第四章 表面粗糙度
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抛光汇总第4章节-表面粗糙度简介与标注概述
第四节表面粗糙度简介与标注概述一、表面粗糙度的定义：是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此，它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，则表面越光滑。
具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况，一般按S分：●S＜1㎜为表面粗糙度；●1≤S≤10㎜为波纹度；●S＞10㎜为f形状；如右图所示二、表面粗糙度对工件的影响：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)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越小，压强越大，磨损就越快。
2)影响配合的稳定性：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，降低了连接强度。
3)影响零件的疲劳强度：粗糙零件的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)影响抗腐蚀性：粗糙零件的表面，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，造成表面腐蚀。
5)影响零件的密封性：粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
6)影响接触刚度：接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力，机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
7)影响测量精度：零件被测表面和测量工具面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精度测量时。
此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性各接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动阻力等也有影响。
三、表面粗糙度评定依据：1.取样长度：取样长度是评定表面粗糙度所规定一段基准线长度。
第四章表面粗糙度标准
2、表面粗糙度的代号 b c/f a1 a1，a2 ——粗糙度幅度参数代号 a2 及其数值（mm）； b ——加工要求、镀覆、涂覆、 表面处理或其他说明等； (e) d c ——取样长度（mm）或波纹度 （mm）； d ——加工纹理方向符号； e ——加工余量（mm）； 表面粗糙度轮廓代号 f ——粗糙度间距参数值（mm）
影响配合性质的稳定性
三、表面粗糙度对零件性能的影响
影响零件的抗腐蚀性
表面越粗糙，凹痕越深于容易聚集腐蚀性物质，使 材料标称锈蚀。 表面粗糙，形成局部接触，使中间存在缝隙。
影响零件的密封性
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。
第二节 表面粗糙度标准
二、表面粗糙度零件图上的标注
铣
6.3 0.8 3.2 3.2 (5) 3.2
a)
b) 表面粗糙度其它项目的标注
c)
d)
5、标注示例
注在可见 轮廓线上 注在尺寸界线的 延长线上上
注在轮廓 线的延长 线上
注在尺寸界线上
★ 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。
3.2
2.5
4.0 5.0 8.0 9.0 16.0 20
40
63
补 充 值
0.020 0.032 0.040 0.063 0.080
80
评定参数值的选用
一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参 数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的 手轮或手柄。 一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状 公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照 以下对应关系： 若T≈0.6 IT，则Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT T≈0.4 IT，则Ra≤0.025 IT； Rz≤ 0.1 IT T≈0.25 IT，则Ra≤0.012 IT； Rz≤ 0.05 IT T＜0.25 IT，则Ra≤0.15 T； Rz≤ 0.6 T
影响配合性质的稳定性
三、表面粗糙度对零件性能的影响
影响零件的抗腐蚀性
表面越粗糙，凹痕越深于容易聚集腐蚀性物质，使 材料标称锈蚀。 表面粗糙，形成局部接触，使中间存在缝隙。
影响零件的密封性
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。
第二节 表面粗糙度标准
二、表面粗糙度零件图上的标注
铣
6.3 0.8 3.2 3.2 (5) 3.2
a)
b) 表面粗糙度其它项目的标注
c)
d)
5、标注示例
注在可见 轮廓线上 注在尺寸界线的 延长线上上
注在轮廓 线的延长 线上
注在尺寸界线上
★ 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。
3.2
2.5
4.0 5.0 8.0 9.0 16.0 20
40
63
补 充 值
0.020 0.032 0.040 0.063 0.080
80
评定参数值的选用
一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参 数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的 手轮或手柄。 一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状 公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照 以下对应关系： 若T≈0.6 IT，则Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT T≈0.4 IT，则Ra≤0.025 IT； Rz≤ 0.1 IT T≈0.25 IT，则Ra≤0.012 IT； Rz≤ 0.05 IT T＜0.25 IT，则Ra≤0.15 T； Rz≤ 0.6 T
第四章 表面粗糙度
二、表面粗糙度参数值的选择原则
表面粗糙度参数值的选择总原则是：在满足零件 表面粗糙度参数值的选择总原则是：在满足零件 表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。 一般原则：
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。 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。 2.摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值愈 2.摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值愈 小，尤其是对滚动摩擦表面。 3.受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度参数值 3.受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度参数值 要小。 4.要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度参数值要小。 4.要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度参数值要小。 5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度值应愈小。同一精 5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度值应愈小。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。 6.在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。 6.在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。
形状公差 形状或位置 位置公差
公差原则
有关概念
公差原则
体外作用尺寸 最 最最 最 一 一 最大实体实效
独立原则 包容要求 最大实体要求
4.3 表面粗糙度的测量
1.比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进 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。 2.光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测量R 0.5～60μm。 常用于测量Rz为0.5～60μm。 3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测 3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测 量。可测量R 量。可测量Rz和Ry值。 4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材 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。
第四章 表面粗糙度
评定长度 ln
➢ 定义：在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。
➢作用：反映加工表面的不均匀性。 ➢取法：最小的评定长度等于取样长度；由5个连续取样
长度构成的评定长度为标准的评定长度。
轮廓中线（基准线）
➢ 定义：评定表面粗糙度数值的基准线。
有以下两种：
（1）轮廓最小二乘中线：
在取样长度内，使轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和
评定参数的选择
评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用 幅度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分 反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：
当表面过于粗糙（Ra＞6.3）或过于光滑（ Ra ＜ 0.025）时，选用Rz。因为此范围便于选择 用于测量Rz的仪器测量。
当零件材料较软时，选用Rz。因为Ra一般采用 触针测量，在此条件下测量误差较大。
3.2 30° 3.2
3.2 30°
3.2 3.2
表面粗糙度的简化标注
表面粗糙度标注示例
3.2
× 符号末端旋转方
向为顺时针方向
×
1.6
6.3
6.3
2符×号4尖5°端必须由材
料外指向材料内
3×.2
3.2
6.3 3.2
6.3
文字需符合制图的国家 标准规定，朝上朝左进 行标注
五、表面粗糙度轮廓的检测
表面粗糙度的代号
表面粗糙度代号示例
当选用Ra时，可省略代号Ra，只注出Ra值；当选 用Rz时，需在参数值前加注Rz。
3.2
用去除材料方法获得的表面 3.2max 用去除材料方法获得的表 粗糙度， Ra的上限值为3.2 1.6min 面粗糙度， Ra的最大值为
μm。
3.2μm，最小值为1.6m。
第四章 表面粗糙度及检测
第四章 表面粗糙度及检测
• 表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间 距和微小峰谷的一种微观几何形状误差。 • 这个标准规定了表面粗糙度——术语、表 面及其参数（GB 3505－83），表面粗糙 度参数及其数值（GB／T1031－1995）和 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法 （GB／T131－93）。
二、粗糙度的评定参数 • 国家标准对表面粗糙度的评定规定了两个幅度参数： • （1）轮廓算术平均偏差Ra。 在取样长度lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值。
Ra
或 Ra
1
lr
1
n
lr
0
Z (x )dx
n
Z (x ) i
1
表面粗糙度的幅度参数（或高度参数） 是表面粗糙度的基本参数，但只有幅度参数 还不能完全反映出零件表面粗糙度的特性， 如图4－5所示的粗糙度的疏密度和图4—6所 示的粗糙度的形状。因此国家标准规定了下 述两个附加参数。
2017/12/28
表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采 用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。
2017/12/28
加工纹理方向符号标注示例
4.2 零件表面粗糙度参数值的选择 • 零件表面粗糙度参数值的选择既要满足零件表面的功能要 求，也要考虑到经济性。用类比法来确定。一般选择原则 如下： 1、在满足表面功能要求的情况下，尽量选用较大的表面粗 糙度参数值。 2、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。 3、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参数值要小；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。 4、受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。 5、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。 6、配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值应愈 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。
• 表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间 距和微小峰谷的一种微观几何形状误差。 • 这个标准规定了表面粗糙度——术语、表 面及其参数（GB 3505－83），表面粗糙 度参数及其数值（GB／T1031－1995）和 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法 （GB／T131－93）。
二、粗糙度的评定参数 • 国家标准对表面粗糙度的评定规定了两个幅度参数： • （1）轮廓算术平均偏差Ra。 在取样长度lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值。
Ra
或 Ra
1
lr
1
n
lr
0
Z (x )dx
n
Z (x ) i
1
表面粗糙度的幅度参数（或高度参数） 是表面粗糙度的基本参数，但只有幅度参数 还不能完全反映出零件表面粗糙度的特性， 如图4－5所示的粗糙度的疏密度和图4—6所 示的粗糙度的形状。因此国家标准规定了下 述两个附加参数。
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表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采 用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。
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加工纹理方向符号标注示例
4.2 零件表面粗糙度参数值的选择 • 零件表面粗糙度参数值的选择既要满足零件表面的功能要 求，也要考虑到经济性。用类比法来确定。一般选择原则 如下： 1、在满足表面功能要求的情况下，尽量选用较大的表面粗 糙度参数值。 2、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。 3、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参数值要小；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。 4、受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。 5、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。 6、配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值应愈 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。
第四章 表面粗糙度
第四章 表面粗糙度及检测
第一节 表面粗糙度 第二节 零件表面粗糙度参数值的选择 第三节 表面粗糙的测量
第一节 表面粗糙度
定义：表面粗糙度是指加工表面所具有的微小峰谷的 导致微观几何形状误差。
产生原因：刀具或砂轮切削后留下的刀痕、切屑分离 时的塑性变形、工艺系统的高频振动及刀具和被加工表面 摩擦。
影响：零件的耐磨性、配合性质的稳定性、疲劳强度、 抗腐蚀性、密封性、外观、测量精度、表面光学性能、导 电导热性能和胶合强度
当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜ 0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz 的仪器测量。
当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。当测 量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表 面，可选用Ry值。
糙度高度参数Ra、Rz、Ry，数值与光洁度等级的对照
Ra
1 l
l 0
y( x) dx
RaΒιβλιοθήκη 1 nn i 1yi
(2)微观不平度十点高度Rz：在取样长度内５个最大的 轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。
5
5
ypi yvi
Rz i1
i 1
5
也可从平行于轮廓中线的任意一根线算起，到被测轮
廓的五个最高点(峰)和五个最低点(谷)之间的平均距离。
表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由 所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。
表面粗糙度标注的图例
第二节 零件表面粗糙度参数值的选择
表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功 能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。
一般原则： 1. 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小； 2. 摩擦表面比非摩擦表面要小； 3. 受循环载荷的表面要小； 4. 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度 值都应小； 5. 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。
第一节 表面粗糙度 第二节 零件表面粗糙度参数值的选择 第三节 表面粗糙的测量
第一节 表面粗糙度
定义：表面粗糙度是指加工表面所具有的微小峰谷的 导致微观几何形状误差。
产生原因：刀具或砂轮切削后留下的刀痕、切屑分离 时的塑性变形、工艺系统的高频振动及刀具和被加工表面 摩擦。
影响：零件的耐磨性、配合性质的稳定性、疲劳强度、 抗腐蚀性、密封性、外观、测量精度、表面光学性能、导 电导热性能和胶合强度
当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜ 0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz 的仪器测量。
当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。当测 量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表 面，可选用Ry值。
糙度高度参数Ra、Rz、Ry，数值与光洁度等级的对照
Ra
1 l
l 0
y( x) dx
RaΒιβλιοθήκη 1 nn i 1yi
(2)微观不平度十点高度Rz：在取样长度内５个最大的 轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。
5
5
ypi yvi
Rz i1
i 1
5
也可从平行于轮廓中线的任意一根线算起，到被测轮
廓的五个最高点(峰)和五个最低点(谷)之间的平均距离。
表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由 所采用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。
表面粗糙度标注的图例
第二节 零件表面粗糙度参数值的选择
表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功 能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。
一般原则： 1. 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小； 2. 摩擦表面比非摩擦表面要小； 3. 受循环载荷的表面要小； 4. 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度 值都应小； 5. 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。
机械制造基础第四章表面粗糙度
Rmr（c）= Ml(c) ln
※给出Rmr(c)参数时，必须同时给出轮廓水平截距c值。
（2）轮廓的实体材料长度Ml(c)
▲定义：评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下 移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度之和。
n
Ml(c) b1 b2 bi bn bi i 1
■轮廓的水平截距c大小可用微米或用它占轮廓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，用来评定表面粗糙度参数值的给定线。
轮
轮廓的最小二乘中线
廓
中
线
轮廓的算术平均中线
△以中线为基准线评定轮廓的计算制称为中线制
（1）轮廓的最小二乘中线
▲定义：在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的
6、配合性质高的表面、小间隙配合表面、受重载的过 盈配合表面Ra和Rz值要小； 7、配合性质相同，零件尺寸越小，Ra和Rz值越小；同 一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的Ra和Rz参数值 要小； 8、抗腐蚀性、密封性、外观性要求高的表面的Ra和Rz 参数值要小； 9、标准规定的按规定的参数值选用； 10、尺寸公差值和形状公差值小，其Ra和Rz参数值相应 要小，一般情况下，可取Ra为形状公差值的20-25%。
■轮廓支承长度率（Rmr(c)）随着轮廓的水平截距c 大小而变化。其关系曲线称为支承长度率曲线。
■支承长度率曲线对于 反映零件表面耐磨性有 着显著的功效。
Rmr(c) % 支承长度率曲线
c%
■ 轮廓峰顶线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最高点的线。
■ 轮廓谷底线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最低点的线。
规定取样长度是为了限制减弱宏观几何误差，尤其是表面波 纹度对测量结果的影响，表面越粗糙，取样长度就应越大，它 至少应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷，
※给出Rmr(c)参数时，必须同时给出轮廓水平截距c值。
（2）轮廓的实体材料长度Ml(c)
▲定义：评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下 移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度之和。
n
Ml(c) b1 b2 bi bn bi i 1
■轮廓的水平截距c大小可用微米或用它占轮廓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，用来评定表面粗糙度参数值的给定线。
轮
轮廓的最小二乘中线
廓
中
线
轮廓的算术平均中线
△以中线为基准线评定轮廓的计算制称为中线制
（1）轮廓的最小二乘中线
▲定义：在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的
6、配合性质高的表面、小间隙配合表面、受重载的过 盈配合表面Ra和Rz值要小； 7、配合性质相同，零件尺寸越小，Ra和Rz值越小；同 一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的Ra和Rz参数值 要小； 8、抗腐蚀性、密封性、外观性要求高的表面的Ra和Rz 参数值要小； 9、标准规定的按规定的参数值选用； 10、尺寸公差值和形状公差值小，其Ra和Rz参数值相应 要小，一般情况下，可取Ra为形状公差值的20-25%。
■轮廓支承长度率（Rmr(c)）随着轮廓的水平截距c 大小而变化。其关系曲线称为支承长度率曲线。
■支承长度率曲线对于 反映零件表面耐磨性有 着显著的功效。
Rmr(c) % 支承长度率曲线
c%
■ 轮廓峰顶线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最高点的线。
■ 轮廓谷底线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最低点的线。
规定取样长度是为了限制减弱宏观几何误差，尤其是表面波 纹度对测量结果的影响，表面越粗糙，取样长度就应越大，它 至少应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷，
互换性与技术测量第四章--表面粗糙度及检测概要
Ra
1 lr
lr
Z ( x) dx
0
或
Ra
1 n
n i1
Zi
Z(x)
Zi
lr
Ra
算术平均 偏差Ra
X
2. 轮廓的最大高度 Rz（幅度参数或高度参数）
指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深Zv 之和的高度。
Z(x)
Z P1
Z Pmax
中线 Rz Zpmax Zvmax
Rz
Z v1
用一条平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度
Mli 之和。
Ml(c) Ml1 Ml2 b1 b2
C是轮廓截面高度（即距峰顶线的距离），用微米或轮廓的 最大高度Rz的百分数表示。
C = Rz %
三、评定参数的数值 在幅度参数常用的范围内，优先选用Ra，Rz用于目前公厂仪 器。 各参数均分别由优先数系中的派生数系确定，见表4-1到4-5。
Rsm
1 m
m i 1
Xsi
中线
l
7r轮
廓 宽 度
4. 轮廓的支承长度率Rmr(c)
指在给定的水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定 长度ln的比率。
n
Rmr (c) bi / ln
i1
Ml(c) 100% ln
轮廓的支承长度率
轮廓的实体材料长度 Ml(c) 是指在一个给定水平位置c上，
6. 粗糙度轮廓中线 用标称形式的线穿过粗糙度轮廓，按最小二乘法拟合所确 定的线。即粗糙度轮廓上的点至中线的距离 Z(x) 的平方和为最
小（即 Z(x)2 min ）。
7. 取样长度lr
用于评定轮廓粗糙度在X轴向上的一段长度，数值上它与轮 廓滤波器λc的标志波长相等。
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4.5 表面粗糙度的测量
目前，常用的测量方法有： 比较法： 将被测表面与已知其评定参数值的粗糙度样板相 比较.多用于车间,评定表面粗糙度值较大的工件. 光切法：利用光切原理,用双管显微镜测量.常用 于测量Rz为0.8～80μm。
针描法：利用仪器的触针在被测表面上轻轻划过, 被测表面的微观不平度将使触针做垂直方向的位移, 再通过传感器将位移量转换成电量,经信号放大后送 入计算机,在显示器上示出被测表面粗糙度的评定参 数值。 有电感式轮廓仪、电容式轮廓仪、压电式轮廓仪等。 显示Ra为0.02～5μm。
a
b
c
d
e
表面粗糙度代号
符 号 意 义 及 说 明 表面粗糙度数值注写位置
基本符号，表示表面可用任何方法 获得。当不加注粗糙度参数值或有关说 明时，仅适用于简化代号标注。 基本符号加一短划，表示表面是用 去除材料的方法获得。如车、铣、磨、 剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割 等。 基本符号加一小圆，表示表面是用 不去除材料方法获得。如铸、锻、冲压 变形、热轧、冷轧、粉未冶金等，或者 是用于保持原供应状况的表面。 在上述三个符号的长边上均可加 一横线；用于标注有关参数和说明。 在上述三个符号上均可加一小圆， 表示所有表面具有相同的表面粗糙度 要求。
支承长度率曲线:支承长度率是随水平截距的大小 而变化的关系曲线,反应表面耐磨性的功效. 间距参数RSm与混合参数Rmr(c)称为附加参数.
4.2.3 评定参数的数值规定
一般情况下测量Ra和Rz时，推荐按表4.5选用时,在 图样上可省略标准取样长度值;不按表4.5选取时, 应在图样上标注出取样长度值。
3.2
3.2 1.6
Rz3.2
Rz3.2
表4.7 表面粗糙度幅度(高度) 参数的标注(GB/T 131-1993)
表面粗糙度附加参数的标注
在幅度参数未标注时,附加参数不能单独标注。 如需标注RSm值或Rmr(c)值时,数值写在相应代号的后面。
按标准选用对应的取样长度时，在图样上可省略标注；否则 按a标注取样长度0.8mm。 由指定的加工方法获得的表面粗糙度，按b标注。 需标注加工余量（7mm）按c标注。 需控制表面加工纹理方向按d标注。
4.2.2评定参数
为满足对零件表面不同的功能要求,GB/T3505-2000 从表面几何形状幅度、间距和形状等三个方面的特 征，规定了相应的评定参数。 1.幅度参数(高度参数) 评定轮廓的算术平均偏差Ra：在一个取样长度内 纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值。
轮廓的最大高度Rz
在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷 深Zv之和的高度。 Rz = Zp + Zv
4.2 表面粗糙度的评定
4.2.1 基本术语
轮廓滤波器:把轮廓分为长波和短波成分的滤波器。 λc滤波器:确定粗糙度与波纹度成分之间相交界 限的滤波器. 取样长度(Lr):测量或评定表面粗糙度时所规定的 一段基准线长度,它至少包含5个以上轮廓峰和谷。 评定长度(Ln): 在测量和评定 时所规定的一 段最小长度. 一般Ln=5Lr叫 标准长度.
其余
25 30°
30°
注在可见 轮廓线上
注在尺寸界线的 延长线上
注在轮廓 线的延长 线上
注在尺寸界线上
4.4 表面粗糙度的选用
4.4.1 评定参数的选用
1.对幅度参数的选用 当粗糙度Ra为0.025～6.3μm,优选Ra。 Rz通常用光学仪器(双管显微镜或干涉显微镜)测 量;或Ra<0.025 μm或Ra>6.3 μm;或测量部位小、 峰谷小或有疲劳强度要求的零件表面的评定.
轮廓中线:用轮廓滤波器λc 抑制了长波轮廓成 分相对应的中线, 是具有几何轮廓形状并划分轮廓 的基准线。 基准线有两种: 1）轮廓最小二乘中线（m）：在取样长度内,使轮廓 线上各点轮廓偏距zi的平方和为最小的线。 2）轮廓算术平均中线:在取样长度内,划分实际轮廓 为上、下两部分,且使上下两部分面积相
Zp
Rz
X Zv
取样长度Lr
间距参数
轮廓单元的平均宽度RSm:在一个取样长度内轮廓单 元Xs的平均值. m
RSm 1 m
i 1
Xsi
混合参数(形状参数)
轮廓的支承长度率Rmr(c):在给定水平位置C上轮廓 的实体材料长度ML(c)与评定长度的比率。 轮廓的实体材料长度ML（c）:指在评定长度内,一 平行于x轴的直线从峰顶线向下移一水平截距c时, 与轮廓相截所得的各段截线长度之和。
表面粗糙度基本参数的标注 a1、a2 ：粗糙度幅度参数代号及 其数值（单位m ）； b ：加工要求、镀覆、涂覆、表面 处理或其它说明等； c：取样长度（mm）或波纹度（ m ）； d：加工纹理方向符号； e：加工余量（mm） f：粗糙度间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。 当允许在表面参数粗糙度参数所有实测值中超过规 定值的个数少于总数的16%，需标注粗糙度参数的 上限值或下限值； 当表面参数粗糙度参数所有实测值中不得超过规定 值时，应标注粗糙度参数的最大值或最小值。
配合性质要求高的配合表面、受重载荷作用的过 盈配合表面的表面粗糙度要求较高。 尺寸公差值和形位公差值越小，表面粗糙度的Ra 或Rz值越小； 同一公差等级时,轴的粗糙度Ra或Rz值应比孔小。 要求防腐蚀、密封性能好或外表美观的表面粗糙 度要求较高。 凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的,应 按规定确定其参数值。 尺寸公差、表面形状公差小时,表面粗糙度要求 也高,它们之间有一定的对应关系.
4.4.2 参数值的选用
选用原则是满足功能要求，其次是考虑经济性及工 艺的可能性。 在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能 大些（Rmr（c）除外）。 在具体设计时，一般多采用经验统计资料，用类比 法来选用。 根据类比法初步确定表面粗糙度后，再对比工作条 件做适当调整,这时应注意： 对于同一零件,工作表面的Ra或Rz值比非工作表面 小。 摩擦表面Ra或Rz值比非摩擦表面小。 运动速度高、单位面积压力大以及受交变应力作 用的重要零件的圆角沟槽的表面粗糙度要求应较高
表面粗糙度参数的单位是m。 注写Ra时,只写数值； 注写Rz时,应同时注写Rz和数值。 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。
代号 3.2 意 义 代号 3.2 意 义 用任何方法获得的表面粗 糙度，Ra的上限值为3.2 m。 用去除材料的方法获得的 表面粗糙度，Ra的上限值 为3.2 m。 用任何方法获得的表面粗 糙度，Rz的上限值为3.2 m。 用不去除材料的方法获得 的表面粗糙度，Ra的上限 值为3.2 m。 用去除材料的方法获得的 表面粗糙度，Ra的上限值 为3.2 m，下限值为1.6 m。 用去除材料的方法获得的 表面粗糙度，Rz的上限值 为3.2 m。
表面粗糙度
课程内容
• 4.1 概述 • 4.2 表面粗糙度的评定 • 4.3 表面粗糙度的标注 • 4.4 表面粗糙度的选用
• 4.5表面粗糙度的测量
4.1 概述
4.1.1 表面粗糙度的定义
指零件表面因加工而形成的微观几何形状误差. 按波距划分: 表面粗糙度：波距小于1mm 表面波纹度：波距在1-10mm 表面形状误差：波距大于10mm。
4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响
表现在: 对耐磨性的影响:减少了接触面积,比压增大,使磨 损加剧.零件越粗糙,阻力越大,零件磨损越快. 对配合性质的影响: 间隙配合,相对运动的表面迅速磨损,使间隙增大; 过盈配合,表面轮廓峰顶在装配时易被挤平,实际 有效过盈减小,使连接强度降低. 对抗疲劳强度的影响:零件越粗糙,凹痕越深,对应 力集中越敏感. 对接触刚度的影响:零件越粗糙实际接触面积越小, 单位面积压力增大,接触刚度降低. 对抗腐蚀性的影响:粗糙的表面易使腐蚀性物质存 积在表面的微观凹谷处,渗入到金属内部,加剧金 属腐蚀.
从图中看出,三种表面的轮廓最大高度参数相同,但 使用质量显然不同。 可见，只用幅度参数不能全面反映零件表面微观几 何形状误差。
2.对间距参数的选用
附加评定参数一般不能作为独立参数选用，只有少 数零件的重要表面且有特殊使用要求时才附加选用。 轮廓单元的平均间距RSm用于涂漆性能，冲压成 形时抗裂纹、抗震、抗腐蚀、减小流体摩擦阻力等 要求时使用。 支承长度率Rmr（c）主要在耐磨性、接触刚度要 求较高等场合附加选用。
4.3 表面粗糙度的标注
4.31 表面粗糙度的符号
60° 60°
H≈1.4; h — 字高 a-表面可用任何方法获得,当不加注粗糙度参数值或 有关说明时，仅适用于简化代号标注; b-表面是用去除材料的方法获得,如车、铣、钻; c-表面是用不去除材料的方法获得,如铸、锻; d-加一横线用于标注有关参数和说明(适用于上述三 个); e-表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求(适用于 上述三个).
a1 a2 e d
b
c（f）
a1、a2——粗糙度高度参数 代号及其数值（ μm ）； b——加工要求、镀覆、 表面处理或其它说明等； c——取样长度（mm）或 波纹度（ μm ）； d——加工纹理方向符号； e——加工余量（mm）； f——粗糙度间距参数值（mm） 或轮廓支承长度率。
4.3.2 表面粗糙度的代号及其注法
干涉法
利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。 可测出相应的Rz值，其范围0.025～0.8μm。
激光反射法：用激光束以一定角度照射到被测表 面，除小部分光被吸收外，大部分被反射和散射。 三维几何表面测量
表面粗糙度其他选项的标注
表4.8 加工纹理方向的符号 （GB/T 131-1993）
4.3.3 表面粗糙度图样上的标注方法
•符号的尖端必须从材料外指向表面。 •注在螺纹直径上的符号表示螺纹工作表面的粗糙度 •在同一图样上，每一表面只标注一次符号、代号， 并尽可能靠近有关的尺寸线。 •当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其 符号、代号可在图样的右上角统一标注，其高度应 是其他表面所注代号和文字的1.4倍。