表面粗糙度定义与检测
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。
表面粗糙度与检测
03 表面粗糙度对疲劳强度的影响还与材料、应力大 小、循环次数等因素有关。
表面粗糙度对配合性质的影响
01
表面粗糙度越高，配合表面的接触面积越大，接触刚
度越高。
02
表面粗糙度越低，配合表面的接触面积越小，接触刚
度越低。
03
表面粗糙度对配合性质的影响还与配合类型、材料、
超声波法
利用超声波在被测表面上的反射和透射特性，通过测量反射和透射波的参数来 计算表面粗糙度。
其他检测方法
电学法
利用被测表面的导电性能和电化学反 应等特性，通过测量相关的电学参数 来推算表面粗糙度。
磁学法
利用磁性材料的磁特性和表面形貌的 关系，通过测量磁学参数来计算表面 粗糙度。
03
CATALOGUE
优化措施
针对不同部件的表面粗糙度要求，采用磨削、抛光、研磨等加工工艺，控制表面 粗糙度值，提高汽车零部件的性能和安全性。
航空航天领域的表面粗糙度控制要求
检测方法
采用非接触式表面粗糙度测量仪，如光干涉仪、激光散射法 等，对航空航天领域部件的表面粗糙度进行快速、准确的测 量。
控制要求
制定严格的表面粗糙度控制标准，确保每个环节的加工精度 和质量，以满足航空航天领域对高性能和高安全性的要求。
选择合适的刀具
根据加工材料和工艺要求，选择合适的刀具 材料、刀具几何参数和刀具涂层，以减小切 削力和切削热，从而减小表面粗糙度。
切削液的使用
切削液的冷却和润滑作用有助于减小切削 力和切削热，从而减小表面粗糙度。合理 使用切削液可以提高加工表面的质量。
控制切削参数
切削速度、进给量和切削深度等切削参 数对表面粗糙度有显著影响。通过调整 这些参数，可以优化表面粗糙度。
第5章_表面粗糙度及其检测(5.3)
➢ =（纹理平行于标注代号） ⊥（纹理垂直于标注代号）
X（纹理呈两相交的方向） M（纹理呈近似各个方向）
C（纹理呈近似同心圆）
R（纹理呈近似放射状）
P（纹理无方向或凸起的细粒状）
第5章 表面粗糙度及检测
表面粗糙度标注举例
铣
6.3 0.8
3.2
3.2
3.2
(5)
a)
b)
c)
d)
a略中b铣cd）））标取削应理如按如注样)将 方获果标果， 长其 向得需准某 需否 度标 符时要规表 要则 取注 号、标定面 控应 值在 。可注选的 制按为相用加用粗表上0应文工.对糙面8图位字余应m度加所置m标量取要工示。。注(样求纹假方。长按理设法度指方加标时定向工注，的时总取则加 ，余样在工 加量长图方 注为度样法 加5，m上工(如图m省纹)，
第五章 表面粗糙度及检测
1、概述； 2、表面粗糙度的评定； 3、表面粗糙度的标注； 4、表面粗糙度的测量。
第5章 表面粗糙度及检测
5.1 概述
❖ 零件表面的形貌可分为三种情况：
1. 表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平 程度，其波长和波高之比一般小于50。属于微观 几何形状误差。
2. 表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比 等于50～1000的不平程度称为波纹度。会引起零 件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如 轴承）的影响是相当大的。目前表面波纹度还没 有制定国家标准。国际标准化组织第57技术委员 会正在制定表面波纹度有关国际标准。
第5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。它是 在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后 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等 原因所产生的。
粗糙度检测方法及评定【干货技巧】
以下为表面粗糙度的评定及测量方法：一、表面粗糙度的概念表面粗糙度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），它属于微观几何形状误差。
具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况。
一般按S分：S＜1mm 为表面粗糙度；1≤S≤10mm为波纹度；S＞10mm为f 形状。
•二、VDI3400、Ra、Rmax对照表国家标准规定常用三个指标来评定表面粗糙度（单位为μm）：轮廓的平均算术偏差Ra、不平度平均高度Rz和最大高度Ry。
在实际生产中多用Ra指标。
轮廓的最大微观高度偏差Ry在日本等国常用Rmax符号来表示，欧美常用VDI指标。
下面为VDI3400、Ra、Rmax 对照表。
三、表面粗糙度形成因素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、电加工的放电凹坑等。
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。
四、表面粗糙度对零件的影响主要表现影响耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，摩擦阻力越大，磨损就越快。
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。
影响疲劳强度。
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。
影响耐腐蚀性。
粗糙的零件表面，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。
影响密封性。
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。
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。
影响测量精度。
零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。
第三章--表面粗糙度及检测
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
1 8
★ 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。
金属材料表面粗糙度标准
金属材料表面粗糙度标准一、表面粗糙度基本术语表面粗糙度是指物体表面微观不平度的程度，也称为表面微观不平度或表面粗糙度。
在机械制造领域，表面粗糙度是衡量零件质量的重要指标之一。
二、表面粗糙度符号及意义表面粗糙度的符号为Ra，其意义为轮廓算术平均偏差。
Ra是微观不平度十点高度和两点间距的算术平均值。
在实际应用中，Ra的数值通常会被列出，用以描述表面粗糙度的程度。
三、表面粗糙度评定参数表面粗糙度的评定参数包括：1.轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度内，轮廓上各点至基准线距离绝对值的算术平均值。
2.轮廓最大高度Rz：在取样长度内，轮廓上各点至基准线距离的最大值。
3.微观不平度十点高度Rz：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。
4.轮廓均方根粗糙度Rq：在取样长度内，轮廓上各点至基准线距离的均方根值。
四、表面粗糙度评定标准表面粗糙度的评定标准通常按照ISO 4287和GB/T 1031-2009等标准进行。
根据这些标准，表面粗糙度的数值范围从Ra 0.008 μm到Ra 100 μm不等。
具体数值取决于零件的使用要求、材料、加工工艺等因素。
五、表面粗糙度检测方法表面粗糙度的检测方法主要包括触针法和非触针法两大类。
其中，触针法是利用触针划过被测表面，根据划过的曲线变化来测量表面粗糙度；而非触针法则利用空气传感器等非接触式测量方法进行表面粗糙度测量。
在实际应用中，应根据具体的检测环境和零件特点选择合适的检测方法。
六、表面粗糙度对性能的影响表面粗糙度对金属材料的性能有着重要的影响。
例如，表面粗糙度会降低零件的耐磨性和疲劳强度，同时也会影响零件的抗腐蚀性能。
因此，在金属材料的加工过程中，应合理控制表面粗糙度，以达到最佳的使用性能。
七、表面粗糙度与其他参数的关系表面粗糙度与其他参数之间存在一定的关系。
例如，随着切削速度的提高，表面粗糙度会降低；而随着进给量的增加，表面粗糙度也会降低。
机械几何量检测-表面粗糙度测量
光切法是利用光切原理测量表面粗糙度 的方法，常采用的仪器是光切显微镜 （也叫双管显微镜），其外形如图所示。 它将一束平行光带以一定角度投射与被 测表面上，光带与表面轮廓相交的曲线 影像即反映了被测表面的微观几何形状， 解决了工件表面微小峰谷深度的测量问 题， 避免了与被测表面的接触。由于它 采用了光切原理, 所以可测表面的轮廓峰 谷的最大和最小高度,要受物镜的景深和 鉴别率的限制。峰谷高度超出一定的范 围，就不能在目镜视场中成清晰的真实 图像而导致无法测量或者测量误差很大。 但由于该方法成本低、易于操作，所以 还在被广泛应用
圆轮廓度可以这样测量：先选择园的范围（即选择元素， 如测量园半径），点击‘内容选择’中‵园轮廓度′， 即可显示下图
粗糙度测量——测量园弧表面粗糙度
粗糙度测量：换上粗糙度测量专用触针,见下图。
粗糙度测量——测量园弧表面粗糙度
设置：
(1)类型选择′设置为粗糙度,内容选择′根据测量需求选择平面或 园弧。 (2)参数设置，‵取样长度′一览可根据粗糙度大小选择 0.08-8mm中一个．‵段数′中分1-5段和全部；所谓‵全部′ 即根据采样和选择后的实际长度，除以取样长度所得最多段数。 ‵采样速度′可分别选择每秒0.5mm或1mm。‵传感器′一览根 据选用触针的长短来选；较长的一根则选‵标准′,用来测量平面、 园弧和球面的粗糙度及Pt值;短者选‵小孔′,用以测量内孔大于 5mm孔壁粗糙度。‵粗糙度测量′一栏可根据测量物选择平面或 园弧。‵触针半径′写入2μm; ‵测量范围′一栏可选择‵0.5˜0.5mm′。‵测量长度′中可填入0-100mm间一个数,这是在ˋ 段数ˊ取ˋ全部ˊ或测量轮廓的时候才有作用。
形状测量——轮廓测量 先装上测杆,使触针垂直于工作台表面, 并用工具通过螺丝固紧(见下图)。
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。
表面粗糙度与检测
课题一 表面粗糙度及其评定标准
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响
3. 对耐疲劳性的影响
粗糙的钢质零件表面，在交变载荷作用下，对应力集中很敏感，因而影响 零件的疲劳强度。表面越粗糙，则表面微观凹谷越深，在交变应力作用下， 应力集中越严重，疲劳裂纹扩展的几率越大，抗疲劳强度越低。
4. 对抗腐蚀性的影响
3. 表面轮廓参数定义 （3）间距参数 轮廓单元的平均宽度Rsm 是指在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值
Rsm
1 m
m i 1
X siHale Waihona Puke 课题一 表面粗糙度及其评定标准
三、表面粗糙度的评定标准 3. 表面轮廓参数定义 （4）混合参数 ①轮廓支承长度率Rmr(c) 是指在给定水平截面高度c上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率
二、表面粗糙度的标注 1. 表面结构代号及示例 在标注过程中，应注意以下几个问题： （3）加工余量的标注
课题二 表面粗糙度的符号及标注
二、表面粗糙度的标注
1. 表面结构代号及示例
在标注过程中，应注意以下几个问题：
（4）极限值判断规则的标注
①16%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。16%规则是所有表面结 构要求标注的默认规则。当参数代号后未注写“max”字样时，均默认为应
课题一 表面粗糙度及其评定标准
三、表面粗糙度的评定标准 3. 表面轮廓参数定义 （4）混合参数 ②轮廓支承长度率曲线 表示轮廓支承长度率随水平截面高度c变化关系的曲线
课题二 表面粗糙度的符号及标注
一、表面粗糙度的符号
课题二 表面粗糙度的符号及标注
二、表面粗糙度的标注 1. 表面结构代号及示例
表面粗糙度与检测(新国标)
汽车工业领域
表面粗糙度对汽车零部件的性能和使用寿命具有重要影响，如活塞环、气缸、刹 车片等。通过检测表面粗糙度，可以优化零部件的设计和制造工艺，提高汽车的 性能和安全性。
标准化
随着新国标的实施，表面粗糙度 检测技术正逐步实现标准化，统 一检测方法和标准，提高检测结
果的准确性和可比性。
新材料对表面粗糙度检测的挑战与机遇
挑战
新材料具有不同的物理和化学性质， 对表面粗糙度检测技术提出了更高的 要求，需要不断更新和完善检测方法 和设备。
机遇
新材料的发展为表面粗糙度检测提供 了更多的应用场景和市场需求，推动 了表面粗糙度检测技术的发展和创新 。
与旧国标的对比
增加了表面粗糙度参数 的数值范围和测量精度 要求
01
02
删除了部分过时的内容 ，增加了新技术和新方 法的介绍
03
04
修订了表面粗糙度参数 的测量方法和技术要求
表面粗糙度与检测(新 国标)
04
表面粗糙度检测的应用
机械工业领域
机械零件的表面粗糙度对机械性能和使用寿命具有重要影响 ，如滑动摩擦、耐磨性、疲劳强度等。通过检测表面粗糙度 ，可以控制机械零件的质量，提高设备运行的稳定性和可靠 性。
触针法
总结词
利用触针在待测表面上轻轻划过，测量其峰谷差值的表面粗糙度检测方法。
详细描述
触针法是一种常用的表面粗糙度检测方法，通过将触针悬挂在测量机构上，在待测表面上轻轻划过，利用电学或 光学原理测量触针在峰谷间的位移差值，从而得到表面粗糙度值。该方法具有较高的测量精度和稳定性，适用于 各种材料的表面粗糙度测量。
表面粗糙度设计与检测
密封性能
在机械制造中，表面粗糙度对密封性能具有重要影响。适 当的表面粗糙度可以提高密封件的密封效果，减少泄漏。
配合精度
机械零件之间的配合精度受到表面粗糙度的影响。合理控 制表面粗糙度可以提高机械零件之间的配合精度，减少运 动误差。
02
国际标准
国际标准化组织（ISO）也制定了相应的表面粗糙度检测标准，如ISO
4287-1997《表面粗糙度参数及行业也根据自身特点制定了相应的表面粗糙度检测标准，如机械行
业标准JB/T 7405-2008《滚动轴承 轴承制造技术条件》。
04
表面粗糙度与产品质量
表面粗糙度对产品性能的影响
设计方法
分析法
根据零件的功能需求，分析表面粗糙度对性能 的影响，从而确定合理的粗糙度值。
试验法
通过试验和对比，选择最佳的加工方法和参数， 以达到所需的表面粗糙度。
类比法
参考类似零件的表面粗糙度值，结合自身特点进行设计。
设计实例
01
轴类零件
对于需要承受摩擦和磨损的轴类 零件，应选择较低的表面粗糙度 值以提高耐磨性和寿命。
触针法
利用触针接触被测表面，通过测量触针的位 移来评定表面粗糙度。
02
表面粗糙度的设计
设计原则
01
02
03
功能性原则
表面粗糙度应满足零件的 功能需求，如摩擦、密封、 耐磨等。
经济性原则
在满足功能需求的前提下， 尽量降低制造成本，避免 过度加工。
工艺性原则
考虑加工工艺的可行性和 经济性，选择合适的加工 方法和参数。
选择合适的刀具材料、刀具几何参数 和刀具刃磨参数，以提高加工表面的
第四章 表面粗糙度及检测
4.3 表面粗糙度的测量
干涉法
干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度的 方法。常用的仪器是干涉显微镜， 方法。常用的仪器是干涉显微镜，适宜于用Rz值 来评定表面粗糙度， z=0 05～ μm。 来评定表面粗糙度 ， 测量范围 Rz=0.05 ～ 0.8μm 。
2011-1-10
4.3 表面粗糙度的测量
2011-1-10
4.1 表面粗糙度
表面粗糙度评定参数 (1)基本术语及定义 (1)基本术语及定义 3)评定长度 评定长度l 评定轮廓所必须的一段长度， 3)评定长度 n：评定轮廓所必须的一段长度，它一般 包括五个连续的取样长度。 包括五个连续的取样长度。 表面粗糙均匀性差的表面取 表面粗糙均匀性差的表面取 ln >5l； ； 表面粗糙均匀性好的表面取 ln <5l。 。
2011-1-10
4.1 表面粗糙度
表面粗糙度评定参数
(2)评定参数 评定参数 2)间距特征参数 间距特征参数 A 轮廓单峰平均间距 ：在取样长度内，轮5的单峰间距的平 轮廓单峰平均间距S：在取样长度内， 的单峰间距的平 均值。 均值。 1 n
S=
∑S n
i= 1
i
B 轮廓微观不平度的平均间距Sm：在取样长度内轮廓微观不 轮廓微观不平度的平均间距Sm： 平度间距的平均值。 平度间距的平均值。 1 n
针触法 针触法是通过针尖感触被测表面微观不平度的截面 轮廓的方法，它实际上是一种接触式电测量方法。 轮廓的方法，它实际上是一种接触式电测量方法。 所用测量仪器为轮廓仪，它可以测定Ra为 所用测量仪器为轮廓仪，它可以测定 为0.025～ ～ 5µm。该方法测量范围广、快速可靠，操作简便并 。该方法测量范围广、快速可靠， 易于实现自动测量和微机数据处理。但被测表面易 易于实现自动测量和微机数据处理。 被触针划伤。 被触针划伤。
表面粗糙度与检测
3、绘制元件引脚
执行菜单命令Place→Pins，可将编辑模式 切换到放置引脚模式。此时鼠标指针旁边会多出 一个大十字符号及一条短线，可如下图所示按顺 序放置8根引脚。
在放置引脚时可以按Space键使其旋转到所 需角度。
4、编辑管脚
双击所要编辑的引脚，或者先选中该引脚， 然后单击鼠标右键，从快捷菜单中选取 Properties命令，进入“引脚属性”对话框，如 下图所示，在对话框中对引脚进行属性修改。
• 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.
• 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.
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.
表面粗糙度检测标准
表面粗糙度检测标准表面粗糙度是指物体表面不规则程度的度量，通常用来描述表面的光滑程度或粗糙程度。
在工程领域中，表面粗糙度对于材料的质量和性能具有重要影响，因此需要对其进行准确的检测和评估。
本文将介绍表面粗糙度检测的标准和方法，以帮助读者更好地了解和应用表面粗糙度检测技术。
一、表面粗糙度的重要性。
表面粗糙度直接影响着材料的摩擦、磨损、润滑和密封等性能，对于机械零件的装配和运行稳定性具有重要影响。
粗糙表面会增加摩擦阻力，降低机械效率，同时也容易引起磨损和损伤。
因此，对于一些对表面粗糙度要求较高的工程领域，如航空航天、汽车制造、精密仪器等，对表面粗糙度的检测和控制显得尤为重要。
二、表面粗糙度的检测标准。
1. ISO 4287-1997 表面粗糙度参数术语和定义。
ISO 4287-1997是国际标准化组织发布的关于表面粗糙度参数术语和定义的标准。
该标准规定了表面粗糙度参数的术语和定义，包括主要的表面粗糙度参数如Ra、Rz、Rmax等，以及它们的测量方法和计算公式。
这些参数可以有效地描述和评估表面的粗糙程度，为表面粗糙度的检测提供了重要的依据。
2. GB/T 1031-2009 表面粗糙度参数和检测仪器术语和定义。
GB/T 1031-2009是中国国家标准化管理委员会发布的关于表面粗糙度参数和检测仪器术语和定义的标准。
该标准对ISO 4287-1997进行了补充和修订，增加了一些适用于中国国情的表面粗糙度参数和检测仪器术语和定义。
这些参数和术语的统一规范，有利于提高表面粗糙度检测的准确性和可靠性。
三、表面粗糙度的检测方法。
1. 传统测量方法。
传统的表面粗糙度测量方法主要包括划痕法、比色法和触针法等。
这些方法简单易行，但存在着测量精度低、易受人为因素影响等缺点，逐渐被现代化的数字化测量方法所替代。
2. 数字化测量方法。
数字化测量方法利用光学、机械或电子设备对表面进行扫描或触探，获取表面粗糙度数据，并通过计算机处理和分析得出粗糙度参数。
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第五章表面粗糙度及其检测学时：4课次：2目的要求：1．了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响。
2．掌握表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。
3．掌握表面粗糙度的标注方法。
4．初步掌握表面粗糙度的选用方法。
5．了解表面粗糙度的测量方法的原理。
重点内容：1．表面粗糙度的定义及对零件使用性能的影响。
2．表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。
3．表面粗糙度的标注方法。
4．表面粗糙度的选用方法。
5．表面粗糙度的测量方法难点内容：表面粗糙度的选用方法。
教学方法：讲+实验教学内容：（祥见教案）一、基本概念1．零件表面的几何形状误差分为三类：（1）表面粗糙度：零件表面峰谷波距<1mm。
属微观误差。
（2）表面波纹度：零件表面峰谷波距在1~10mm。
（3）形状公差：零件表面峰谷波距>10mm。
属宏观误差。
图5-1 零件的截面轮廓形状2．表面粗糙度对零件质量的影响：（1）影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等。
（2）影响零件的配合稳定性。
（3）影响零件的接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等。
二．表面粗糙度的基本术语1、取样长度lr ：取样长度是在测量表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度。
规定：取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷如图5-2所示。
图5-2 取样长度、评定长度和轮廓中线1．评定长度ln ：评定长度是指评定表面粗糙度所需的一段长度。
规定：国家标准推荐ln = 5lr ，对均匀性好的表面，可选ln > 5lr, 对均匀性较差的表面，可选ln < 5lr 。
2．中线：中线是指用以评定表面粗糙度参数的一条基准线。
有以列两种：（1）轮廓的最小二乘中线 在取样长度内，使轮廓线上各点的纵坐标值Z （x ）的平方和为最小，如图5-2 a 所示。
（2）轮廓的算术平均中线 在取样长度内，将实际轮廓划分为上下两部分，且使上下面积相等的直线。
如图5-2 b 所示。
三．表面粗糙度的评定参数国家标准GB/T3505—2000规定的评定表面粗糙度的参数有：幅度参数2个，间距参数1个，曲线和相关参数1个，其中幅度参数是主要的。
1、轮廓的幅度参数（1） 轮廓的算术平均偏差Ra在一个取样长度内，纵坐标Z （x ）绝对值的算术平均值，如图5-3a 所示。
Ra 的数学表达式为：Ra = lr 1lr x Z 0）（dx测得的Ra 值越大，则表面越粗糙。
一般用电动轮廓仪进行测量。
图5-3 轮廓的幅度参数（2） 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，如图5-3b 所示。
Rz 的数学表达式为：Rz = Zp + Zv测得的Rz 值越大，则表面越粗糙。
一般用双管显微镜进行测量。
2、轮廓单元的平均宽度RSm在一个取样长度内，轮廓单元宽度Xs 的平均值，如图5-4 所示。
RSm 值越小，轮廓表面越细密，密封图5-4 轮廓单元的宽度3、轮廓的支承长度率Rmr （c ）在给定水平位置c 上的轮廓实体材料长度M l （c ）与评定长度的比率，如图5-5 所示。
Rmr （c ）的数学表达式为Rmr （c ） = ln ）（c Ml当c一定时，Rmr（c）值越大，则支承能力和耐磨性更好，如图5-6所示。
图5-5 轮廓的支承长度率图5-6 不同形状轮廓的支承长度四．表面粗糙度（评定参数）的选择1、评定参数的选择（1）如无特殊要求，优先选用Ra和Rz。
在幅度参数中，Ra值能较完整、全面地表达零件表面的微观几何特征，应优先选用。
Rz值常用在小零件（如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件等）或表面不允许有较深的加工痕迹（防止应力过于集中）的零件。
（2）一些重要表面有特殊要求时，如有涂镀性、抗腐蚀性、密封性要求时才选RSm参数来控制间距的细密度；对表面的支承刚度和耐磨性有较高要求时，需加选Rmr（c）控制表面的形状特征。
2．评定参数值的选择（1）表面粗糙度参数值的选择原则：在满足功能要求的前提下，尽量选择较大的表面粗糙度参数（除tp外）值，以减小加工难度，降低成本选择方法：常采用类比法。
选择时应注意以下几点；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，滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值小3）承受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角，沟槽）粗糙度参数值应小些4）要求配合稳定可靠时，粗糙度参数值应小些，小间隙配合表面，受重载作用的过盈配合表面，其粗糙参数值要小。
5）表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调，通常尺寸及形状公差小，表面粗糙度参数值也要小，同一尺寸公差的轴比孔的粗糙度参数值要小。
设表面形状公差为t，尺寸公差为T，则它们之间通常按以下关系来设计：普通精度t=0.67 Ra≤0.057 Rz≤0.27较高精度t=0.47 Ra≤0.0257 Rz≤0.17提高精度t=0.257 Ra≤0.0127 Rz≤0.257高精度t<0.257 Ra≤0.157 Rz≤0.67说明：表面粗糙度的参数值和尺寸公差，形状公差之间并不存在函数关系，如机器，仪器上的手轮，手柄，外壳等部位。
其尺寸，形状精度要求并不高，但表面粗糙度要求高（即粗糙度值小）6）密封性。
防腐蚀性要求要求高的表面或外观美观的表面其粗糙度值应小些。
7）凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定者（如轴承，量规，齿轮等），应按标准规定作选取表面粗糙度参数值。
表5-8表5-9五．表面粗糙度的标注1．表面粗糙度符号表面粗糙度符号及其意义见表5-6。
2、表面粗糙度的代号及其标注。
在表面粗糙度符号的基础上，注上其他有关表面符号特征的符号即组成了表面粗糙度的代号。
表面粗糙度数值及其有关规定在符号中注写的位置。
如图5-7所示图5-7 表面粗糙度代号及其标注（1）标注时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，符号的尖端必须从材料外指向加工表面。
（2）高度参数：当选用Ra时，只标数值，Ra符号不标。
当选用Rz时，符号和数值都要标注。
（3）当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数的16%时，应在图中标注上限值和下限值。
（4）当所（5）取样长度：如按国标选用，则可省略不标。
六．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：是应用光切原理来测量表面粗糙度的一种测量方法。
常用仪器——光切显微镜，（双管显微镜）。
该仪器适用于车.铣.刨等加工方法获得的金属平面。
或外圆表面。
主要测量Rz值，测量范围为Rz0.5~60µm。
3、干涉法：是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种测量方法。
常用仪器是干涉显微镜。
主要用于测量Rz值。
测量范围为Rz0.05~0.8µm。
一般用于测量表面粗糙度要求高的表面。
4、针描法：是一种接触式测量表面粗糙度的方法，最常用的仪器是电动轮廓仪，该仪器可直接显示Ra值，适宜于测量Ra值0.025~6.3µm。
5、印摸法：在实际测量中，常会遇到深孔，盲孔。
凹槽，内螺纹等既不能使用仪器直接测量，也不能使用样板比较的表面。
这是常用印摸法。
印摸法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料（如石蜡等）贴合在被测表面上。
将被测表面的轮廓复制成模。
然后测量印模，从而来评定被测表面的粗糙度。
课外作业：见习题集课后分析：1．作业讲评。
2．重点内容小结。
3．难点内容分析。
第六章光滑极限量规设计学时：2课时：1目的要求：1．了解光滑极限量规的作用、种类。
2．掌握工作量规公差带的分布。
3．理解泰勒原则的含义，符合泰勒原则的量规应具有的要求、当量规偏离泰勒原则时应采取的措施。
4．掌握工作量规的设计方法。
重点内容：1．量规的作用。
2．工作量规公差带的分布。
3．泰勒原则的含义，符合泰勒原则的量规应具有的要求、当量规偏离泰勒原则时应采取的措施。
4．工作量规的设计方法难点内容：1．泰勒原则的含义，符合泰勒原则的量规应具有的要求、当量规偏离泰勒原则时应采取的措施。
2．工作量规的设计方法教学方法：讲教学内容：（祥见教案）课外作业：见习题集课后分析：1．作业讲评。
2．重点内容小结。
3．难点内容分析。
§6.1 概述光滑极限量规是检验工件的一种量具。
其尺寸是工件的极限值。
通称极限量规。
简称量规。
常在大批量生产时，检测极限尺寸-——即通过的尺寸用通规。
不能通过的尺寸用止规用量规检测,方便简单、效率高、省时可靠。
易保证质量，所以应用广泛。
一量规的应用（1）当图样上被测要素的尺寸公差和形位公差按独立原则标注时，一般使用通用计量器具分别测量。
（2）当单一要素的孔和轴采用包容要求时，则应使用量规来检测，把形位误差和尺寸误差都控制在尺寸公差范围内。
检验孔的量规称为塞规图6-1（a）所示检验轴的量规称为卡规图6-1（b）所示塞规和卡规包含通规和止规两种：1）通规：按被测要素的最大实体尺寸制造，控制作用尺寸2）止规：按被测要素的最小实体尺寸制造，控制实际尺寸检测时，凡通规能通过，止规不能通过的零件属于合格产品。
二．量规的种类1.工作量规生产者用来检验的量规。
通规——T表示止规Z表示2.验收量规检验员用的量规。
3.校对量规校对量规是检验工作量规的量规。
见表6-1§6.2 量规公差带一、工作量规的公差带见图6-2 所示T为量规制造公差。
Z为位置要素（即通过制造公差带中心到工件最大实体尺寸之间的距离）T，Z值见表6-2。
与工件精度有关图6-2 量规公差带分布二、对量规的公差带图6-2所示（了解）§6.3 工作量规设计内容：1.选择量规结构形式2.确定量规结构形式3.计标量规工作尺寸4.绘制量规工作图一、原理及其结构设计量规应遵守泰勒原则泰勒原则是指遵守包容要求的单一要素的孔或轴的实际尺寸和形状误差综合形成的体外作用尺寸不允许超越最大实体尺寸。
在孔或轴的任何位置上的实际尺寸不允许超越最小实体尺寸。
符合泰勒原则的量规如下；1.量规尺寸要求：通规基本尺寸= 零件的最大实体尺寸（D min d max）止规基本尺寸= 零件的最小实体尺寸（D max d min）2.量规的形状要求；1）通规的形状与孔、轴的形状相同，长度为配合长度（称为全形量规），控制工件的作用尺寸，其检测面为工件的完整表面。
2）止规的形状与孔、轴的形状相同，长度可短些（称为不全形量规），控制工件的实际尺寸。
3）由于全形量规制造加工困难较大，国标规定可使用偏离泰勒原则的量规，但在检测时要多方位多次检测。
二、规的技术要求2）量规的材料工作部分：合金工具刚：CrMn CrMnW CrMoV碳素工具刚T10A T12A渗碳刚15刚20刚渗碳硬质合金刚等手柄：Q235 lyn铝等量规测量面硬度为：58~65HRC2. 形位公差。