表面粗糙度的选用
表面粗糙度选用原则
Q TCL低压电器（无锡）有限公司企业标准
Q/1.5.2
表面粗糙度选用原则
2008-08-15发布2008-08-30实施TCL低压电器（无锡）有限公司发布
企业标准文件编号Q/1.5.2
表面粗糙度选用原则
版本/次A/0
实施日期2008-8-30
制定审核批准页码1/13
1 范围
本标准规定了各种加工方式下产品零部件图样的表面粗糙度的参数和参数值及一般规定。
本标准适用于本公司产品零部件图样的表面粗糙度参数值的选用。
2 术语
评定轮廓的算术平均偏差（Ra）
在一个取样长度内纵坐标值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，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度。
注：该术语在旧标准GB/T3505-1983中的符号为Ry，新标准GB/T3505-2000中将原术语十点高度Rz取消。
轮廓单元的平均宽度（RSm）
在一个取样长度内轮廓单元宽度的平均值。
注：该术语在旧标准GB/T3505-1983中的符号为Sm。
相对支撑比率（Rmr）
在一个轮廓水平截面确定的，与起始零位相关的支撑比率。
注：该术语在旧标准GB/T3505-1983中的符号为tp。
取样长度（lr）
用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度。
注：该术语在旧标准GB/T3505-1983中的符号为l。
3 表面粗糙度参数值
高度参数值Ra、Rz
3.1.1 Ra的系列值见表1，其补充系列值见表2。
表1 Ra系列值（um）
Ra
2550 100。
表面粗糙度选用标准
表面粗糙度选用-----------------------------------------------------------序号=1Ra值不大于\μm=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用-----------------------------------------------------------序号=2Ra值不大于\μm=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等-----------------------------------------------------------序号=3Ra值不大于\μm=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面-----------------------------------------------------------序号=4Ra值不大于\μm=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。
紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等-----------------------------------------------------------序号=5Ra值不大于\μm=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。
要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。
专业资料,表面粗糙度的选用
6.3
IT11
3.2
6.3
12.5
IT12
6.3
12.5
2、常用加工方法能达到的表面粗糙度
加工方法 50
表面粗糙度参数Ra/μm
25
12.5
6.3
3.2
1.6
0.8
0.4
0.2
砂铸/热扎
√
√
锻造
√
√
√
电火花加工
√
√
√
冷轧/拉拔
√
√
√
刨/插
√
√
√
√
√
√
钻孔
√
√
√
铣削
√
√
√
√
车/镗
√
√
√
√
√
拉削/铰孔
√
0.4
0.8
3.2
0.4
0.8
1.6
3.2
6.3 3.2-6.3 3.2-6.3
9 1.6
3.2
4、表面粗糙度、形状公差与尺寸公差的关系
尺寸公差等级
形状公差t
IT5-IT7
≈0.60IT
IT8-IT9
≈0.40IT
IT10-IT12
≈0.25IT
>IT12
<0.25IT
Ra ≤0.05IT ≤0.025IT ≤0.012IT ≤0.15t
1、表面粗造度与公差等级的对应关系
基本尺寸/mm
公差等级 >6-10
>10-18 >18-30 >30-50 >50-80 >80-120 >120-180 >180-250
表面粗糙度Ra不大于/μm
表面粗糙度的检测及选择
表面粗糙度的选用
二、表面粗糙度参数值的选用
（1）同一零件上，工作表面的粗糙度应比非工作表面要求严格，Rmr(c)值 应大，其余评定参数值应小。
（2）对于摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值应越 小，尤其是对滚动摩擦表面应更小。
印模法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料，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。适用于对 某些既不能使用仪器直接测量，也不便于用样板相对比的表面。如深孔、盲孔、 凹槽、内螺纹等。
表面粗糙度的选用
一、表面粗糙度的选用原则
1. 表面粗糙度高度参数的选择
确定表面粗糙度时，应首先在高度特性方面的参数（Ra、Rz）中选取，只有当 高度参数不能满足表面的功能要求时，才选取附加参数作为附加项目。
在评定参数中，最常用的是Ra，因为它是最完整、最全面地表征了零件表面的 轮廓特征。通常采用电动轮廓仪测量零件表面的Ra，电动轮廓仪的测量范围为 0.02~8μm。
2. 轮廓单元的平均宽度参数Rsm的选用
由于Ra、Rz高度参数为主要评定参数，而轮廓单元的平均宽度参数和形状特 征参数为附加评定参数，所以，零件所有表面都应选择高度参数，只有少数零 件的重要表面，有特殊使用要求时，才附加选择轮廓单元的平均宽度参数等附 加参数。
3. 轮廓的支承长度率Rmr(c)的选用
表面粗糙度的检测
常用的表面粗糙度的检测方法有：光切法、比较法、干涉法、针描法和印模法等。 四、比较法 比较法是将被测零件表面与标有一定评定参数值的表面粗糙度样板直接进行比 较，从而估计出被测表面粗糙度的一种测量方法。
表面粗糙度用
d——加工纹理方向符号
表面粗糙度的代号及其标注位置 e——加工余量(mm) f——粗糙度间距参数值(mm)或轮廓支 承长度率(%)
4.2 表面粗糙度的评定
4.2.1 与评定参数有关的术语及定义
1.取样长度l（sampling length）——指用于判别具有表面 粗糙度特征的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上量取。
规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹 度对表面粗糙度测量结果的影响。 2.评定长度ln（evaluation length）——指评定轮廓所必 须的一段长度，它包括一个或几个取样长度。 ln＝5l
4.3 表面粗糙度的选用
4.3.1 评定参数的选用
1.高度评定参数的选用
高度参数Ra、Rz中任选一个，但在常用值范围内（Ra为 0.025～6.3μm），国标推荐优先选用Ra。 对应力集中而导致疲劳破坏较敏感的表面，可在选取Ra同 时选取Rz参数，达到控制轮廓的最大高度不超过规定的允许值。
2.附加评定参数的选用
4.2.2 评定参数 为了完善地评定零件表面实际轮廓的粗糙程度，需要从 不同方向规定适当的参数。 高度特征参数、间距特征参数、形状特征参数 1.高度特征参数——沿着垂直于评定基准线的方向计量。 （1）轮廓算术平均偏差Ra——在取样长度内，轮廓偏距 绝对值的算术平均值。 l |y（x）| dx Ra＝ 1 ∫ 0 l
取样长度2.5mm
加工方法（铣削）
总加工余量（5mm）
附加标注示例
5-3表面粗糙度的选用
• 2.辅助参数不能单独选用，只能作为高度参数的 附加参数。
–1）在少数有特殊功能要求（如密封性、光泽度、使喷 涂均匀等）的重要零件表面，加选Rsm； –2）对有较高支承刚度和耐磨性要求的表面，可加选 Rmr(c)。
– 例如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、 食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面 要求加工得很光滑即表面粗糙度要求很高，但其尺寸 公差要求却很低。
三种公差值之间的对应关系
• 一般情况下，表面粗糙度轮廓应与尺寸公差、形 状公差的对应关系。
表面粗糙度<形状公差<尺寸公差
具体选用原则（续）
5.3 表面粗糙度轮廓参数的选用
5.3.1 表面粗糙度评定参数的选用
• 表面粗糙度轮廓评定参数的选用原则——
–根据零件的工作条件和使用性能的要求， –在考虑表征零件表面的几何特性和表面功能参数， –同时，应考虑：表面粗糙度检测仪器（或测量方法） 的测量范围；工艺的经济性。
• 1、如无特殊要求，一般仅选用幅度特征参数。 • 1）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。 –测量方便。 • 2）当表面不允许出现较深加工痕迹，以防应力集中，保 证零件的疲劳强度和密封性要求时，则选用Rz。 • GB/T1031－2009推荐：
– 摩擦表面的摩擦速度愈高，所受的单位压力愈大，则应愈高；滚 动磨擦表面比滑动磨擦表面要求粗糙度参数值小。
• 4）承受交变载荷的表面及易引起应力集中部位（如圆角、 沟槽等），表面粗糙度轮廓参数值要小。 • 5）配合零件的表面粗糙度轮廓应与尺寸及形状公差相协 调
表面粗糙度参数的选用
在一个取样长度lr 内，最大轮廓峰高zp 和最பைடு நூலகம்轮廓谷深zv之和的高
度。
用公式表示为 Rz =zp +zv
轮廓的最大高度
项目3 表面粗糙度参数的选用
3）轮廓单元的平均宽度RSm （间距参数） 在一个取样长度lr 内，轮廓单元宽度xs 的平均值。
RSm
1 m
m i 1
Xsi
轮廓单元的宽度
表面粗糙度轮廓单元
项目3 表面粗糙度参数的选用
2.表面粗糙度评定参数
1）评定轮廓的算术平均偏差Ra（幅度参数） 即在一个取样长度lr 内，轮廓上各点至基准线的距离的绝对值
的算术平均值。如图所示。
Ra 1
l
y dx
l0
近似为 Ra 1
n
n i 1
yi
轮廓算术平均偏差
项目3 表面粗糙度参数的选用
算术平均中线 （面积和） i 1 i 1
F1
F2
Fi
F1′
Fi′
F2′
lr
表面粗造度轮的算术平均中线
项目3 表面粗糙度参数的选用
5）轮廓单元：即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。
● 轮廓峰高zp ● 轮廓谷深zv ● 轮廓单元的高度zt ● 轮廓单元的宽度xs
● 高度和间距辨别力：即应计入被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高 度和最小间距。
匀性差，可选ln＞5lr。
取样长度与评定长度
项目3 表面粗糙度参数的选用
lr和ln的数值
Ra /μm
Rz /μm lr /mm ln /mm（ln =5lr ）
≥0.008～0.02 >0.02～0.1
≥0.025～ 0.10
模具零件的表面粗糙度及其选用
4-3模具零件表面粗糙度的测量〖
测量表面粗糙度的方法很多，下面仅介绍几种常用的测量方法。
1.比较法 比较法就是将被测零件表面与表面粗糙度样板通过视觉、触觉或其他方法进 行比较后，对被测表面的粗糙度作出评定的方法，如图4-8a所示。 用比较法评定表面粗糙度虽然不能精确地得出被测表面粗糙度的数值，但由 于器具简单，使用方便且能满足一般生产要求，故常用于生产现场。 2.光切法 光切法就是利用光切原理来测量零件表面的粗糙度，使用的仪器叫双管显微镜， 如图4-8b所示。 光切法一般用于测量表面粗糙度的Rz参数，参数的测量范围依仪器的型号不同 而有所差异。
三、表面粗糙度符号、代号及标注 国标对表面粗糙度符号、代号及标注都做了规定，以下主要对高度参数Ra和Rz的 标注作简要说明。 表面粗糙度的基本符号如图4-7所示，在图样上用细实线画出，符号及其意义见表 4-4。
4-2模具零件表面粗糙度数值的选用〖
表面粗糙度是一项重要的技术经济指标，选取时应在满足零件功能要求的前提下，
得到的实际轮廓图进行分析计算，或直接从仪器的指示仪表中获得参数值。
2)轮廓的算术平均中线。轮廓的算术平均中线是具有几何轮廓形状，在取样长度内
与轮廓走向一致的基准线，该线划分轮廓并使上、下两部分的面积相等。如图4-4所 示
2.表面粗糙度的主要评定参数(GB/T 1031—2009) (1)轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内，轮廓偏距绝对值的算术平均值如图4-5 所示。图中，中线m，轮廓偏距值y1、y2、…、yn,Ra为轮廓算术平均偏差,其数学表 达式
Hale Waihona Puke 为lr。规定取样长度是为了限制和减弱宏观几何形状误差，特别是波度对表面粗糙度 测量结果的影响。为了得到较好的测量结果，取样长度应满足下列要求。 设取样长度上限为lrmax，下限为lrmin，波度的波距为λw，粗糙度的波距为λR，则 取样长度上限与波度的波距的关系应满足
表面粗糙度参数值的选用原则
表面粗糙度参数值的选用原则1. 引言表面粗糙度是指物体表面的凹凸不平程度，对于许多工程应用来说，表面粗糙度是一个重要的质量指标。
通过选择合适的表面粗糙度参数值，可以确保产品的性能、功能和使用寿命。
本文将介绍表面粗糙度参数值的选用原则，包括定义和计算表面粗糙度的方法、常用的表面粗糙度参数以及选用参数值的考虑因素。
2. 表面粗糙度的定义和计算方法表面粗糙度是指物体表面在微观尺寸上存在的凹凸不平程度。
常见的表面粗糙度计算方法包括光学法、机械法和电子扫描法等。
光学法是通过光线反射来测量物体表面的凹凸不平程度，常用的光学仪器有显微镜和投影仪等。
机械法是利用机械探针或测头来测量物体表面的高低起伏，常见的仪器有激光干涉仪和形貌仪等。
电子扫描法是利用电子束或激光束扫描物体表面，通过探测器接收反射或散射的信号来测量表面粗糙度，常见的仪器有原子力显微镜和扫描电子显微镜等。
3. 常用的表面粗糙度参数表面粗糙度参数是用来描述表面粗糙度特征的数值指标。
常用的表面粗糙度参数包括以下几种：3.1 平均粗糙度（Ra）平均粗糙度是指在一定测量长度内，物体表面所有凹凸不平程度的平均值。
Ra是最常用的表面粗糙度参数之一，通常以微米（μm）为单位。
3.2 最大峰高（Ry）最大峰高是指物体表面上最高峰与最低谷之间的距离。
Ry可以用来评估物体表面的极端不平程度，通常以微米（μm）为单位。
3.3 峰谷高差（Rz）峰谷高差是指物体表面上相邻峰和谷之间的距离差异。
Rz可以用来评估物体表面的起伏程度，通常以微米（μm）为单位。
3.4 峰谷平均高差（RzJIS）峰谷平均高差是指在一定测量长度内，物体表面相邻峰和谷之间距离差异的平均值。
RzJIS是日本工业标准（JIS）中定义的表面粗糙度参数，通常以微米（μm）为单位。
3.5 峰值密度（S）峰值密度是指在一定测量长度内，物体表面上峰和谷的数量。
S可以用来评估物体表面的密集程度。
4. 表面粗糙度参数值的选用原则选择合适的表面粗糙度参数值需要考虑多个因素，包括产品功能要求、制造成本、加工工艺和材料特性等。
【机械制图】表面粗糙度及其标注方法
【机械制图】表面粗糙度及其标注方法零件图除了图形、尺寸这外，还必须有制造零件应达到的一些质量要求，一般称为技术要求。
技术要求的内容通常有：表面粗糙度、尺寸公差、形状和位置公差、材料及其热处理、表面处理等。
下面先介绍表面粗糙度及其注法。
一、表面粗糙度的概念无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，如图1所示。
表面上这种微观不平滑情况，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。
表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。
图1 表面粗糙度概念表面粗糙度是评定零件表面质量的一项技术指标，它对零件的配合性质、耐磨性、抗腐象征性、接触刚度、抗疲劳强度、密封性质和外观等都不得有影响。
因此，图样上要根据零件的功能要求，对零件的表面粗糙度做出相应的规定。
评定表面粗糙度的主要参数是轮廓算术平均偏差Ra，它是指在取样长度L范围内，补测轮廓线上各点至基准线的距离yi（如图2）的算术平均值，它是指在取样长度L范围内，被测轮廓线上各点至基准线的距离yi（如图12）的算术平均值，可用下表示：-----------或近似表示为：----------- 轮廓算术平均偏差可用电动轮廓仪测量，运算过程由仪器自动完成。
根据GB/T1031—1995F规定（另外还有GB/T3525——2000以可同时查阅）,Ra数值愈小，零件表面愈趋平整光滑；Ra的数值，零件表面愈粗糙。
图2 轮廓算术平均编差图3 轮廓算术平均编差值二、表面粗糙度的选用表面粗糙度参数值的选用，应该既要满足零件表面的功能要求，又要考虑经济合理性。
具体选用时，可参照已有的类似零件图，用类比法确定。
在满足零件功能要求前提下，应尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低加工成本。
一般地说，零件的工作表面、配合表面、密封表面、运动速度高和单位压力大的摩擦表面等，对表面平整光滑程度要求高，参数值应取小些。
表面粗糙度的选用原则
表面粗糙度的选用
表面粗糙度的选用原则：
（1）在满足零件表面使用功能的前提下，表面粗糙度的要求尽可能低，即尽量选用大的参数值（除Rmr （c）外），以减小加工难度, 降低制造成本。
（2）在同一个零件上，非工作表面比工作表面的表面粗糙度值大。
（3）受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度值要小。
（4）配合性质相同时，尺寸小的零件比尺寸大的表面粗糙度值小；
同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
（5）运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的非摩擦表面的表面粗糙度值小。
（6）一般情况下，尺寸和表面形状要求精确程度高的表面，表面粗糙度值要小。
表面粗糙度参数值的适用表面:
轴和孔的表面粗糙度参数推荐值
各种常用加工方法可能达到的表面粗糙度
注：对于飯金类的冲裁
在普通冲裁中，材料都是从模具刃口处产生裂纹而剪切分离，
制件尺寸精度低（VIT11）,断面粗糙（Ra二〜uni）,不平直，断面有一定斜度，往往不能满足零件较高的技术要求，有时还需再进行多道后续的机械加工。
精密冲裁是使材料呈纯剪切的形式进行冲裁，是通过改进模具来提高精度和改善断面质量的，制件尺寸精度可达到IT6〜IT9,断面粗糙度Ra 二〜urn,断面垂直度可达89° 30z或更佳。
表面粗糙度的选用
第3章表面粗糙度3.1 表面粗糙度标注识读概念轮廓算术平均偏差Ra表面粗糙度轮廓最大高度Rz。
评定参数轮廓单元的平均宽度RS m轮廓支承长度率R mr(C)任务6 识读齿轮表面粗糙度标注表面粗糙度是一种微观几何形状误差，是零件的几何参数的精度指标之一。
以如图3-1所示的零件图为例，识读表面粗糙度的标注。
图3-1 表面粗糙度标注实例3.1.1 表面粗糙度概念任何零件的表面都不是绝对的光滑的，零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微观高低不平的痕迹，表面粗糙度是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面误差通常按(波距)的大小划分为三类误差：表面粗糙度、表面波度和表面上宏观形状误差。
波距小于1mm的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)，波距在l～10 mm的属于表面波度(中间几何形状误差)，波距大于10 mm的属于形状误差(宏观几何形状误差)，如图3-2所示。
图3-2 零件表面的几何形状误差3.1.2 表面粗糙度对零件的影响表面粗糙度的大小对零件的实用性能和使用寿命有很大的影响：1.对摩擦和磨损的影响表面越粗糙，摩擦系数就越大，两相对运动的表面磨损也越快，表面过于光滑，由于润滑油被挤出和分子见的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加剧磨损。
2.对配合性能的影响对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。
3.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，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。
4.对疲劳强度的影响零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感。
使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。
5.对接触刚度的影响接触刚度影响零件的工作精度和抗振性。
这是由于表面粗糙度使表面间只有一部分面积接触。
一般情况下，实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。
因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。
粗糙度Microsoft Word 文档
表面粗糙度的选用一、表面粗糙度参数值的选用原则正确合理的选用粗糙度参数，首先应从零件的功能需要和工作条件出发，同时还要考虑工艺的可能性、经济性以及测量仪器等方面的条件。
总的原则是：在满足零件使用功能和寿命的前提下，尽可能选用要求较低的表面粗糙度。
1.在满足零件功能要求的条件下，选用要求较低的表面粗糙度。
2.同一零件，工作表面比非工作表面的粗糙度要求高；尺寸公差小的部位比尺寸公差大的部位要求高。
3.摩擦表面比非摩擦表面要求高；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面要求高；相对运动速度高的比相对运动速度低的要求要高；单位压力大的摩擦表面比单位压力小的要求高。
4.承受交变载荷或冲击载荷的表面比同样情况下只受一般载荷的要求高；在受交变载荷的零件容易引起应力集中的沟槽、圆角处比其他一般表面的粗糙度要求高。
5.间隙配合表面比过盈配合中表面的粗糙度要求低；配合性质的一致性要求高的及间隙配合较小的配合或过盈配合中要求联接强度高的配合表面粗糙度要求高。
6.配合性质相同或同一公差等级，尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度要求高；相互配合的轴比孔的表面粗糙度要求高。
7.对特殊用途的零件，如食品、卫生设备等机械设备上的手柄和门把手，要求防腐或外美观以及防止伤手等，其表面粗糙度一般要求均高，且与其尺寸公差的大小无关。
二、表面粗糙度的选用举例（Ra um)1.毛坯经粗加工后的表面(粗车、切断、粗刨、钻及镗）焊接前焊缝表面粗糙度范围>20～802.支架、箱体、粗糙的手柄、离合器等不与其他零件接触的表面：轴的端面、倒角、不重要的安装支承表面，穿螺钉、铆钉的孔的表面等粗糙度范围>10～203.不重要零件的非配合表面：如支柱、轴、支架、外壳、衬套、端盖等的端面。
紧固件的自由表面，螺栓、螺钉、双头螺柱和螺母的表面。
不要求定心及配合特性的表面：螺栓孔、螺钉孔和铆钉孔等表面，飞轮、皮带轮、联轴节、凸轮、偏心轴的侧面，平键及键槽上下面楔键侧面，花键非定心表面，齿顶圆表面。
表面粗糙度选用举例
表面粗糙度选用原则和应用举例
一．表面粗糙度选用原则：
在设计零件时，表面粗糙度数值的选择，是根据零件在机器中的作用决定的。
总的原则是：在保证满足技术要求的前提下，选用较大的表面粗糙度数值。
具体选择时，可以参考下述原则：
(1).工作表面比非工作表面的粗糙度数值小。
(2).摩擦表面比不摩擦表面的粗糙度数值小。
摩擦表面的摩擦速度愈高，所受的单位压力愈大，
则应愈高；滚动磨擦表面比滑动磨擦表面要求粗糙度数值小。
(3).对间隙配合，配合间隙愈小，粗糙度数值应愈小；对过盈配合，为保证连接强度的牢固可靠，
载荷愈大，要求粗糙度数值愈小。
一般情况间隙配合比过盈配合粗糙度数值要小。
(4).配合表面的粗糙度应与其尺寸精度要求相当。
配合性质相同时，零件尺寸愈小，则应粗糙度
数值愈小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸要粗糙度数值小，轴比孔要粗糙度数值小（特别是IT8～IT5的精度）。
(5).受周期性载荷的表面及可能会发生应力集中的内圆角、凹槽处粗糙
度数值应较小。
表面粗糙度(1)
表面粗糙度（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 高度参数。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＞6.3μm）或过于光滑 （ Ra＜ 0.025 μm ）时，可选用Rz，因为此范 围便于选择用于测量Rz的仪器测量。
(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。
(3)形状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于 1000的不平程度属于形状误差。
表面粗糙度的评定参数（一）
国家标准GB3505-83和GB/T1031-95中规定了6个评定 参数，其中有关高度特性的参数3个，间距特性的参数 有2个，形状特性参数有1个，其中高度参数是主要的。
（1）轮廓算术平均偏差Ｒa
在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝 对值的平均值，即
1l
Ra l 0 y(x)dx
参数值的选用方法
可用类比法来确定。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
5-2粗糙度
键联接表面
键 3.2 6.3～12.5 1.6～3.2 6.3～12.5 毂键槽 1.6～3.2 6.3～12.5 1.6～3.2 6.3～12.5
渐开线花键联接
固定联接 动联接 孔槽 轴齿 孔定心面 轴定心面 孔其它面 轴其它面 1.6～3.2 1.6～3.2 0.8～1.6 0.4～0.8 3.2～6.3 1.6～6.3 3.2 0.8～1.6 0.4～0.8 0.8～1.6 0.4～0.8 1.6～6.3
25
3.2～12.5 25 3.2～12.5 12.5～25 50～100 12.5～25 100或更大 0.2～0.4抛光 0.8～1.6 1.6～3.2
0.2
0.1 0.05 0.025
0.8 暗光泽面
0.4 亮光泽面
超级加工
超级加工
0.2 镜状光泽面 超级加工 0.1 雾状镜面 超级加工 超级加工
0.012 0.05 镜面
5.5.5 参数值选用
7、常用加工方法的Ra值：
0.0120.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 加工方法 砂模、壳型铸造 金属模铸造 离心铸造 精密铸造 压力铸造 热轧 模锻 冷轧 挤压 冷拉 锉 铲刮
间距参数RSm值： 0.006
0.0125 0.025 0.05 0.1 0.2 25% 30% 0.4 0.8 1.6 50% 60% 3.2 6.3 12.5 80% 90%
形状特性参数Rmr(C)值：
10% 15%
20%
40%
70%
轮廓水平截距C值可用μm或Rz的百分数表示。
5.5.3 参数值系列
定心精度高的配合表面
径向跳动公差 轴 孔 2.5 0.05 0.1 4 0.1 0.2 6 0.1 0.2 10 0.2 0.4 16 0.4 0.8 20 0.8 1.6
表面粗糙度选用表
Ra值不大於/μm
相當表面光潔度
表面狀況
加工方法
應用舉例
100
▽1
明顯可見的刀痕
粗車、鏜、刨、鑽
粗加工的表面，如粗車、粗刨、切斷等表面，用粗銼刀和粗砂輪等加工的表面，一般很少採用。
25、50
▽2
▽3
粗加工後的表面，焊接前的焊縫、粗鑽孔壁等
12.5
▽4
▽3
可見刀痕
粗車、鏜、刨、鑽
一般非結合表面，如軸的端面、倒角、齒輪及帶輪的側面、鍵槽的非工作面，減重孔眼表面等。
0.4
▽9
▽8
微辨加工痕跡的方向
鉸、鏜、拉、磨、立銑、刮3~10/cm2、滾壓
要求長期保持配合性質穩定的配合表面，IT7級的軸、孔配合表面，精度較高的輪齒表面，受變應力作用的重要零件，與直徑小於80mm的E、D級軸承配合的軸頸表面，與橡膠密封件接觸的軸表面，尺寸大於1200mm的IT13~IT16級孔和軸用量規的測量表面。
0.2
▽10
▽9
不可辨加工痕跡的方向
工作時受變應力作用的重要零件的表面。保證零件的疲勞強度、防腐性和耐久性，並在工作時不破壞配合性質的表面，如軸頸表面、要求氣密度的表面和支承表面、圓錐與定心表面等。IT5、IT6級配合表面、高精度齒輪的齒面。與C級滾動軸承配合的軸頸表面，尺寸大於315mm的IT7~IT9級孔和軸用量規及尺寸大於120~315mm的IT10~IT12級孔和軸用量規的測量表面等。
0.025
▽13
▽12
鏡狀光澤面
高壓柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面，中等精度儀器零件配合表面，尺寸大於120mm的IT6級孔用量規、小於120mm的IT7~IT9級軸用良規測量表面。
机械加工表面粗糙度选用表
1
100
4
12.5
加工方法：车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮 1～2 点/cm^2 铣 齿 应用举例：安装直径超过 80mm 的 G 级轴承的外壳孔，普通精度齿轮 的齿面，定位销孔，V 型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖 的定中心凸肩表面 表面状况：可辨加工痕迹的方向 加工方法：车、镗、拉、磨、立铣、刮 3～10 点/cm^2、滚压 8 0.8 应用举例：要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面， 与 G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径，直径 超过 80mm 的 E、D 级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定 心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合 IT7 级的孔（H7），间隙 配合 IT8～IT9 级的孔（H8，H9），磨削的齿轮表面等 表面状况：微辨加工痕迹的方向 加工方法：铰、磨、镗、拉、刮 3～10 点/cm^2、滚压 9 0.4 应用举例：要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7 级的轴、孔配 合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直径小于 80mm 的 E、 D 级轴承配合的轴径表面、 与橡胶密封件接触的轴的表面， 尺寸大于 120mm 的 IT13～IT16 级孔和轴用量规的测量表面 表面状况：不可辨加工痕迹的方向 加工方法：布轮磨、磨、研磨、超级加工 应用举例： 工作时受变应力作用的重要零件的表面。 保证零件的疲劳强 10 0.2 度、 防腐性和耐久性， 并在工作时不破坏配合性质的表面， 如轴径表面、 要求气密的表面和支承表面，圆锥定心表面等。IT5、IT6 级配合表面、 高精度齿轮的表面， 与 G 级滚动轴承配合的轴径表面， 尺寸大于 315mm 的 IT7～IT9 级级孔和轴用量规级尺寸大于 120～315mm 的 IT10～IT12 级孔和轴用量规的测量表面等 表面状况：暗光泽面 加工方法：超级加工 11 0.1 应用举例： 工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。 保证精确定 心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面，活塞销的外表 面，仪器导轨面，阀的工作面。尺寸小于 120mm 的 IT10～IT12 级孔和 轴用量规测量面等
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第3章表面粗糙度3.1 表面粗糙度标注识读概念轮廓算术平均偏差Ra表面粗糙度轮廓最大高度Rz。
评定参数轮廓单元的平均宽度RS m轮廓支承长度率R mr(C)任务6 识读齿轮表面粗糙度标注表面粗糙度是一种微观几何形状误差，是零件的几何参数的精度指标之一。
以如图3-1所示的零件图为例，识读表面粗糙度的标注。
图3-1 表面粗糙度标注实例3.1.1 表面粗糙度概念任何零件的表面都不是绝对的光滑的，零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微观高低不平的痕迹，表面粗糙度是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面误差通常按(波距)的大小划分为三类误差：表面粗糙度、表面波度和表面上宏观形状误差。
波距小于1mm的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)，波距在l～10 mm的属于表面波度(中间几何形状误差)，波距大于10 mm的属于形状误差(宏观几何形状误差)，如图3-2所示。
图3-2 零件表面的几何形状误差3.1.2 表面粗糙度对零件的影响表面粗糙度的大小对零件的实用性能和使用寿命有很大的影响：1.对摩擦和磨损的影响表面越粗糙，摩擦系数就越大，两相对运动的表面磨损也越快，表面过于光滑，由于润滑油被挤出和分子见的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加剧磨损。
2.对配合性能的影响对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。
3.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，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。
4.对疲劳强度的影响零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感。
使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。
5.对接触刚度的影响接触刚度影响零件的工作精度和抗振性。
这是由于表面粗糙度使表面间只有一部分面积接触。
一般情况下，实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。
因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。
6.对结合面密封性的影响粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。
因此，降低表面粗糙度，可提高其密封性。
7.对零件其他性能的影响表面粗糙度对零件其他性能，如对测量精度、流体流动的阻力及零件外形的美观等都有很大的影响。
3.1.3 表面粗糙度基本术语1.取样长度r l ——评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。
应与表面粗糙度的大小相适应。
规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。
2.评定长度n l ——为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。
评定长度可包括一个或多个取样长度。
表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。
评定长度一般按5个取样长度来确定。
3.评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的一段参考线。
有以下两种：轮廓的最小二乘中线——在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小. 轮廓算术平均中线——在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。
3.1.4 表面粗糙度评定参数表面结构参数有三种：基于轮廓法定义的参数叫轮廓参数(GB/T 3505—2000)，包括R 轮廓参数(粗糙度参数)、W 轮廓参数(波纹度参数)和P 轮廓参数(原始轮廓参数)；基于图形法定义的参数叫图形参数(GB/T 18618—2002)；基于支承率曲线的参数叫支承率曲线参数。
表面粗糙度常用的参数有： 1. 轮廓算术平均偏差 Ra如图3-3所示，在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值，用公式表示为：⎰=rl ra dx x Z l R 0|)(|1图3-3轮廓算术平均偏差 RaRa 值越大，表面越粗糙。
能客观、全面的反映表面微观几何形状特征。
2. 轮廓最大高度Rz 。
如图3-4所示，在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp 和最大轮廓谷深Zv 之和为轮廓最大高度。
图3-4 轮廓最大高度RzRz 值越大，表面越粗糙。
但它不如Ra 对表面粗糙程度反映的客观全面。
3. 轮廓单元的平均宽度RS m在取样长度内轮廓峰与轮廓谷的组合称为轮廓单元。
在一个取样长度内，轮廓单元宽度的平均值，称为轮廓单元的平均宽度，如图3-5所示。
图3-5轮廓单元的宽度RS m 是评定轮廓的间距参数，它的大小反映了轮廓表面峰谷的疏密程度，RS m 越大，峰谷越稀，密闭性越差，如图3-6所示。
图3-6 RS m 与密闭性的关系4.轮廓支承长度率R mr (C)在给定水平位置C 上的轮廓实体材料长度)(C Ml 与评定长度的比率。
如图3-7所示。
图3-7 轮廓支承长度率R mr(C)的值是对应于不同的C值给出的，R mr(C)的大小反映了轮廓表面峰谷的形状。
R mr(C)值越大，表示表面实体材料越长，接触刚度和耐磨性越好，如图3-8所示。
图3-8 R mr(C)与接触刚度的关系3.1.5 表面粗糙度符号及代号表面粗糙度的评定参数及其数值确定后，须在零件图上正确地标出(图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面完工后的要求)。
1.表面粗糙度的符号在国标GB/T 131—2006中规定了表面结构的图形符号，见表3-1。
表3-1表面粗糙度的符号符号说明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（例如表面处理，局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注。
表示表面是用去除材料的方法获得。
例如车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。
表示表面是用不去除材料的方法获得。
例如铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。
或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）在上述三个符号的长边上均加一横线，用于标注有关参数和说明在上述三个符号上均加一小圆，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求2.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3-9所示。
图3-9 表面粗糙度代号注法位置a 、b ：注写两个或多个表面结构要求。
在位置a 注写第一个表面结构要求，在位置b 注写第二个表面结构要求。
如果要注写第三个或更多的表面结构要求，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空间。
扩大图形符号时，a 和b 的位置随之上移。
位置c ：注写加工方法。
注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等，如车、磨、镀等加工表面。
位置d ：注写表面纹理及其方向。
置e ：注写加工余量。
注写所要求的加工余量，以毫米为单位给出数值。
3.2 表面粗糙度的选用任务7 设计顶尖套筒表面粗糙度正确地选择零件表面的粗糙度参数及其数值，对改善机器和仪表的工作性能及提高使用寿命有着重要的意义。
图1-2所示顶尖套筒， 560h φ外圆柱面表面粗糙度选用参数Ra ，参数值为0.8m μ；装表面粗糙度的选用评定参数的选用参数值的选用(表3-2～表3-7)零件使用功能要求检测的方便性仪器设备条件顶尖的4号莫氏锥孔表面粗糙度选用Ra ，参数值为0.8m μ；安装螺母的732H φ孔的表面粗糙度值选用Ra ，参数值为1.6m μ。
要求说明该零件表面粗糙度选用的合理性。
3.2.1选用评定参数评定参数的选择首先考虑零件的使用功能要求，同时要考虑检测的方便性及仪器设备条件等因素。
一般情况下，选用参数Ra （或Rz ）控制表面粗糙度即可满足要求。
Ra 参数最常用，它能比较全面、客观地反映零件表面微观几何特征，通常在常用数值（Ra =0.025～6.3m μ）内，优先使用Ra 。
当表面不允许出现较深加工痕迹，防止出现应力集中，或表面段长度很小，不宜采用Ra 时，可选用Rz ，但不如Ra 全面，可与Ra 联合使用。
对于有特殊要求的零件表面，如要使喷涂均匀、涂层有极好的附着性和光泽、或要求有良好的密封性，就要控制RS m ；对于要求有较高支承刚度和耐磨性的表面，应规定R mr (C)参数。
3.2.2 选用评定参数值表面粗糙度评定参数选定后，应规定其允许值。
一般说来，表面粗糙度参数值愈小，零件的工作性能愈好。
表面粗糙度参数值选用得适当与否，不仅影响零件的使用性能，还关系到制造成本。
表面粗糙度的参数值已经标准化，设计时应按国家标准规定的参数系列选取。
一般只规定上限值，必要时还要给出下限值。
根据类比法初步确定表面粗糙度后，再对比工作条件作适当调整，调整时应遵循下述一些原则。
1.在满足功能要求的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值，以降低加工成本。
2.在同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应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。
4.运动速度高、单位面积压力大的表面，受交变应力作用的重要零件上的圆角、沟槽的表面粗糙度参数值都应小些。
5. 配合零件的表面粗糙度应与尺寸及形状公差相协调，一般尺寸与形状公差要求越严，粗糙度值也就越小。
6.配合精度要求高的配合表面(如小间隙配合的配合表面)，受重荷载作用的过盈配合表面的粗糙度参数值也应小些。
7.同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸、轴比孔的粗糙度参数值要小。
8.凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的，如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的表面等，则应按相应的标准确定表面粗糙度参数值。
表3-2和表3-3分别列出了表面粗糙度的表面特征、经济加工方法、应用举例以及轴和孔的表面粗糙度参数推荐值，表3-4、表3-5、表3-6及表3-7列出了表面粗糙度评定参数的允许值，供选用时参考。
表3-2 表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例表3-3 轴和孔的表面粗糙度参数推荐值表3-4 Ra的数值（μm）表3-5 Rz 的数值 （μm ）表3-6 RSm 的数值 （mm ）表3-7 Rmr (C) 的数值 （%）任务7小结图1-2所示顶尖套筒， 560h φ外圆柱面及装顶尖的4号莫氏锥孔有很高的表面质量要求，但无其他特殊要求，故表面粗糙度选用参数Ra ，查表得参数值为0.8m μ；732H φ孔是螺母的定位孔，其表面粗糙度参数也可选用Ra ，但配合要求次于其他两个表面，参数值选用1.6m μ，表面粗糙度选用是合理的。
实训8 安全阀表面粗糙度设计根据安全阀工作原理及阀门、阀盖的使用功能要求，说明图1-19所示阀门和图1-20所示的阀盖各表面粗糙度选用的合理性。
知识梳理与总结1.表面粗糙度是一种波距小于1mm 的微观几何形状误差，它对零件的工作性能产生影响。
2．表面粗糙度评定参数包括轮廓算术平均偏差 Ra 、轮廓最大高度Rz 、轮廓单元的平均宽度RSm 和轮廓支承长度率Rmr(C)。
3. 表面粗糙度轮廓的技术要求通常只给出轮廓算术平均偏差 Ra 及轮廓最大高度Rz 值，必要时可规定轮廓的其他评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或（和）加工余量等附加要求。