表面粗糙度的评定参数的解读
表面粗糙度的评定
第一节表面粗糙度的评定一、基本概念表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小波峰不平度。
其相邻两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区分的，因此它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度值的大小对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：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减小，压强增大，磨损就越快。
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）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。
粗糙的零件表面，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。
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，造成表面锈蚀。
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的贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有一定的影响。
二、表面粗糙度的基本术语）（一）取样长度l（lr取样长度是指评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。
规定和选择这段长度是为限制和削弱表面波纹度（波距在1~10mm之间）对表面粗糙度测量结果的影响。
l过长，表面粗糙度的测量值中可能包含有表面波纹度的成分；l过短，则不能客观的反映表面粗糙度的实际情况，使测得结果有很大随机性。
在所选的取样长度内，一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。
对于微观不平度间距较大的加工表面，应选取较大的取样长度。
（二）评定长度ln由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理的反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时所必需的一段表面长度，它包括一个或几个取样长度，称为评定长度l n。
在评定长度内，根据取样长度进行测量，此时可以得到一个或几个测量值，取其平均值作为表面粗糙度数值的可靠值。
机械基础(表面粗糙度)讲解
＞0.2～0.4 ＞0.05～0.2
超精磨、精抛光、镜面 磨削
精密机床主轴颈表面，滚动轴承的滚珠，高 压油泵中柱塞和柱塞配合的表面
图4.1 加工误差示意图
2.表面粗糙度对互换性的影响 表面粗糙度直接影响产品的质量，对零件表面许多功 能都有影响。其主要影响：
1、配合性质的稳定性 2. 零件表面的耐磨性 3. 零件表面的耐腐蚀性 4. 疲劳强度 5、密封性 6、机器或仪器的工作精度 7、产品 外观 8、设备的震动、噪音及动力消耗。
表示不允许去除材料，双向极限值，两极限值均使用默认传 输带，R轮廓，上限值：算术平均偏差3.2m，评定长度为5个 取样长度（默认），“最大规则”，下限值：算术平均偏差 0.8m ， 评 定 长 度 为 5 个 取 样 长 度 （ 默 认 ） ， “ 16% 规 则 ” （默认）
表示去除材料，单向上限值，传输带0.8～25 mm，W轮廓， 波纹度最大高度10m，评定长度包含3个取样长度，“16%规 则”（默认）
加工法
应用举例
＞80～160 ＞40～80
粗车、粗刨、粗铣、钻， 毛锉、锯断
半成品粗加工过的表面，非配合的加工表面， 如轴端面、倒角、钻孔、齿轮皮带轮侧面、 键槽底面、垫圈接触面等
＞20～40 ＞10～20 ＞6.3～10
车、刨、铣、镗、钻、 轴上不安装轴承、齿轮处的非配合表面，紧
粗铰
固件的自由装配表面，轴和孔的退刀槽等
必要时，表面结构符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注。
图4.9 符号从材料外指向并接触表面
（3）用指引线引出标注表面结构要求，如图4.10所示。
图4.10 引出标注表面结构
（4）表面结构要求标注在尺寸线上。
（5）表面结构要求标注在形位公差框格的上方。
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
表面粗糙度评定参数
表面粗糙度评定：参数选择与测量方法表面粗糙度是指物体表面经过加工或自然形成后，其表面上所具有的微观几何形状特征。
表面粗糙度评定参数是用来评价表面粗糙程度的物理量，包括轮廓算术平均偏差、轮廓最大高度、轮廓线数、轮廓单元平均宽度等。
以下是表面粗糙度评定的主要参数及介绍：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内，沿轮廓线方向上，轮廓偏距绝对值的算术平均值。
它反映了表面微观几何形状的高度特征，是表面粗糙度评定的主要参数之一。
2. 轮廓最大高度（Rz）：轮廓最大高度是指在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的垂直距离。
它反映了表面微观几何形状的深度特征，是表面粗糙度评定的主要参数之一。
3. 轮廓线数（Rc）：轮廓线数是指在取样长度内，轮廓线上波峰和波谷的数目。
它反映了表面微观几何形状的波峰和波谷数量特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
4. 轮廓单元平均宽度（Rt）：轮廓单元平均宽度是指在取样长度内，轮廓单元的平均宽度。
它反映了表面微观几何形状的宽度特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
5. 轮廓单元平均高度（Rsm）：轮廓单元平均高度是指在取样长度内，轮廓单元的平均高度。
它反映了表面微观几何形状的高度差异特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
6. 轮廓支承长度率（Rsk）：轮廓支承长度率是指轮廓线上，支撑点的平均支撑长度与取样长度之比。
它反映了表面微观几何形状的支撑特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
7. 轮廓峰密度（Rp）：轮廓峰密度是指在取样长度内，轮廓线上波峰的数量与取样长度的比值。
它反映了表面微观几何形状的峰密度特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
8. 轮廓谷密度（Rv）：轮廓谷密度是指在取样长度内，轮廓线上波谷的数量与取样长度的比值。
它反映了表面微观几何形状的谷密度特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
以上是表面粗糙度评定的主要参数及介绍。
在实际应用中，根据不同表面的加工要求和评价目的，选择合适的评定参数来评估表面的粗糙程度，以保证产品质量的稳定性和可靠性。
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。
表面粗糙度符号及数值说明
表面粗糙度符号及其标注说明粗糙度是衡量零件表面粗糙程度的参数，它反映的是零件表面微观的几何形状误差，必须借助放大镜等进行测量。
它是由于零件加工过程中刀具与加工表面之间的摩擦、挤压以及加工时的高频振动等方面的原因造成的。
表面粗糙度对零件的工作精度、耐磨性、密封性、耐蚀性以及零件之间的配合都有着直接的影响。
粗糙度的评定常用轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Ry、微观不平度十点高度Rz三个参数表示。
数值越小，零件的表面越光滑，数值越大零件的表面越粗糙。
1、轮廓算术平均偏差Ra取样长度：取样长度是指具有粗糙度几何特征的一段长度，在取样长度内应该具有几个波峰和波谷。
测量时可选5倍的取样长度作为测量长度进行测量。
Ra是指在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值，可以表示为：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。
从上图中也可以看出,粗糙度参数的数值.基本上成倍数的关系。
标注时应当选用这些数值，不能选用其他的数值。
2、轮廓最大高度Ry3、轮廓不平度十点高度Rz标注2.1代号及意义粗糙度代号可以分为：符号，粗糙度项目及数值。
常用标注参数是Ra, 标注Ra时Ra可以省略，标注Rz和Ry时，在粗糙度数值前加对应的符号Rz和Ry。
2.2 标注原则1)、在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，并尽可能靠近有关尺寸线。
2）、当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。
并加注“其余”二字。
3）、在不同方向的表面上标注时，代号中的数字及符号的方向必须下图的规定标注。
4)、代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致。
5)、符号的尖端必须从材料外指向表面。
标注举例：6)、齿轮、蜗轮齿面对于齿轮、蜗轮齿面的粗糙度，应标注在表示分度圆的点画线上。
如果图形中的位置有限，粗糙度也可以引出标注或注在尺寸线的延长线上。
表面粗糙度分析
结束
A
B
+
0-
CCD D E EF F FG
孔 零线 0 G
H
JS J
K
MUV
X Y Z ZA ZB
ZC
基本尺寸
基本尺寸
zc
0
+
-
m n p r s t u v x y z zazb 零线
c cd d
e
ef
f
fg
g
h
js j
k
轴
0
b
a
作用：确定了孔和轴的公差带位置。
⒋ 配合
1） 配合的概念
配合： 基本尺寸相同的相互结合的孔和
轴
H(h)及公差等级。 箱体轴套
例如：
30 N6 基轴制间隙配合
h5
20
H7 f5
基孔制过渡配合
30Nh56
20
H7 f5
其他标注形式
20
H8 f7
20 H8/f7
20+00.031
20
-0.022 -0.042
+0.031
20
0 -0.022
-0.042
借用尺寸线作为分数线 用斜线作分数线 标注上、下偏差值
最大极限尺寸 最小极限尺寸
最大过盈 最小过盈 最小极限尺寸 最大极限尺寸 最大过盈 最小过盈
孔的公差带在轴 的公差带之下
图例： 孔 轴
③ 过渡配合 可能具有间隙或过盈的配合。
最大极限尺寸 最小极限尺寸
最大间隙 最大过盈
最小极限尺寸 最大极限尺寸 最大过盈
最大间隙
孔的公差带 与轴的公差 带相互交叠
图例： 孔 轴
表面粗糙度概念及测量方法
表面粗糙度
一、表面粗糙度的基本概念
表示零件表面具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形 状特性，称为表面粗糙度。
表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性 密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的 要求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运 动的表面，表面粗糙度参数值要小。
四、表面粗糙度代号在图样上的标注
★ 在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注 在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，并 尽可能靠近有关尺寸线。
★ 当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其
中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上
角。加注 “其余”二字。 例如：
C×45ο
其余 25
φ φ M φ
★ 在不同方向的
表面上标注时，代
3.2
号中的数字及符号
的方向必须按图中
的规定标注。
★ 代号中的数字
方向应与 尺寸数 字的方向 一致。
3.2
★ 符号的尖端必 须从材料 外指向 表面。
30° 3.2
3.2 3.2
30° 3.2
★ 当零件所有表面都有 相同表面粗糙度要求时， 可在图样右上角统一标注 代号。
同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值 小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表 面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表 面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、 轴比孔的表面粗糙度值要小。
2．参数的选用：首选主要评定参数1—2个，在常用 尺寸段内，选用Ra。附加评定参数必须与主要评定 参数连用。常用数值范围内，Ra=0.025—6.3， Rz=0.1—25μm，优先选用Ra.