
当表面过于粗糙（ Ra＞6.3μm）或太光 滑（ Ra ＜0.025μm）时，选用Rz。
二、表面粗糙度的基本术语
1．实际轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓线为实际
轮廓。 （分为横向轮廓和纵向轮廓）
横向实际轮廓 : 垂直于表面加工纹理的平面与表面相交 所得的轮廓线.
纵向实际轮廓 ：平行于表面加工纹理的平面与 表面相交所得的轮廓线。
2、取样长度 l (lr)
取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特 征的一段基准线长度。为了限制和削弱表面波度对 表面粗糙度测量结果的影响，至少包含5个以上轮 廓峰和谷。
设表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，对应关系
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模块4 表面粗糙度
一、选择与填空题
1.表面粗糙度属于误差。
2.在表面粗糙度评定参数中，反映表面接触刚度和耐磨性的参数是。
A. t p
B. R a
C. R y
3.取样长度是指评定表面粗糙度时所规定的一段长度。
4.表面粗糙度所研究的是波距在范围的几何形状误差。
A. 1～10mm
B.＜1mm
C.＞10mm
5.测量表面粗糙度时，规定和选择取样长度，主要是为了限制和削
弱对表面粗糙度测量结果的影响。
6.能客观地反映表面微观几何形状特征的参数是。
A. R a
B. R z
C. R y
7.表面粗糙度的六个评定参数中，R a、R z、R y、为，S m、
S、t p为。
8.表面粗糙度参数选择时，应优先选用。
A. R a和R z
B. R a
C. R y
9.表面粗糙度是指加工表面所具有的间距
和峰谷不平度。
10.表面粗糙度参数中，采用触针法测量的是。
A. R a
B. R z
C. R y
11.当测量面积很小，象顶尖，刀具的刃部等表面，通常选作为测量
表面粗糙度的参数。
A. R a
B. R z
C. R y
12.表面粗糙度常用的检测方法有、、
和。
13.在表面粗糙度三个主要评定参数中，能反映表面峰、谷尖锐程度的参数
为。
A. R a
B. R z
C. R y
14.在表面粗糙度参数中，能反映表面外观质量和可漆性的参数
是。
A. S m
B. t p
C. R z
15.标准推荐优先选用Ra，因为测Ra参数通常是用效率很高的
进行连续测量，其所测Ra值常用的范围为。
二、判断题
1. 表面粗糙度值越小，表面越光滑，使用性能越好，所以表面粗糙度值越小越好。
（）
2. 在表面粗糙度评定参数中，能间接评价表面峰、谷尖锐程度的参数为Ry。
（）
3. 表面粗糙度评定参数Ra，不适合评定太软的材料。
（）
4. 只要材料不是太软，在任何情况下都可以选Ra作为评定参数。
（）
5. 配合性质相同，零件尺寸越小则表面粗糙度值应愈小。
（）
6. 一般尺寸精度高时，表面粗糙度参数值也小，所以，表面粗糙度值小。
零件的
尺寸精度一定很高。
（）
7. 表面粗糙度标准中规定了参数Ra、Rz值，在加工后，同一表面测得的Ra与
Rz值应相等。
（）
8. 用双管显微镜测量表面粗糙度，既可测Rz ，又可测得参数Ra
值。
（）
9. 双管显微镜测量表面粗糙度采用的是光切原理。
（）
10.干涉显微镜通常用于测量表面粗糙度参数Rz和Ry值。
（）
11.在图样上标注表面粗糙度符号、代号时，一般应将其标注在可见轮廓线、尺寸
界线、引出线或它们的延长线上。
（）。