第五章表面粗糙度
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机械精度设计第五章：表面粗糙度
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
取样长度和评定长度
6．评定长度ln（evaluation length） 用于判别评定轮廓的x轴方向上的长度。 评定长度应包括一个或几个取样长度 。
一般取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较 均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
为充分合理地反映整个表面的粗糙度特性，必须 在多个取样长度上分别进行测量，并取各测得值的 算术平均值。
取样长度和评定长度数值
Ra(µ m) Rz (µ m) lr(mm) ln (mm)
≥0.008~0.02 >0.02~0.10 >0.10~2.0 >2.0~10.0 >10.0~80
≥0.025~0.10 >0.10~0.50 >0.50~10.0 >10.0~50.0 >50.0~320
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
（1）入s滤波器
确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相 交界限的滤波器。
（2）入c滤波器
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3）入f滤波器
确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相 交界限的滤波器。 把轮廓分成长波和短波的滤波器。因为原始轮廓有粗糙 度轮廓、波纹度轮廓和波长更长的表面形状误差轮廓
GB/T 3505-2009规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义。
部分术语
轮 廓 滤 波 器
坐 标 系
表 面 轮 廓
原 始 轮 廓
粗 糙 度 轮 廓
取 样 长 度
评 定 长 度
中 线
lr
lr
lr ln
lr
lr
取样长度和评定长度
6．评定长度ln（evaluation length） 用于判别评定轮廓的x轴方向上的长度。 评定长度应包括一个或几个取样长度 。
一般取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较 均匀，可选ln＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。
为充分合理地反映整个表面的粗糙度特性，必须 在多个取样长度上分别进行测量，并取各测得值的 算术平均值。
取样长度和评定长度数值
Ra(µ m) Rz (µ m) lr(mm) ln (mm)
≥0.008~0.02 >0.02~0.10 >0.10~2.0 >2.0~10.0 >10.0~80
≥0.025~0.10 >0.10~0.50 >0.50~10.0 >10.0~50.0 >50.0~320
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
（1）入s滤波器
确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相 交界限的滤波器。
（2）入c滤波器
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
（3）入f滤波器
确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相 交界限的滤波器。 把轮廓分成长波和短波的滤波器。因为原始轮廓有粗糙 度轮廓、波纹度轮廓和波长更长的表面形状误差轮廓
GB/T 3505-2009规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义。
部分术语
轮 廓 滤 波 器
坐 标 系
表 面 轮 廓
原 始 轮 廓
粗 糙 度 轮 廓
取 样 长 度
评 定 长 度
中 线
第五章表面粗糙度
5.2 表面结构的评定标准
1.取样长度( lr ) 取样长度是在X轴方向判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度。（如图5-3 ）国家
标准规定的取样长度lr见表5-1。
2、评定长度（ln） 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度。它可以包括一个或几个取样长度（如图5-3）
5.2 表面粗糙度的评定 在测量和评定表面粗糙度时，首先要确定评定对象：实际轮廓 实际轮廓是指平面与实际表面相交得的轮廓线，分为横向与纵向实际轮廓。
1）轮廓微观不平度的平均间距(Sm) 在取样长度内，轮廓微观不平度的间距Smi的平均值。如图
5.2.2 评定参数与数值规定
2)轮廓单峰平均间距S 在取样长度内，轮廓的单峰间距Si的平均值，如图
5.2 表面粗糙度的评定 形状特性参数 3）轮廓支撑长度率tp 一条平行于中线与轮廓相截所得到的各段截线长bi之和与取样长度的比值，称之为轮廓支撑长度tp 用公式表示为
磨、镀等加工方法； （4）位置d标注表面纹理方向，如 “=”、“X”、“M”，见表5-6； （5）位置e标注加工余量，标注时，
以“mm”为单位给出数值。
图5-13～图5-16为表面结构完整图形符号的标注示例。
5.
3.
2
表
面
粗
糙
度
的
标
注
图5-13 加工工艺和表面结构要求的标注
图5-15垂直于视图所在投影 面的表面纹理方向的注法
若需标注 加工余量 ，可在规 定之处加 注余量值。
2.表面粗糙度代号及其标注
当需要表示的加工表面对表面特征的其他规定有要求时，应在表面粗糙度符号的相应位置，注上若干必要项目 的表面特征。
3.表面粗糙度在图样上的标注 5.3.2 表面粗糙度的标注
第5章 表面粗糙度
5
2. 微观不平度十点平均高度Rz（新标准没有）
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，即 5 1 5 Rz y pi yvi 5 i 1 i 1
Rz只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平 钝的几何特性，同时若取点不同，则所得Rz值不同，因 此受测量者的主观影响较大。
光波干涉原理
被测表面直接参与光路，并同另一标准反射镜比较，以 光波波长来度量干涉条纹的弯曲程度，从而测得该表面的粗 糙度。干涉法通常用于测定0.8～0.025m的Rz值。
干涉显微镜
1为白炽灯光源，它发出的光通过聚光 镜2，4，8(3是滤色片)，经分光镜9分 成两束，一束经补偿板lO，物镜11至被 测表面18，再经原路返回至分光镜9， 反射至目镜19；另一光束由分光镜9反 射后通过物镜12射至参考镜13(20是遮 光板)，再由原路返回到分光镜9再到达 目镜19。两路光束相遇叠加产生于涉， 通过目镜19可以看到在被测表面上的干 涉条纹。通过测出的干涉条纹的宽度和 弯曲量经数据处理得到粗糙度的值。
双管显微镜
从目镜1l可观察到如图所示的视场图。转动测微 目镜鼓轮13，可使视场中的黑十字线依次对准被测工 件表面峰、谷影像，自鼓轮13上相应地进行两次读数， 其两次读数之差再乘鼓轮每格的分度值c则得一组峰、 谷高度差。按前述标准规定进行测量和数据处理即可 确定粗糙度的数值Rz。
三、干涉法
利用“光波干涉原理”来测量表面粗糙度
p
10
评定参数的选用
表面粗糙度国标(GB/T 1031-1995)规定：表面粗糙度的要 求可从上面6个参数中选取。其中高度参数是基本参数，对 表面粗糙度有要求的表面均需选取。当高度参数还不能满足表 面的功能要求时，根据需要可再选取间距参数或综合参数。 在高度参数的选取中优先选用参数Ra，当粗糙度要求 特别高或特别低时，生产中常选用参数RZ。当表面比较小， 不足一个取样长度时，常选取参数Ry，对于应力集中而导致疲 劳破坏比较敏感的表面，在选取参数Ra或RZ时可同时选取Ry 以控制波谷深度。但Ra和RZ在一个表面上不能同时选取。 表面粗糙度评定参数Sm，S和tp不能单独使用，只有当规 定高度参数还不能控制表面功能要求时，才能选取用以作为补 充控制，当选取参数tp时，还应同时给出水平截距c的数值。c 的数值可用微米给出，也可按Ry的百分数给出。
2. 微观不平度十点平均高度Rz（新标准没有）
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，即 5 1 5 Rz y pi yvi 5 i 1 i 1
Rz只能反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平 钝的几何特性，同时若取点不同，则所得Rz值不同，因 此受测量者的主观影响较大。
光波干涉原理
被测表面直接参与光路，并同另一标准反射镜比较，以 光波波长来度量干涉条纹的弯曲程度，从而测得该表面的粗 糙度。干涉法通常用于测定0.8～0.025m的Rz值。
干涉显微镜
1为白炽灯光源，它发出的光通过聚光 镜2，4，8(3是滤色片)，经分光镜9分 成两束，一束经补偿板lO，物镜11至被 测表面18，再经原路返回至分光镜9， 反射至目镜19；另一光束由分光镜9反 射后通过物镜12射至参考镜13(20是遮 光板)，再由原路返回到分光镜9再到达 目镜19。两路光束相遇叠加产生于涉， 通过目镜19可以看到在被测表面上的干 涉条纹。通过测出的干涉条纹的宽度和 弯曲量经数据处理得到粗糙度的值。
双管显微镜
从目镜1l可观察到如图所示的视场图。转动测微 目镜鼓轮13，可使视场中的黑十字线依次对准被测工 件表面峰、谷影像，自鼓轮13上相应地进行两次读数， 其两次读数之差再乘鼓轮每格的分度值c则得一组峰、 谷高度差。按前述标准规定进行测量和数据处理即可 确定粗糙度的数值Rz。
三、干涉法
利用“光波干涉原理”来测量表面粗糙度
p
10
评定参数的选用
表面粗糙度国标(GB/T 1031-1995)规定：表面粗糙度的要 求可从上面6个参数中选取。其中高度参数是基本参数，对 表面粗糙度有要求的表面均需选取。当高度参数还不能满足表 面的功能要求时，根据需要可再选取间距参数或综合参数。 在高度参数的选取中优先选用参数Ra，当粗糙度要求 特别高或特别低时，生产中常选用参数RZ。当表面比较小， 不足一个取样长度时，常选取参数Ry，对于应力集中而导致疲 劳破坏比较敏感的表面，在选取参数Ra或RZ时可同时选取Ry 以控制波谷深度。但Ra和RZ在一个表面上不能同时选取。 表面粗糙度评定参数Sm，S和tp不能单独使用，只有当规 定高度参数还不能控制表面功能要求时，才能选取用以作为补 充控制，当选取参数tp时，还应同时给出水平截距c的数值。c 的数值可用微米给出，也可按Ry的百分数给出。
第五章_表面粗糙度轮廓及检测
对加工后表面测得的Ra值越大，则表面越粗糙。
Ra参数值
Ra为常用参数，取值有两个系列， Ⅰ系列为优先系列
Ⅰ系列： 100，50，25，12.5，6.3，3.2，1.6，0.8，0.4，0.2，0.1， 0.05，0.025，0.012。
Ⅱ系列： 80，63，40，32，20，16，10，8，5，4，2.5，2.0，1.25，1， 0.63，0.5，0.32，0.25，0.16，0.125，0.08，0.063，0.04， 0.032，0.02，0.016，0.01，0.008。
定长度为连续的5个取样长度（即 ln 5 lr ）。评定长度的标准化值见
表5-5。
3、长波和短波轮廓滤波器的截止波长
为了评价表面轮廓上各种几何形状误差中的某一几何形状误差，可以利用 轮廓滤波器来呈现这一几何形状误差，过滤掉其他的几何形状误差。
轮廓滤波器是指能将表面轮廓分离成长波成分和短波成分的滤波器，它们 所能抑制的波长称为截止波长。从短波截止波长至长波截止波长这两个极 限值之间的波长范围称为传输带。
图5-2 完工零件实际表面轮廓的形状和组成成分
粗糙度、波纹度、宏观形状通常按表面轮廓上相邻峰、谷间距 的大小来划分：
●粗糙度轮廓——相邻峰、谷间距小于1mm的表面轮廓。 ●波纹度轮廓——相邻峰、谷间距在1~10mm的表面轮廓。 ●宏观形状轮廓——相邻峰、谷间距大于10mm的表面轮廓。 在忽略由于粗糙度和波纹度引起的变化的条件下，表面总体形状 为宏观形状，其误差称为宏观形状误差或GB/T 1182-2008称谓的 形状误差。
2．轮廓的算术平均中线
在一个取样长度 lr 范围内，算术平均中线与轮廓走向一致，
这条中线将轮廓划分为上、下两部分，使上部分的各个峰面
第五章表面粗糙度
2．表面结构的简化注法 （1）有相同表面结构要求的简化注法 如果工件的多数（包括全部）表面具有相同的表面结构 要求，则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。 此时，表面结构要求的符号后面应有： ① 在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号，如图515（a）所示； ② 在圆括号内给出不同的表面结构要求，如图5-15（b） 所示。
表面波度误差 表面粗糙度
波距在1～10 mm之间 波距小于1 mm
图5-1 某零件的三种误差
5.1 概述
表面粗糙度越小，表面 越光滑。
实际表面轮廓
粗糙度轮廓
λ 波纹度轮廓
宏观形状轮廓
下列论述正确的有(
)。
A．表面粗糙度属于表面微观性质的形状误差。
B．表面粗糙度属于表面宏观性质的形状误差。
C．表面粗糙度属于表面波纹度误差。 D．经过磨削加工所得表面比车削加工所得表 面的表面粗糙度值大。 E．介于表面宏观形状误差与微观形状误差之
课堂练习题
判断下列各对配合使用性能相同时，哪一个表面粗糙度的要求高？说明理由。 1） φ 50H7/f6与φ 50H7/h6。 2） φ 20h7与φ 80h7。 3） φ 20H7/e6与φ 20H7/r6。 4） φ 30g6与φ 30G6。
解：1）φ 50H7/ h6要求高些，因为它是小间隙配合，对表面粗糙度比大间隙配合 的φ 50H7/f6更敏感。 2）φ 20h7要求高些，因为φ 80h7尺寸较大，加工更困难，因此应放松要求。 3）φ 20H7/r6要求高些，因为是过盈配合，为了连接可靠、安全、应减小粗糙度， 以避免装配时将微观不平的峰、谷挤平面减小实际过盈量。 4）φ 30g6要求高些，因为精度相同时，孔比轴难加工。
是指在一个取样长度内，纵坐标Z（x）绝对值的算术 平均值，其表达式为： lr 或近似为：
第五章 粗糙度的检测
比较法
比较法就是将零件表面与表面粗糙度样板，通过视 比较法就是将零件表面与表面粗糙度样板， 触觉或其他方法进行比较后， 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。 糙度作出评定的方法。
光切法
利用光切原理，用双管显微镜测量。 利用光切原理，用双管显微镜测量。 常 用于测量R 用于测量 z为0.5～60µm。 ～ 。 见图5-9（ ） 见图 （b）
公差配合与技术测量
公差配合与技术测量 第五章 表面粗糙度及检测
第五章 表面粗糙度及测量
1. 表面粗糙度的国家标准 2. 零件表面粗糙度参数值的选择 3. 表面粗糙度的测量
5.1 概述
一、表面粗糙度
零件表面的形貌可分为三种情况： 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 表面粗糙度： 表面粗糙度 零件表面所具有的微小峰谷的不平程度， 。 观几何形状误差。 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 表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于 ～ 的不平程度称为波纹度。 表面波纹度 的不平程度称为波纹度 零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承） 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 度还没有制定国家标准。 国际标准化组织第 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 的不平程度属于形状误差。 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。 的不平程度属于形状误差
第五章表面粗糙度
4) 配合性质要求越稳定，小间隙配合和受 重载的过盈配合，配合表面的数值小； 5) 防腐性、密封性要求高、外表美观的表 面，粗糙度值应小。 6) 表面粗糙度数值与形位公差的协调关系 7）已有专门标准对表面粗糙度作出要求的， 按标准确定（齿轮齿面）
轴和孔的表面粗糙度参数推荐值
表面粗糙度的符号
表面粗糙度参数及其数值的选择
高度参数的选用
• 一般情况下可从Ra和Rz中任选一个 • 在常用值范围内（Ra为0.025～6.3μm）， 优先选用Ra • 粗糙度要求特别高或低时，选用Rz，用于 测量部位小或有疲劳强度要求的零件表面 的评定
表面粗糙度参数及其数值的选择
少数零件的重要表面，有特殊要求时才附 加选用 间距参数的选用 Sm主要在对涂漆性能，冲压成形时抗裂纹、 抗振、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等 有要求时选用 形状参数的选用 主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合 附加选用
第五章 表面粗糙度及检测
第5章 表面特征的控制与评定
第五章 表面粗糙度及检测
1. 表面粗糙度的国家标准 2. 零件表面粗糙度参数值的选择 3. 表面粗糙度的测量
一、表面粗糙度的概念
1、表面粗糙度：指机械加工（或铸造、锻 打）的零件表面上，总会存在着具有的较 小间距和峰谷的微观几何形状误差。也称 为微观不平度。 2、表面粗糙度与形状误差和表面波度的区 别： 1）波距小于1mm的属于表面粗糙度 2）波距在1～10mm的属于表面波度 3）波距大于10mm的属于形状误差
二、表面粗糙度的代号
表面粗糙度基本参数的标注
表面粗糙度附加参数的标注
加工纹理方向的符号
表面粗糙度图样上的标注方法
注意事项 1）标注位置：可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们 2）数字书写的方向必须按机械制图中尺寸标准的规定 3）复要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），代号 4）“其余”代号标注在图样的右上角。
轴和孔的表面粗糙度参数推荐值
表面粗糙度的符号
表面粗糙度参数及其数值的选择
高度参数的选用
• 一般情况下可从Ra和Rz中任选一个 • 在常用值范围内（Ra为0.025～6.3μm）， 优先选用Ra • 粗糙度要求特别高或低时，选用Rz，用于 测量部位小或有疲劳强度要求的零件表面 的评定
表面粗糙度参数及其数值的选择
少数零件的重要表面，有特殊要求时才附 加选用 间距参数的选用 Sm主要在对涂漆性能，冲压成形时抗裂纹、 抗振、抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等 有要求时选用 形状参数的选用 主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合 附加选用
第五章 表面粗糙度及检测
第5章 表面特征的控制与评定
第五章 表面粗糙度及检测
1. 表面粗糙度的国家标准 2. 零件表面粗糙度参数值的选择 3. 表面粗糙度的测量
一、表面粗糙度的概念
1、表面粗糙度：指机械加工（或铸造、锻 打）的零件表面上，总会存在着具有的较 小间距和峰谷的微观几何形状误差。也称 为微观不平度。 2、表面粗糙度与形状误差和表面波度的区 别： 1）波距小于1mm的属于表面粗糙度 2）波距在1～10mm的属于表面波度 3）波距大于10mm的属于形状误差
二、表面粗糙度的代号
表面粗糙度基本参数的标注
表面粗糙度附加参数的标注
加工纹理方向的符号
表面粗糙度图样上的标注方法
注意事项 1）标注位置：可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们 2）数字书写的方向必须按机械制图中尺寸标准的规定 3）复要素的表面（齿轮齿面、花键键槽表面），代号 4）“其余”代号标注在图样的右上角。
第五章：表面粗糙度
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
1 l Ra y ( x) dx l 0
表面粗糙度的标注
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被注表面。 高度参数：当选用Ra时，只需在代号中标出其参数值，“Ra” 本身可以省略； 当选用Rz或Ry时，参数和参数值都应标出； 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， 当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大值或 最小值。 取样长度：如按国标选用，则可省略标注； 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。常见加工纹理方向 符号见P116表5-10。
表面粗糙度对零件性能的影响
影响零件的耐磨性。 影响配合性质的稳定性。 影响零件的疲劳强度。 影响零件的抗腐蚀性。 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。
表面粗糙度的基本术语（一）
取样长度l：评定表面粗糙度所规定的一段基准 基准线 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。 评定长度 ln：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。 L L L L L 评定长度一般按5个取样长度来确定。 n
第五章-表面粗糙度
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Wang chenggang
形成原因：
由于切削（磨削）加工中的刀痕（即残留断面积）， 塑性变形，积屑瘤，工艺系统中的振动，工件与刀具及切 屑与工件的摩擦，刀具磨损等原因，致使已加工表面产生 微小的峰谷。 表面粗糙度、表面波纹度以及表面几何形状总是同时 生成并存在于同一表面的。
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Wang chenggang
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Wang chenggang
5.轮廓支承长度率tp 是反映表面微观不平度形状特 性的参数，是高度特性参数和间距特性参数的综合反映。
tp能反映表面的耐磨性、接触刚度和密封性等。
因此对耐磨性、接触刚度和密封性等有较高要求的重 要表面，可附加tp的要求。
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Wang chenggang
二.表面粗糙度参数值的选用 1 在满足功能要求的情况下,尽量选用较大的参数值 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例如自由表面Ra ＝12.5μｍ；接 触表面Ra ＝6.3μｍ；基准平面Ra ＝3.2μｍ； 较精密 件Ra ≤1.6μｍ；再精Ra ＜0.5μｍ。 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比运动速度 低、单位压力小的摩擦表面粗糙度参数值要小。
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Wang chenggang
5 粗糙度轮廓（Roughness Profile）
粗糙度轮廓是对原始轮廓采用λC滤波器抑制长
波成分以后形成的轮廓。
6 粗糙度轮廓中线（Mean Line for the Roughness
Profile）
用标称形式的线穿过原始轮廓，按最小二乘
法拟合所确定的中线。
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Wang chenggang
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.
1_第五章 表面粗糙度
第一节 表面粗糙度的概述
5.对接触刚度的影响
零件表面越粗糙，表面间的接触面积
就越小，单位面积受力就越大，峰顶处的局部塑性变形就
越大，接触刚度降低，进而影响零件的工作精度和抗振性。
6.对结合密封性的影响 粗糙不平的两个结合表面，仅在局部点 上接触，必然产生缝隙，影响密封性。
第二节 表面粗糙度的评定
不同的表面粗糙度数值，其加工方法是不同的，因此，经济效果 也是不同的，在选择表面粗糙度数值时必须予以考虑。
第四节 表面粗糙度的应用及检测
表5-11 各种加工方法所能达到的值(单位：μm)
第四节 表面粗糙度的应用及检测
表5-11 各种加工方法所能达到的值(单位：μm单位压力小的摩擦表面的粗糙
度数值小。
第四节 表面粗糙度的应用及检测
4)承受交变载荷的表面和易引起应力集中的部位，表面粗糙度数 值要求较小。 5)配合性质要求高的配合表面(如小间隙配合)、受重载荷作用的 要求联接强度高的过盈配合表面的表面粗糙度数值应较小。
6)对同一公差等级，小尺寸比大尺寸或轴比孔的表面粗糙度数值
表5-3 取样长度l的数值(单位：mm)
第二节 表面粗糙度的评定
表5-4 取样长度l和评定长度与，，的对应关系
第二节 表面粗糙度的评定
图5-10 轮廓微观不平度的平均间距
2.间距参数 (1)轮廓微观不平度的平均间距Sm 在取样长度l内，轮廓微观不 平度间距的平均值。
第二节 表面粗糙度的评定
第二节 表面粗糙度的评定
图5-8 轮廓算术平均偏差
1.高度评定参数 (1)轮廓算术平均偏差Ra 在取样长度l内，轮廓偏距绝对值的算 术平均值(图5-8)。
第二节 表面粗糙度的评定
(2)微观不平度十点高度Rz 在取样长度l内，5个最大的轮廓峰高 的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和(图5-9)。
第五章表面粗糙度new
13
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
2.轮廓谷
轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为X轴 线与轮廓谷最低点之间的距离。
14
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
3.轮廓单元
轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。 轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深Zv之 和；轮廓单元的宽度Xs是指X轴线与轮廓单元相交线的长 度。
② lr、ln的标注 默认评定长度不标，需要指定评定长度 ，要在幅度参数代号的后面注写取样长 度的个数。
(a) 取样长度个数“3”
(b) 取样长度个数“6”
5、单向和双向极限的标注
（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带； 单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。
2、评定长度ln——一般取ln=5,是指为了合理较全面反映整
个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙时所 必需的一段长度。
12
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
1.轮廓峰
轮廓峰(profile peak)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓峰高Zp为轮廓 峰最高点距X轴的距离
12.5
200
0.100 1.60
25
400
0.20
3.2
50
800
50
一、评定参数项目的选择
0.006
Rsm 的数值 ( mm)
0.100
1.60
0.0125
0. 20
3.2
0.025
5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
2.轮廓谷
轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为X轴 线与轮廓谷最低点之间的距离。
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5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
3.轮廓单元
轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。 轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深Zv之 和；轮廓单元的宽度Xs是指X轴线与轮廓单元相交线的长 度。
② lr、ln的标注 默认评定长度不标，需要指定评定长度 ，要在幅度参数代号的后面注写取样长 度的个数。
(a) 取样长度个数“3”
(b) 取样长度个数“6”
5、单向和双向极限的标注
（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带； 单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。
2、评定长度ln——一般取ln=5,是指为了合理较全面反映整
个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙时所 必需的一段长度。
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5.2 表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
1.轮廓峰
轮廓峰(profile peak)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓峰高Zp为轮廓 峰最高点距X轴的距离
12.5
200
0.100 1.60
25
400
0.20
3.2
50
800
50
一、评定参数项目的选择
0.006
Rsm 的数值 ( mm)
0.100
1.60
0.0125
0. 20
3.2
0.025
CH5表面粗糙度-文档资料
齿轮、花键表面粗糙度标注示例
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按如图的方 式标注。
中心孔、键槽工作表面、圆角、倒角的表面 粗糙度标注示例
例、图示为一减速箱中的输出轴，轴颈φ 55j6（两处）与滚 动轴承配合，φ 56r6和φ 45m6与齿轮和带轮配合，表面粗糙度 要求高。
输出轴上形位 公差、表面粗 糙度标注示例
表面粗糙度代 号注法
当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求 时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在 图样的右上角，并加注“其余”两字。
表面粗糙度标注示例
当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时， 其标注如图所示。
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画 出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。如图 所示。
一般在常用的参数值范围 （ Ra 为0.025~6.3μ m，Rz为0.1~25μ m）内，国家
标准推荐优先选用Ra 。
2）R z 参数虽不如R a 参数反映的几何特 性准确、全面，但R z 的概念简单，测量也很 简便。
当表面过于粗糙（ Ra＞6.3μm）或太光 滑（ Ra ＜0.025μm）时，选用Rz。
二、表面粗糙度的基本术语
1．实际轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓线为实际
轮廓。 （分为横向轮廓和纵向轮廓）
横向实际轮廓 : 垂直于表面加工纹理的平面与表面相交 所得的轮廓线.
纵向实际轮廓 ：平行于表面加工纹理的平面与 表面相交所得的轮廓线。
2、取样长度 l (lr)
取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特 征的一段基准线长度。为了限制和削弱表面波度对 表面粗糙度测量结果的影响，至少包含5个以上轮 廓峰和谷。
设表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，对应关系
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按如图的方 式标注。
中心孔、键槽工作表面、圆角、倒角的表面 粗糙度标注示例
例、图示为一减速箱中的输出轴，轴颈φ 55j6（两处）与滚 动轴承配合，φ 56r6和φ 45m6与齿轮和带轮配合，表面粗糙度 要求高。
输出轴上形位 公差、表面粗 糙度标注示例
表面粗糙度代 号注法
当零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求 时，对其中使用最多的一种符号、代号可以统一注在 图样的右上角，并加注“其余”两字。
表面粗糙度标注示例
当零件的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时， 其标注如图所示。
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画 出齿形时，其表面粗糙度代号可注在节圆上。如图 所示。
一般在常用的参数值范围 （ Ra 为0.025~6.3μ m，Rz为0.1~25μ m）内，国家
标准推荐优先选用Ra 。
2）R z 参数虽不如R a 参数反映的几何特 性准确、全面，但R z 的概念简单，测量也很 简便。
当表面过于粗糙（ Ra＞6.3μm）或太光 滑（ Ra ＜0.025μm）时，选用Rz。
二、表面粗糙度的基本术语
1．实际轮廓 平面与实际表面相交所得的轮廓线为实际
轮廓。 （分为横向轮廓和纵向轮廓）
横向实际轮廓 : 垂直于表面加工纹理的平面与表面相交 所得的轮廓线.
纵向实际轮廓 ：平行于表面加工纹理的平面与 表面相交所得的轮廓线。
2、取样长度 l (lr)
取样长度是指用于判别被评定轮廓的不规则特 征的一段基准线长度。为了限制和削弱表面波度对 表面粗糙度测量结果的影响，至少包含5个以上轮 廓峰和谷。
设表面形状公差为T，尺寸公差值为IT，对应关系
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图4 -9 不同形状轮廓的支承长度 轮廓的支承长度率 Rmr (c) 是反映零件表面耐磨性能的指标 , 零件(b)的 Rmr (c) 数值比零件(a)大，其表面耐磨性能好。
(二)GB/T 3505—2000 与GB 3505—1983 两标准中基本术语与参数符号的比较
表面粗糙度新旧标准基本术语与参数符#39; i i 1
算术平均中线 F1
F2
Fi
F1′
F2′
Fi′
lr
图4-5表面粗造度轮的算术平均中线
三、 表面粗糙度评定参数
（一）表面粗糙度评定参数 1.轮廓的算术平均偏差
在一个取样长度lr内，被测轮廓线上各点到中线纵坐标绝 l 1 对值的算术平均值，记为 Ra Ra y dx
第五章 表面粗糙度
主要内容： 1、表面粗糙度的概念；
2、表面粗糙度的评定参数；
3、表面粗糙度的代号； 4、表面粗糙度的选择及标注；
表面粗糙度的相关标准
GB/T 3505—2000《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构的术语、定义及参数》； GB/T 18618—2002《产品几何技术规范（GPS）表面结 构轮廓法图形参数》； GB／T1031—1995《表面粗极度参数及其数值》； GB／T 131—1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及 其注法》。 GB/T 10610—1998《产品几何技术规范表面结构轮廓法 评定表面结构的规则和方法》。
1.一般选择原则 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粗糙度 参数值。 2）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。 3）有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。 4）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。 5）配合性质相同，零件尺寸越小则表面粗糙度参数值应越小；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。
谢谢大家！
二、 表面粗糙度轮廓代号的标注方法
1．表面粗糙度轮廓幅度参数的标注
注：表中参数的上限值或下限值，是允许表面粗糙度参数
的实测值可以超过规定值，但所有实测值中超过规定值的 个数应少于总数的16%；而所谓参数的最大值或最小值，则 是要求表面粗糙度参数的所有实测值都不得超过规定值。
第三节 表面粗糙度的测量
y1 y2
Ra
近似为
1 n Ra y i n i 1
x
l
0
yi 图4-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定
yn
2.轮廓的最大高度
在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和称之 为轮廓最大高度，用符号Rz表示，即Rz = Rp + Rv
Zp3
Zp1
Zp4
Rz
Zp2
Zv4
Zp5
实际表面轮廓
表面粗糙度轮廓 : 波长和 波高之比一般小于 50
λ
波纹度轮廓 : 波长和波高 之比等于50～1000
宏观形状轮廓 : 波长和 波高之比大于1000
图4-2 零件表面几何形状误差及其组成成份
表面粗糙度对机械零件的使用性能的影响 • 影响零件的耐磨性。 • 影响零件的疲劳强度
零件表面越粗糙，表面上的凹痕和裂纹越明显，对应力集中越敏感 。
1）如果表面没有特殊要求时，一般仅选用高度参数。在高度特性参数 常用的参数值范围内（Ra为0.025~6.3μm、Rz为0.1~25μm），推荐优先 选用Ra值，因为Ra能较充分地反应零件表面轮廓的特征。但以下情况不 宜选用Ra。 a. 当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或太光滑（Ra＜0.025μm）时，可选 用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器进行测量。 b. 当零件材料较软时，不能选用Ra，因为Ra值一般采用触针测量，如 果用于软材料的测量，不仅会划伤零件表面，而且测得结果也不准确。 c. 如果测量面积很小，如顶尖，刀具的刃部以及仪表小元件的表面， 在取样长度内，轮廓的峰或谷少于五个时，Rz也难于进行测量，这是可 以选用Ry值。
2）当表面有特殊功能要求时，为了保证功能要求，提高产品质量，这 是可以同时选用几个参数综合控制表面质量。 a. 当表面要求耐磨时，可以选用Ra、Ry、和tp。
b. 当表面要求承受交变应力时，可以选用Ry、Sm、和S。
c. 当表面着重要求外观质量和可漆性，可选用Sm和S。
（二） 表面粗糙度参数值的选择 表面粗糙度参数值的选择合理与否，不仅对产品的使用性能有很大的 影响，而且直接关系到产品的质量和制造成本。一般来说，表面粗糙度 值（评定参数值）越小，零件的工作性能越好，使用寿命也越长。但绝 不能认为表面粗糙度值越小越好，为了获得粗糙度小的表面，则零件需 经过复杂的工艺过程，这样加工成本可能随之急剧增高。因此选择表面 粗糙度参数值既要考虑零件的功能要求，又要考虑其制造成本，在满足 功能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。
Xs1 Xs2 Xs3 中线 Xs4 Xs5 Xs6
RSm
1 Xsi m i 1
m
lr
图4-8 轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度
4.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ln的比率，用 符号 Rmr (c) 表示。
Rmr (c) Ml (c) ln
小结
（1）表面粗糙度轮廓的概念 （2）国家标准在评定表面粗糙度轮廓的参数时，规定了取 样长度lr、评定长度ln和中线。 （3）表面粗糙度轮廓的评定参数 有幅度参数（包括轮廓的 算术平均偏差Ra轮廓的最大高度Rz）和间距特征参数（轮廓 单元的平均宽度RSm） （4）通常只给出幅度参数Ra或Rz及允许值，必要时可规定 轮廓其他的评定参数、表面加工纹理方向、加工方法或(和) 加工余量等附加要求。如果采用标准取样长度，则在图样上 可以省略标注取样长度值。 （5）国家标准规定了表面粗糙度轮廓的标注方法。 （6）表面粗糙度轮廓的检测主要方法有比较法、针描法、 光切法和干涉法。
• 影响零件的抗腐蚀性：零件表面越粗糙，则积聚在零件表面上的
腐蚀性气体、液体也越多，且通过微观凹谷向零件内层渗透，使腐蚀 加剧 。
• 影响零件的密封性。 • 影响配合性质的稳定性。 • 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。
二、表面粗糙度的基本术语 （一）取样长度lr
基本术语 基本术语 取样长度 2000版 1983 版 参数 轮廓的最大高度 参 数 2000版 1983 版
lr
l
ln
y
yp
Rz
Ra
RSm
Rmr (c)
Ry
评定长度
纵坐标值 轮廓峰高 轮廓谷深
ln
Z ( x)
Zp
轮廓的算术平均偏差
轮廓单元的平均宽度 轮廓的支承长度率 微观不平度十点高度
Ra
Sm
tp
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峰谷不平程度，其波 长和波高之比一般小于 50。属于微观几何形状误差。
通常，波距小于1 mm的属于表面粗糙度；波距在1～10 mm 的 属于表面波纹度；波距大于 10 mm的属于形状误差。
完工零件实际 表面轮廓
图4-1 表面轮廓
Zv
yv
Rz
第二节
表面粗糙度的选择及其标法
一、表面粗糙度参数及参数值的选择
（一）表面粗糙度评定参数的选择 在表面粗糙度的六个评定参数中，Ra、Rz、Ry三个高度参数为基本 参数Sm、S、tp为三个附加参数。这些参数分别从不同角度反映了零件的 表面形貌特征，但都存在着不同程度的不完整性。因此，在具体选用时 要根据零件的功能要求、材料性能、结构特点以及测量的条件等情况适 当用一个或几个作为评定参数。
一、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。 二、光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测 量Rz为0.5～60μm。 三、干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量 Rz值，测量范围为1～0.03 μm，测量误差为±5% 。 四、针描法：针描法是利用仪器的测针在被测表面上轻轻划过， 测出表面粗糙度值及其他众多参数的一种测量方法。
Zv5
Zp6
Zv1 Zv2
Zv3
中线 lr
图4-7 表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定
Zv6
间距特征参数
一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个 取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫 做轮廓单元的宽度，用符号Xsi表示。 3.轮廓单元的平均宽度：是指在一个取样长度lr范围内所 有轮廓单元的宽度Xsi的平均值，用符号RSm表示，即
二、表面结构的图形符号及其标注 （一）表面结构的图形符号
2．表面粗糙度的代号
a1，a2 ——粗糙度幅度参数 代号及其数值（mm）； c/f a1 b ——加工要求、镀覆、涂 a2 覆、表面处理或其他说明等； c ——取样长度（mm）或波 纹度（mm）； ( e) d 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） 图4-9 表面粗糙度轮廓代号 b
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，一般至少包含5个微峰和5个微谷。
中线
lr
lr
lr
lr
lr
ln
图4-3 取样长度和评定长度
（二）评定长度ln
为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特征，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。一 般，取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较均匀，可选ln ＜5lr；若均匀性差，可选ln＞5lr。