表面粗糙度与检测
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表面粗糙度及检测新
05
表面粗糙度检测新技术的 挑战与展望
技术挑战
检Hale Waihona Puke 精度表面粗糙度检测需要高精度的测量 技术，以获得 准确的表面形貌信息。
动态范围
表面粗糙度检测需要覆盖较大的动态范围，以满 足不同表面粗糙度测量的需求。
实时性
对于在线检测和质量控制，需要实现快速、实时 的表面粗糙度检测。
发展趋势与展望
智能化
利用人工智能和机器学 习技术，实现表面粗糙 度检测的自动化和智能
表面电阻测量法
表面电阻测量法是一种利用表面电阻原理测量表面粗糙度的方法。
通过测量样品表面的电阻值，可以推算出表面粗糙度的大小。该方法适用于导体材 料的表面粗糙度测量。
表面电阻测量法的优点是操作简便、成本低廉，但其准确度受环境温度、湿度等因 素的影响较大，且只适用于导体材料的表面粗糙度测量。
04
表面粗糙度检测新技术的 应用
在生物医学领域的应用
表面粗糙度检测新技术在生物医学领域的应用主要涉及医疗器械、人工关节、牙 科植入物等与人体直接接触的医疗产品的表面质量检测。
表面粗糙度对于医疗产品的生物相容性和使用寿命具有重要影响。通过表面粗糙 度检测新技术，可以评估医疗产品表面的细胞生长、蛋白质吸附和血液相容性， 为医疗产品的研发和改进提供有力支持。
表面粗糙度的影响因素
加工方法和工艺参数
不同的加工方法和工艺参数会对表面粗糙度产生影响， 如切削速度、进给量、刀具角度等。
材料性质
材料的硬度、韧性、热处理状态等对表面粗糙度有较 大影响。
环境因素
环境温度、湿度、清洁度等也会对表面粗糙度产生影 响。
表面粗糙度的应用
提高表面耐磨性
表面粗糙度可以影响表面的接触刚度和应力分布，从而提高表面 的耐磨性。
第三章--表面粗糙度及检测
17
第二节 表面粗糙度评估参数值旳 选择
评估参数值旳选择
总原则：在满足功能要求旳前提下，尽量选择较大旳表 粗糙度参数值，以减小加工难度，降低成本。
选择措施：类比法。 一般原则： （1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表面旳粗糙度参数值小，滚动摩擦 表面比滑动摩擦表面旳粗糙度参数值小。 （3）承受交变载荷旳表面及易引起应力集中旳部分（如圆 角，沟槽）粗糙度参数值应小些。
t
p
p
l
100%
1 l
n i 1
bi
100%
S、Sm和tp称为间距参数，值越小，轮廓表面越细密，密 封性愈好。
13
第一节 表面粗糙度旳评估
❖评估参数旳数值
原则要求：当Ra为0.025～6.3μm或Rz为0.100 ～25μm范围时，应优先 选用Ra参数。 Ra ＜0.025μm， Ra ＞6.3μm时，用光学仪器测量比较适 合，因而应选用Rz 。
个最大旳轮廓谷深平均值之和：
5
5
y pi yvi
Rz i1
i 1
5
Rz
(h2
h4
h10 ) (h1 5
h3
h9 )
Rz值越大，表面越粗糙。
10
第一节 表面粗糙度旳评估
（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旳距离。
Ra、Rz和Ry称为表面粗糙度旳高度参数。
11
要求：国标推荐， ln=5l；对均匀性好旳表面，可选ln＜5l；对均匀 性较差旳表面，可选ln＞ 5l。
5
第一节 表面粗糙度旳评估
取样长度、评估长度和轮廓中线
6
Hale Waihona Puke 第一节 表面粗糙度旳评估（3）中线 中线是指用以评估表面粗糙度参数旳一条基准线。
第二节 表面粗糙度评估参数值旳 选择
评估参数值旳选择
总原则：在满足功能要求旳前提下，尽量选择较大旳表 粗糙度参数值，以减小加工难度，降低成本。
选择措施：类比法。 一般原则： （1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表面旳粗糙度参数值小，滚动摩擦 表面比滑动摩擦表面旳粗糙度参数值小。 （3）承受交变载荷旳表面及易引起应力集中旳部分（如圆 角，沟槽）粗糙度参数值应小些。
t
p
p
l
100%
1 l
n i 1
bi
100%
S、Sm和tp称为间距参数，值越小，轮廓表面越细密，密 封性愈好。
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第一节 表面粗糙度旳评估
❖评估参数旳数值
原则要求：当Ra为0.025～6.3μm或Rz为0.100 ～25μm范围时，应优先 选用Ra参数。 Ra ＜0.025μm， Ra ＞6.3μm时，用光学仪器测量比较适 合，因而应选用Rz 。
个最大旳轮廓谷深平均值之和：
5
5
y pi yvi
Rz i1
i 1
5
Rz
(h2
h4
h10 ) (h1 5
h3
h9 )
Rz值越大，表面越粗糙。
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第一节 表面粗糙度旳评估
（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旳距离。
Ra、Rz和Ry称为表面粗糙度旳高度参数。
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要求：国标推荐， ln=5l；对均匀性好旳表面，可选ln＜5l；对均匀 性较差旳表面，可选ln＞ 5l。
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第一节 表面粗糙度旳评估
取样长度、评估长度和轮廓中线
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Hale Waihona Puke 第一节 表面粗糙度旳评估（3）中线 中线是指用以评估表面粗糙度参数旳一条基准线。
表面粗糙度的检测方法
表面粗糙度的检测方法
表面粗糙度的检测是通过测量表面的微观形状和轮廓来评估表面质量的过程。
有多种方法可以用于表面粗糙度的检测，其中一些常见的方法包括：
表面轮廓仪（Surface Profilometer）：表面轮廓仪是一种用于测量物体表面轮廓的设备。
它通过沿表面滑动或扫描，利用探测器检测高度变化，并生成相应的高度剖面图。
通过分析这些剖面图，可以得出表面的粗糙度参数。
激光干涉仪（Laser Interferometer）：激光干涉仪利用激光光束的干涉效应来测量表面的高度变化。
这种方法对于高精度的表面粗糙度测量很有效，可以提供亚微米级别的分辨率。
原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）：AFM是一种在原子尺度上测量表面形状和粗糙度的工具。
它使用微小的探针扫描样品表面，通过探测器的运动来生成高分辨率的表面图像。
表面粗糙度仪（Surface Roughness Tester）：这是一种专门用于测量表面粗糙度的便携式仪器。
通常采用钻头或球形探头，测量表面在垂直方向的高低变化，并输出相应的粗糙度参数，如Ra、Rz等。
光学显微镜：在一些情况下，使用光学显微镜可以对表面进行观察和评估。
虽然其分辨率较低，但对于一些较大尺度的粗糙度评估仍然有效。
在选择适当的检测方法时，需要考虑表面的特性、粗糙度范围和检测精度的要求。
根据具体的应用场景，可以选择最合适的工具和技术。
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。
表面粗糙度与检测(新国标)
n
Rmr ( c ) =
∑
i =1
bi
ln
= Ml ( C ) / l n
C = Rz %
图5.8 轮廓的支承长度率
表面粗糙度评定参数共 4个： 个
基本参数 2个 附加参数 (辅助参数 辅助参数) 辅助参数 2个
Ra —轮廓算术平均偏差 轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率 轮廓支承长度率
3. 中线 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
图5.5 轮廓中线
二. 评定参数 1. 幅度参数（高度参数） 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差 ）轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内 纵坐标值 在取样长度 内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值 的绝对值的算术平均值
Z v2
x
Z vmax
最大高度Rz 最大高度
2. 间距参数 轮廓单元: 轮廓单元 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 轮廓单元宽度Xsi: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。 轮廓单元宽度 中线与一个轮廓单元相交线段的长度 相交线段的长度。 轮廓单元的平均宽度 RSm:
新国标
表面粗糙度与检测
内 容 提 要:
1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响 2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数 3.表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用
Rmr ( c ) =
∑
i =1
bi
ln
= Ml ( C ) / l n
C = Rz %
图5.8 轮廓的支承长度率
表面粗糙度评定参数共 4个： 个
基本参数 2个 附加参数 (辅助参数 辅助参数) 辅助参数 2个
Ra —轮廓算术平均偏差 轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率 轮廓支承长度率
3. 中线 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
图5.5 轮廓中线
二. 评定参数 1. 幅度参数（高度参数） 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差 ）轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内 纵坐标值 在取样长度 内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值 的绝对值的算术平均值
Z v2
x
Z vmax
最大高度Rz 最大高度
2. 间距参数 轮廓单元: 轮廓单元 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 轮廓单元宽度Xsi: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。 轮廓单元宽度 中线与一个轮廓单元相交线段的长度 相交线段的长度。 轮廓单元的平均宽度 RSm:
新国标
表面粗糙度与检测
内 容 提 要:
1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响 2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数 3.表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用
表面粗糙度及检测
第5章表面粗糙度及检测5.1 表面粗糙度的基本概念5.1.1 表面粗糙度的定义微小峰谷高低程度和间距状况所组成的微观几何形状特性称为表面粗糙度（surface roughness）。
它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
实际上，加工得到的零件表面并不是完全理想的表面，完工零件的截面轮廓形状由表面粗糙度、表面波纹度和表面形状误差叠加而成，如图5–1所示。
上述三者通常按相邻两波峰或两波谷之间的距离，即按波距的大小来划分：波距小于l mm并大体呈周期变化的属于表面粗糙度（微观几何形状误差），波距在l mm～10 mm并呈周期变化的的属于表面波纹度（中间几何形状误差），波距大于10 mm而无明显并周期变化的属于表面形状误差（宏观几何形状误差）。
5.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响1. 影响耐磨性2. 影响配合性质的稳定性3. 影响疲劳强度4. 影响耐腐蚀性此外，表面粗糙度还会影响结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力、测量精度以及机器、仪器的外观质量等。
5.2 表面粗糙度的评定5.2.1 术语和定义1. 实际表面（real surface）实际表面是零件上实际存在的表面，是物体与周围介质分离的表面（见图5–2）。
2. 表面轮廓（surface profile）表面轮廓是理想平面与实际表面相交所得的轮廓（见图5–2）。
按照相截方向的不同，表面轮廓又分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。
在评定和测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常均指横向表面轮廓，即与实际表面加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。
3. 坐标系坐标系是确定表面结构参数的坐标体系（见图5–2）。
通常采用一个直角坐标系，其轴线形成一右旋笛卡尔坐标系，X轴与中线方向一致，Y轴也处于实际表面上，而Z轴则在从材料到周围介质的外延方向上。
4. 取样长度lr（sampling length）取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，是测量和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，如图5–3所示，取样长度lr的方向与轮廓走向一致。
表面粗糙度与检测(新国标)
传输带
补充要求
取样长度 加工工艺
加工余量等。
表面粗糙度要求标注的内容在图中注写的位置，见图 5.10所示。
图5.10 粗糙度要求的注写的位置
a —第一个表面粗糙度（单一）要求（μm）； b — 第二个表面粗糙度要求（μm）； c — 加工方法（车，铣）； d— 表面纹理和纹理方向； e— 加工余量（mm）。
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ln。
图5.11 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，也应保留连字号 “—” ，来区别是短波还是长波。
（4）影响抗腐蚀性；
5.2 表面粗糙度的评定
一. 基本术语 1. 取样长度 lr----基准线长度。至少含5个波峰和波谷 2. 评定长度ln--最小的测量长度。至少包括5个取样长度lr
图5.4 取样长度和评定长度
3. 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
标注方向与 尺寸相同
指引线上标 注
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
标注在几 何公差框
格上方
标注在延 长线上
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
其余要求标注在标题 栏附近
（给出基本符号）
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
全部要求标 注在标题栏
3. 混合参数（形状参数） 轮廓的支承长度率Rmr(C) —
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。
4.3表面粗糙度数值的选择及检测
三、表面粗糙度轮廓参数允许值的选择原则：
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。 （1）同一零件上工作表面粗糙度值，比非工作表面粗糙度值小。
工作表面
非工作表面
(2)摩擦表面粗糙度值比非摩擦表面粗糙度值小； 滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的表面粗糙度参数值要小； 运动速度高、压力大的摩擦表面比运动速度低、压力小的摩擦
4-3 R轮廓参数的选用及其检测
一.表面粗糙度轮廓技术要求的内容
1、必须标注参数符号及允许值，同时还应标注传输带、取样长 度、评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不标注）、极限 值判断规则（若默认采用16%规则，则不标注）。
2、必要时可以标注补充要求，如表面加工纹理及方向、加工余量、 附加的Rsm等。
表面的粗糙度参数值要小。
(3)受循环载荷的数值要小。
(4）配合要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面及要求连接 可靠且受重载的过盈配合表面，均应取较小的粗糙度参数值。
(5）配合性质相同时，一般情况下，零件尺寸越小，则表面粗糙 度参数值应越小；在同一精度等级时，小尺寸比大尺寸，轴比孔 的表面粗糙度参数值要小；尺寸公差，表面形状公差小时，其表 面粗糙度参数值要小。
二.表面粗糙度轮廓参数的选择
1、通常只给出幅度参数符号（Ra或Rz）及极限值，而其他要求则 采用默认的标准化值。
2 、 一般采用Ra 作为评定参数。对于极光滑和粗糙的表面和零件材料 较软时，不能用Ra仪器测量，而采用Rz作为评定参数。
3 、 附加参数Rsm用于密封性要求高的表面，Rmr（c）用于耐磨性 要求高的表面。
(6）防腐性、密封性要求越高，表面粗糙度参数值应越小。
四、表面粗糙度轮廓常用测量方法
比较法 针描法 光切法 显微干涉法
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• ２. 评定长度ｌｎ • 由于零件表面粗糙度的不均匀性. • 各处有一定差异. 为了合理地反映表面粗糙度特征. 在测量和评定时所
规定的一段最小长度称为评定长度. 用ｌｎ 表示.评定长度可包含一个 或几个取样长度. 如图５ －２ 所示. 一般情况下. 取ｌｎ ＝５ｌｒ. 如 被测表面均匀性较好. 可选用小于５ｌｒ 的评定长度. 若均匀性较差. 可选用大于５ｌｒ 的评定长度.
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第一节 概 述
• ２. 对配合性质的影响 • 表面粗糙度影响配合的稳定性. 对于间隙配合. 表面在相对运动时因粗
糙不平而迅速磨损. 使间隙增大. 对过盈配合. 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. • ３. 对抗疲劳强度的影响 • 表面越粗糙. 凹痕就越深. 对应力集中越敏感. 使疲劳强度降低. 零件 越容易损坏.
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第二节 表面粗糙度的评定
• (１) １６％规则 • 运用本规则时. 当被检表面测得的全部参数值中. 超过极限值的个数不
多于总个数的１６％时. 该表面是合格的. • (２) 最大规则 • 运用本规则时. 被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定
的极限值.１６％规则是所有表面结构要求标注的默认规则. 即当参数 代号后未注写“ｍａｘ” 字样时. 均默认为应用１６％规则(例如Ｒ ａ１.６). 反之. 则应用最大规则(例如Ｒａｍａｘ １. ６).
• 对于零件表面结构的状况. 可由三大参数加以评定. 轮廓参数(由ＧＢ/ Ｔ３５０５ －２００９)、图形参数(由ＧＢ/ Ｔ１８６１８ － ２００ ９ 定义)、支承率曲线参数(由ＧＢ/ Ｔ１８７７８.２ － ２００３ 和 ＧＢ/Ｔ１８７７８.３ －２００６ 定义). 轮廓参数是我国机械中最常 用的评定参数. 轮廓参数包括粗糙度轮廓(Ｒ 轮廓) 参数、波纹度轮廓 (Ｗ 轮廓) 参数、原始轮廓(Ｐ 轮廓) 参数.
• 一、表面粗糙度的定义 • 零件表面在机械加工后. 或用其他方法获得时会形成的由较小间距的
峰谷组成的微量高低不平. 这种微观几何形状特性用术语表述称为表 面粗糙度.
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第一节 概 述
• 表面粗糙度属于微观几何形状误差. 而形状误差则是宏观的. 表面波度 介于两者之间. 表面粗糙度、表面波纹度及表面几何形状总是同时生 成并存在于同一表面中. 通常以波距(相邻两波峰或相邻两波谷之间的 距离) 与波高之比来划分它们. 波距和波高之比一般小于５０ 属于表 面粗糙度. 零件表面中峰谷的波距和波高之比等于５０ ~１ ０００的 不平程度属于表面波纹度. 表面波度会引起零件运转时的振动、噪声. 零件表面中峰谷的波距和波高之比大于１ ０００ 的不平程度属于形 状误差. 如图５ － １ 所示为此三种表面几何形状误差.
• 一、基本术语 • １.取样长度ｌｒ • 测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准长度称为取样长度. 用ｌ
ｒ 表示. 它至少包图５ －２ 取样长度和评定长度含５ 个以上轮廓 峰和谷. 如图５ － ２所示.
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第二节 表面粗糙度的评定
• 规定取样长度的目的在于限制和减弱其他几何形状误差. 特别是表面 波度对测量的影响. 表面越粗糙. 取样长度应越大.
它们又同时叠加在同一表面轮廓上. 因此. 在测量评定三类轮廓上的参 数时. 必须先将表面轮廓在特定仪器上进行滤波. 以便分离获得所需波 长范围的轮廓. 这种可将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤 波器.
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第二节 表面粗糙度的评定
• (２) 传输带 • 由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带.
按滤波器的不同截止波长值. 由小到大顺次分为λｓ、λｃ 和λｆ 三种. 粗糙度轮廓、波纹度轮廓和形状轮廓就是分别应用这些滤波器修正表 面轮廓后获得的. 应用λｓ 滤波器修正后的轮廓称为原始轮廓(Ｐ 轮 廓). 在Ｐ 轮廓上再应用λｃ 滤波器修正后形成的轮廓即为粗糙度轮廓 (Ｒ 轮廓). 对Ｐ轮廓连续应用λｆ 和λｃ 滤波器后形成的轮廓则称为波 纹度轮廓(Ｗ 轮廓). • ５. 极限值判断规则 • 完工零件的表面按检验规范测得轮廓参数值后. 需与图样上给定的极 限比较. 以判定其是否合格. 极限值判断规则有以下两种.
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第一节 概 述
• ４.对抗腐蚀性的影响 • 粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在凹谷处. 并渗入到金属内层. 造成表
面锈蚀.此外. 表面粗糙度对零件其他性能如零件的密封性、零件的外 观、测量精度、表面光学性能、电导热性能和胶合强度等也有着不同 程度的影响.
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第二节 表面粗糙度的评定
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第二节 表面粗糙度的评定
• ３.轮廓中线 • 评定表面粗糙度时. 需要在实际轮廓上规定一条参考线. 作为计算表面
粗糙度大小的基准线. 划分轮廓微观形状的基准线称为轮廓中线 • ４. 轮廓滤波器和传输带 • (１) 轮廓滤波器 • 零件表面的粗糙度轮廓、波纹度轮廓和形状轮廓各有不同的波长范围.
第五章 表面粗糙度与检测
• 第一节 概述 • 第二节 表面粗糙度的评定 • 第三节 表面粗糙度的选用 • 第四节 表面粗糙度的符号、 代号及标注 • 第五节 表面粗糙度的检测
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第一节 概 述
• 为了保证零件的使用要求. 除了对零件各部分结构的尺寸、形状和位 置给出公差要求外. 还要对零件的表面质量提出合理要求. 零件的表面 质量又称表面结构. 它是表面粗糙度、表面波纹度、表面纹理和表面 几何形状的总称. 表面粗糙度是评定产品质量的重要指标.
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第一节 概 述
• 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 • １. 对摩擦和磨损的影响 • 两个零件表面接触并产生相对运动时. 峰顶间的有效接触面积很小. 导
致单位面积压力增大. 使零件磨损加剧. • 一般来说. 表面越粗糙. 摩擦阻力也越大. 磨损也越快. 但零件表面越
光滑. 磨损量不一定越小. 零件表面的耐磨性除受表面粗糙度的影响外. 还与磨损下来的金属微粒的刻划.以及润滑油被挤出和分子间的吸附 作用等因素有关. 所以特别光滑的表面磨损量反而增大.
规定的一段最小长度称为评定长度. 用ｌｎ 表示.评定长度可包含一个 或几个取样长度. 如图５ －２ 所示. 一般情况下. 取ｌｎ ＝５ｌｒ. 如 被测表面均匀性较好. 可选用小于５ｌｒ 的评定长度. 若均匀性较差. 可选用大于５ｌｒ 的评定长度.
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第一节 概 述
• ２. 对配合性质的影响 • 表面粗糙度影响配合的稳定性. 对于间隙配合. 表面在相对运动时因粗
糙不平而迅速磨损. 使间隙增大. 对过盈配合. 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. • ３. 对抗疲劳强度的影响 • 表面越粗糙. 凹痕就越深. 对应力集中越敏感. 使疲劳强度降低. 零件 越容易损坏.
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第二节 表面粗糙度的评定
• (１) １６％规则 • 运用本规则时. 当被检表面测得的全部参数值中. 超过极限值的个数不
多于总个数的１６％时. 该表面是合格的. • (２) 最大规则 • 运用本规则时. 被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定
的极限值.１６％规则是所有表面结构要求标注的默认规则. 即当参数 代号后未注写“ｍａｘ” 字样时. 均默认为应用１６％规则(例如Ｒ ａ１.６). 反之. 则应用最大规则(例如Ｒａｍａｘ １. ６).
• 对于零件表面结构的状况. 可由三大参数加以评定. 轮廓参数(由ＧＢ/ Ｔ３５０５ －２００９)、图形参数(由ＧＢ/ Ｔ１８６１８ － ２００ ９ 定义)、支承率曲线参数(由ＧＢ/ Ｔ１８７７８.２ － ２００３ 和 ＧＢ/Ｔ１８７７８.３ －２００６ 定义). 轮廓参数是我国机械中最常 用的评定参数. 轮廓参数包括粗糙度轮廓(Ｒ 轮廓) 参数、波纹度轮廓 (Ｗ 轮廓) 参数、原始轮廓(Ｐ 轮廓) 参数.
• 一、表面粗糙度的定义 • 零件表面在机械加工后. 或用其他方法获得时会形成的由较小间距的
峰谷组成的微量高低不平. 这种微观几何形状特性用术语表述称为表 面粗糙度.
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第一节 概 述
• 表面粗糙度属于微观几何形状误差. 而形状误差则是宏观的. 表面波度 介于两者之间. 表面粗糙度、表面波纹度及表面几何形状总是同时生 成并存在于同一表面中. 通常以波距(相邻两波峰或相邻两波谷之间的 距离) 与波高之比来划分它们. 波距和波高之比一般小于５０ 属于表 面粗糙度. 零件表面中峰谷的波距和波高之比等于５０ ~１ ０００的 不平程度属于表面波纹度. 表面波度会引起零件运转时的振动、噪声. 零件表面中峰谷的波距和波高之比大于１ ０００ 的不平程度属于形 状误差. 如图５ － １ 所示为此三种表面几何形状误差.
• 一、基本术语 • １.取样长度ｌｒ • 测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准长度称为取样长度. 用ｌ
ｒ 表示. 它至少包图５ －２ 取样长度和评定长度含５ 个以上轮廓 峰和谷. 如图５ － ２所示.
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第二节 表面粗糙度的评定
• 规定取样长度的目的在于限制和减弱其他几何形状误差. 特别是表面 波度对测量的影响. 表面越粗糙. 取样长度应越大.
它们又同时叠加在同一表面轮廓上. 因此. 在测量评定三类轮廓上的参 数时. 必须先将表面轮廓在特定仪器上进行滤波. 以便分离获得所需波 长范围的轮廓. 这种可将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤 波器.
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第二节 表面粗糙度的评定
• (２) 传输带 • 由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带.
按滤波器的不同截止波长值. 由小到大顺次分为λｓ、λｃ 和λｆ 三种. 粗糙度轮廓、波纹度轮廓和形状轮廓就是分别应用这些滤波器修正表 面轮廓后获得的. 应用λｓ 滤波器修正后的轮廓称为原始轮廓(Ｐ 轮 廓). 在Ｐ 轮廓上再应用λｃ 滤波器修正后形成的轮廓即为粗糙度轮廓 (Ｒ 轮廓). 对Ｐ轮廓连续应用λｆ 和λｃ 滤波器后形成的轮廓则称为波 纹度轮廓(Ｗ 轮廓). • ５. 极限值判断规则 • 完工零件的表面按检验规范测得轮廓参数值后. 需与图样上给定的极 限比较. 以判定其是否合格. 极限值判断规则有以下两种.
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第一节 概 述
• ４.对抗腐蚀性的影响 • 粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在凹谷处. 并渗入到金属内层. 造成表
面锈蚀.此外. 表面粗糙度对零件其他性能如零件的密封性、零件的外 观、测量精度、表面光学性能、电导热性能和胶合强度等也有着不同 程度的影响.
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第二节 表面粗糙度的评定
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第二节 表面粗糙度的评定
• ３.轮廓中线 • 评定表面粗糙度时. 需要在实际轮廓上规定一条参考线. 作为计算表面
粗糙度大小的基准线. 划分轮廓微观形状的基准线称为轮廓中线 • ４. 轮廓滤波器和传输带 • (１) 轮廓滤波器 • 零件表面的粗糙度轮廓、波纹度轮廓和形状轮廓各有不同的波长范围.
第五章 表面粗糙度与检测
• 第一节 概述 • 第二节 表面粗糙度的评定 • 第三节 表面粗糙度的选用 • 第四节 表面粗糙度的符号、 代号及标注 • 第五节 表面粗糙度的检测
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• 为了保证零件的使用要求. 除了对零件各部分结构的尺寸、形状和位 置给出公差要求外. 还要对零件的表面质量提出合理要求. 零件的表面 质量又称表面结构. 它是表面粗糙度、表面波纹度、表面纹理和表面 几何形状的总称. 表面粗糙度是评定产品质量的重要指标.
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第一节 概 述
• 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 • １. 对摩擦和磨损的影响 • 两个零件表面接触并产生相对运动时. 峰顶间的有效接触面积很小. 导
致单位面积压力增大. 使零件磨损加剧. • 一般来说. 表面越粗糙. 摩擦阻力也越大. 磨损也越快. 但零件表面越
光滑. 磨损量不一定越小. 零件表面的耐磨性除受表面粗糙度的影响外. 还与磨损下来的金属微粒的刻划.以及润滑油被挤出和分子间的吸附 作用等因素有关. 所以特别光滑的表面磨损量反而增大.