模厂技术部标准化 公差原则和表面粗糙度

图3 取样长度和评定长度
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三、表面粗糙度的评定标准
3.1.3 评定长度（ln） 由于在整个表面上各处的表面粗糙度在一般情况下是不
可能均匀一致的，即使在同一表面轮廓上也往往如此。因此 ，若只根据一个取样长度上的测量结果去评定表面粗糙度是 不够准确的。所以，需要在几个取样长度上分别测量数值后 再加以平均，才能客观地反映被测表面的粗糙度。
3.2.1 高度特性参数 由于算术平均偏差Ra参数能充分反映表面微观几何形状
高度方面的特性，测量方法较为简便，是比较普遍采用的评 定参数。
用轮廓仪检测，测得的Ra值越大，则表示表面越粗糙。
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三、表面粗糙度的评定标准
轮廓算术平均偏差Ra的概念：
在取样长度内，被测表面轮廓上各点到轮廓中线距离 的绝对值的算术平均值，如图5所示。该距离Y1、Y2、 Y3……Yn，取绝对值，表达式如下：
三、表面粗糙度的评定标准 表1是Ra参数的数值系列表，因为一般情况下，优先
采用第一系列，所以这里只列出了第一系列的数值：
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三、表面粗糙度的评定标准 表2是国标规定的取样长度数值：
对于产生较大的微观不平度间距的加工，取样长度应选 取较大的数值。一般情况下，在测量Ra、Rz和Ry时，推荐按 表3所列的Ra、Rz和Ry的数值，选用对应用的取样长度。
4.2.4 加工纹理方向 需要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制表面加工纹理方向时，可在符号的右边加注加工纹 理方向符号，如图13。常见的加工纹理方向符号见表6
图13
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法
表6
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法
续表6
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图7 轮廓支承长度
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三、表面粗糙度的评定标准 用算术可表示为：
式中：bi — 第i段截线长度 轮廓支承长度与取样长度之比称 为轮廓支承长度率，即：
轮廓支承长度率对于反映表面的耐磨性，具有显著的功 效，且比较直观，一般情况下tp的值越大，零件表面的耐磨 性越好。目前对于某些重要产品的表面，常采用tp来评定和 度量表面的耐磨性。
独立原则是尺寸公差和形位公差相互关系遵循的基本原则。
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一、公差原则
1.2相关要求: (1).包容要求： 被测要素其实际轮廓应遵守最大实体边界,即其体外作 用尺寸不超出最大实体尺寸,且其局部实际尺寸不超出最 小实体尺寸. 标示符号: (2).最大实体要求 Maximum Material Condition MMC ： 标示符号: (3).最小实体要求 Least Material Condition LMC： 标示符号:
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法
图11 加工方法的代号示例
图11a：
表示表面粗糙度 高度参数值是镀覆 后的要求；
图11b：
表示表面粗糙度 的高度参数值是镀 覆前的要求；
图11c：
表示表面粗糙度 高度参数值镀覆前 为a1值，镀覆后为 a值。
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法 4.2 表面粗糙度代号 在表面粗糙度符号的基础上，注出表面粗糙度数值及 其有关的规定项目后组成了表面粗糙度代号。表面粗糙度 数值及其有关的规定的内容在符号中注写的位置如图9：
图9 表面特征各项规定在符号中注写的位置
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于机床——刀具——工件系统的振动等原因引起的。 表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、工作精度和抗腐 蚀性有着密切的关系，它影响到机器的工作可靠性和使用寿命。
为了提高产品质量，促进互换性生产，并与世界产业标准接轨，我国制定了表面 粗糙度国家标准，它们主要有： GB/T 7220-1987 表面粗糙度 术语 参数测量 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 GB/T 131-1993 机械制图 表面粗糙度符号、代号及注法 GB/T 1031-1995 表面粗糙度 参数及其数值 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
图4 轮廓的算术平均中线
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三、表面粗糙度的评定标准
3.2 表面粗糙度的评定参数
国标规定：表面粗糙度的评定参数应从算术平均编差Ra、 微观不平度十点高度Rz和轮廓最大高度Ry三个中选取。除了这 三个高度参数外，国标又规定了轮廓微观不平度的平均间距Sm 、轮廓单峰平均间距S和轮廓支承长度率tp三个评定间距特性的 附加参数，以便根据表面的功能需要选用。
2.2.2 对磨擦、磨损的影响
磨擦会增加能量的耗损，主要是由零件表面峰谷的阻 力造成的，而此阻力来自凸峰的弹性、塑性变形和切割作 用。表面越粗糙，磨擦系数就越大，因磨擦而消耗的能量 也越大。此外，表面越粗糙，则两配合表面的实际有效接 触面积越小，单位面积压力越大，故更易磨损。
但是，在某些场合，如表面过于光洁，则不利于润滑油的 貯存，使之形成半干磨擦甚至干磨擦，反而使磨擦系数增大， 而加剧磨损；有时还会增加零件接触面间的吸附力，也会使磨 擦系数增大，加速磨损。
2.2 表面粗糙度对零件使用性能的影响 2.2.1 对配合性质的影响 a.间隙配合——表面粗糙度过大则易磨损，使间隙很 快地增大，引起配合性质的改变，特别是在尺寸小、公差 小的情况下，对配合性质的影响更大。
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二、表面粗糙度概述
b.过盈配合——表面粗糙度增大会减小实际有效过盈量， 降低连接强度。因此，提高零件表面质量，可以提高间隙配合 的稳定性，并可提高过盈配合的连接强度。
图5 轮廓算术平均偏差Ra
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三、表面粗糙度的评定标准 轮廓算术平均偏差Ra计算公式：
或
由于微观不平度十点高度（Rz）和轮廓最大高度（Ry）在 参数测量点方面不如Ra多，因此，反映微观形状高度方面的特 性也不如Ra充分，平时用的较少。
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法 4.2.2 加工方法、涂镀和其它表面处理 如该表面的粗糙度要求由指定的加工方法获得时，可用文字 标注在符号长边的横线上面，如图10
图10 加工方法的代号示例 如该表面的粗糙度要求是由镀（涂）覆或其它表面处 理方法获得，可以将要求注在符号长力的横线上面，如图 11，也可以在技术要求中说明。
用算式可表示为：
式中：Smi — 第i个轮廓微观不平度间距
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三、表面粗糙度的评定标准
图6 轮廓微观不平度的间距和轮廓的单峰间距
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三、表面粗糙度的评定标准
轮廓的支承长度率（tp）
在取样长度为内，一平行中线的线与轮廓相截，所得 到的各段截线长度之和称为轮廓支承长度，如图7所示。
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二、表面粗糙度概述
2.1 表面粗糙度的实质
表面粗糙度是一种微观的几何形状误差，目前还没有划 分表面粗糙度、波度和形状误差的统一标准。通常，是按照 波距来划分，波距小于1mm属于表面粗糙度（微观几何形状误 差）；波距在1~10mm的属于表面波度（中间几何形状误差）； 波距大于10mm的属于形状误差（宏观几何形状误差）。
标准规定：评定表面轮廓粗糙度所必须的一段长度称为 评定长度。它可以包括几个取样长度（见图3），在特殊情 况下，当被测量的表面很均匀时，也可以仅有一个取样长度 。
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三、表面粗糙度的评定标准 3.1.4 轮廓算术平均中线（简称中线m） 轮廓中线m是评定表面粗糙度数值的基准线，这条基准线 的方向应与轮廓的方向一致，并将轮廓曲线分为上、下两部 分，使其在取样长度内，上、下两部分的面积相等，如图4所 示。即：
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一、公差原则
图例1
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一、公差原则
图例2
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一、公差原则
图例3
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二、表面粗糙度概述
表面粗糙度是指加工表面上所具有的较小间距和峰谷所组成 的微观几何形状特性，这种特性，一般是在零件加工过程中，由
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三、表面粗糙度的评定标准 表3 Ra、Rz、Ry的取样长度L与评定Ln的选用：
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三、表面粗糙度的评定标准
3.2.2 间距特性参数 轮廓微观不平度的平均间距（sm）的概念：
在取样长度内，轮廓微观不平度的间距（sm）的平 均值，该间距为一段中线长度，并包含相邻的一个峰和 一个谷，如图6所示。
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法 4.1 表面粗糙度符号
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法
其中表面粗糙度的基本符号，是由二条不等长的细实线组 成。具体画如图8。（符号的比例及尺寸按GB/T 131-93 附录 A）
图8 基本符号
综上所述，表面粗糙度将直接影响机械零件的使用性能 和寿命，因此，应对零件的表面粗糙度加以合理的确定。
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三、表面粗糙度的评定标准
3.1 表面粗糙度的基本规定
3.1.1 实际轮廓 是指平面与实际表面相交所得的轮廓线如图1所示。
按照平面与加工纹理方向的位置可分为横向实际轮廓（此 时平面与加工纹理方向垂直）和纵向实际轮廓（此时平面 与加工纹理方向平行，在评定和检测表面粗糙度时，除非 特别指明外，通常都是指横向实际轮廓，即与加工纹理方 向垂直截面上的轮廓，如图2所示。
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法 4.2.1 表面粗糙度高度参数
表面粗糙度高度参数注写示例及意义见表5。从表5中可知：Ra本 身符号可不标写，只写数值即可；Rz与Ry除注出数值外，还应标出Rz 或Ry符号
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法 表5 表面粗糙度高度参数值的标注示例及其意义
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三、表面粗糙度的评定标准
图1 实际表面与实际轮廓
图2 实际表面与横向轮廓
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三、表面粗糙度的评定标准
3.1.2 取样长度（l）
在实际轮廓上测量表面粗糙度时，为了限制或减弱波纹度 对表面粗糙度测量结果的影响，在评定表面粗糙度时，所规定 的一段基准线长度称为取样长度，如图3所示，取样长度至少 包含五个峰谷，否则会影响测量表面粗糙度的准确性。
四、表面粗糙度代[符]号及其注法
4.2.3 取样长度
取样长度应标注在符号长边的横线下面，如图12。
若按GB/T 10610-89中表1、表2的有关规定选用的取样长度时 ，在图样上可省略标注。（因为我们手头都没有GB10610，所 以请看本讲义表3）。
图12
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四、表面粗糙度代[符]号及其注法
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二、表面粗糙度概述
2.2.3 对抗腐蚀性的影响 表面越粗糙，它的凹谷处越容易积聚腐蚀性物质，然后
逐渐渗透到金属材料的内层，造成表面锈蚀，凹谷深度越大 ，銹蚀作用越厉害。
2.2.4 对零件强度的影响 零件表面越粗糙，表面上凹痕产生的应力集中现象越严
重。特别是零件受交变载荷时，零件因应力集中而产生疲劳 断裂而损坏。因此，特别要提高零件沟槽或圆角处的表面质 量，以增加零件的抗疲劳强度。
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目录:
一、公差原则 二、表面粗糙度概述 三、表面粗糙度的评定标准 四、表面粗糙度代[符]号及其注法
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一、公差原则
公差原则是处理和确定尺寸公差与形位公差之间关系的 原则。
分为两大类: 1.独立原则 2.相关要求
1.1独立原则:
是指图样给定的每一个尺寸和形状、位置要求均是独立 的应分别满足要求,如果对尺寸和形状尺寸与位置之间的相互 关系有特定要求应在图样上规定。