机械精度设计第五章：表面粗糙度
第五章表面粗糙度
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。
机械制造技术课件：表面粗糙度及其测量
表面粗糙度及其测量
9.1 表面粗糙度评定参数 9.2 表面粗糙度的标注 9.3 表面粗糙度的测量 9.4 表面粗糙度的选1 表面粗糙度评定参数
9.1.1 基本术语 1.轮廓滤波器 轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。在
测量表面粗糙度、波纹度和原 始轮廓的仪器中,使用三种滤 波器,分别是λs、λc 和λf滤波器,如图9－1所示。它们的传 输 特性相同,截止波长不同。λs 是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;λc 是确定粗 糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器;λf 是确定存在 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。
(3)位置c:注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工 艺要求等。
(4)位置d:注写表面纹理方向。 (5)位置e:注写加工余量。
表面粗糙度及其测量
1.极限值判断规则的标注 极限值判断规则的标注有两种:16%规则和最大规则。 16%规则是指当参数的规定值为上限值时,如果所选参数在 同一评定长度上的全部实 测值中,大于图样或技术产品文件 中规定值的个数不超过实测值总数的16%,则该表面合 格;当 参数的规定值为下限值时,如果所选参数在同一评定长度上 的全部实测值中,小于 图样或技术文件中规定值的个数不超 过实测值总数的16%,则该表面合格。
表面粗糙度及其测量
2.传输带和取样长度的标注 传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围。这意味着 传输带就是评定时的波长范 围。粗糙度轮廓传输带的截止 波长值代号是λs 和λc。λc 表示取样长度。默认的传输带定 义 的截止波长值是λc=0.8mm 和λs=0.0025mm。传输带标注 包含滤波器截止波长,短波滤 波器在前,长波滤波器在后,用连 字号“”隔开,并标注在参数代号的前面,用斜线“/”与 参 数代号隔开,如图9－15(a)所示。在某些情况下,传输带中只 标注两个滤波器中的一个。 如果只标注一个滤波器,应该保 留连字号“”来区分是短波滤波器还是长波滤波器,如图9－ 15(b)所示。
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
机械零件表面粗糙度的选择
机械零件表面粗糙度的选择表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据。
通常，机械零件表面粗糙度的大小与加工方法和加工精度有关，它直接影响静配合的坚固程度、摩擦消耗功多少、零件的疲劳强度及耐蚀性能。
它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。
1、零件表面粗糙度的选择原则⑴在满足表面工作要求的情况下，尽量选大值。
⑵同一零件上，工作表面粗糙度值低于非工作表面粗糙度值。
⑶摩擦表面粗糙度值低于非摩擦表面粗糙度值。
⑷受循环负荷的表面及易引起应力集中的表面粗糙度值要小。
⑸配合性质稳定性要求高的结合表面，粗糙度值要小。
对动配合，配合间隙小的表面，粗糙度值要小；对静配合，要求连接牢固可靠，承受载荷大时粗糙度值要小。
⑹配合性质相同，零件尺寸越小则粗糙度值越小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸的粗糙度值要小，轴比孔的粗糙度值要小。
2、常用的选择零件表面粗糙度的方法及弊病[在机械零件设计工作中粗糙度的选择方法有 3 种，即计算法、试验法和类比法。
应用最普遍的是类比法，此法虽简便、迅速、有效，但需要有充足的参考资料。
目前，设计中最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度，即计算法。
通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但它们之间又不存在固定的函数关系。
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。
一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。
虽然机械零件表面粗糙度与尺寸公差之间关系的经验计算公式在相关工具书中都有很多介绍，并列表供读者选用。
但只要细心阅来就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。
这就给不熟悉这方面情况的人带来了困惑，同时也增加了他们在机械零件设计工作中选择表面粗糙度的困难。
第五章_表面粗糙度(精品 值得参考)
50, 25，12．5；6．3，3．2，1．6；0．8，0.4, 0.2; 0.1….μm等。
粗加工.一般 用于不重要 的接触面和 非配合面
半精加工.用于较 重要接触面和一 般配合面
精加工.用于要 求较高的接触 面和配合面
光加工.用于高速 运动的配合面和精 密量具的工作面
第二节 表面粗糙度的选择
第五章
表面粗糙度（主要参考书：课本、孙玉芹编）
参考标准：GB/T3505-2000 GB/T1031-1995 等
• 基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念， 表面粗糙度的评定、选用、标注及测量。 • 重点内容：表面粗糙度的评定、选用及 标注。 • 难点内容：表面粗糙度的评定、选用。 • 操作技能：表面粗糙度的测量。
在取样长度范围内，被测轮廓线上各 点至基准线的距离的算术平均值。
Ra
yi
yn
l
x
1 l Ra y dx l 0
近似为
1 n Ra y i n i 1
2)轮廓最大高度RZ
在取样长度范围内，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
三、表面粗糙度参数值的选择
一般来说，表面粗糙度参数值愈小，表面就愈 光滑，其性能愈好，使用寿命也愈长。但绝不能认 为表面粗糙度值越小越好。因为其值越小，加工成 本就会越高。
选用表面粗糙度参数值的总原则：首先满 足功能要求，其次是考虑经济性及工艺性。 在满足功能要求的前提下，参数值应尽可能 大些。
三、表面粗糙度参数值的选择（续）
第一节 表面粗糙度的基本概念
一、表面粗糙度概念
1、定义 在零件被加工表面上,具有微小间距和峰谷所 组成的微观几何形状的特征,称为表面粗糙度。
【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。
表面结构(表面粗糙度)
表面粗糙度一．定义。
表面粗糙度是指零件在机械加工过程中由于不同的加工方法、机床与工具的精度、振动及磨损等因素在加工表面上所形成的具有较小间距和较小峰谷的微观不平状况，它属微观几何误差。
二．表面粗糙度对机械零件及设备功能的影响。
1．影响耐磨性。
要根据材料，配合，运动状态等进行选择表面粗糙度。
过于粗糙或过于光滑都可能会有反作用。
2．影响零件的耐腐蚀性。
通常情况下，越光滑，耐腐蚀性越好。
3．影响零件的抗疲劳强度。
4．影响零件的接触刚度。
5．影响零件的配合性能。
6．影响零件的密封性。
7．影响零件的测量精度。
三．表面粗糙度的数值。
通常情况下我们所用的表面粗糙度：是指评定轮廓的算术平均偏差（Ra）。
单位：μm （微米）。
表一：常用零件表面的粗糙度参数值表二：常用加工方法能达到的Ra值端面铣0.2-25车外圆0.2-25车端面0.4-25磨外圆0.025-1.6磨平面0.025-1.6研磨0.012-1.6抛光0.012-1.6四．表面粗糙度符号、代号及其标注。
正确的应用表面粗糙度符号、代号及正确的标注在图纸上。
可以让加工者明确，正确的理解设计者所表达出的零件的表面粗糙度要求。
表三：符号含义符号意义说明基本符号，表示可用任何加工方法获得。
仅适用于简化代号标注。
表示用去除材料的方法获得。
表示用不去除材料的方法获得。
基本性能同上，加一横线用于标注说明表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求代号含义a1.a2----粗糙度高度参数代号、数值（μm）b-----加工要求，表面处理及其它说明c-----取样长度或波纹度（μm）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）或轮廓支承长度率说明：１，以上匀参考《机械设计手册》2004年8月第３版。
２，以上为本人所理解和整理出的一份自认为实用，简捷的资料。
３，如任何人以此为准作设计，一切不良后果使用人自己承担。
殷春龙2005/6/7。
第五章 机械加工表面质量讲解
影响零件的耐磨性。
15
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响 （二）表面质量对零件疲劳强度的影响
1. 表面粗糙度对疲劳强度的影响
表面粗糙度越大，抗疲劳破坏的能力越差。 对承受交变载荷零件的疲劳强度影响很大。
（一）加工 表面层的冷作硬化
1.表面层冷作硬化的产生
冷作硬化：机械加工时，工件表面层金属受到切 削力的作用产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲，晶 粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长、纤维化甚至碎化， 从而使表面层的强度和硬度增加，这种现象称为加 工硬化，又称冷作硬化和强化。
34
5.4 影响加工表面层物理机械性能的因素
机械加工中，表面粗糙度形成的原因大致可归纳为几 何因素和物理力学因素两个方面。
（一）切削加工时表面粗糙度的影响因素
1. 几何因素
••刀主尖偏圆角弧kr、半副径偏rε 角kr′ •进给量f
22
残留面积高度H的计算：
当刀尖圆弧半径rε=0时，残留面积高度H为
H
f
cotkr cotkr
f： 进 给 量 ， Kr主 偏 角 ， Kr'副 偏 角
（一）表面质量对零件耐磨性的影响 1. 表面粗糙度对耐磨性的影响
零件耐磨性的影响因素： 摩擦副的材料；润滑条件；表面质量(接触面积)。
零件磨损三个阶段：初期磨损阶段；正常磨损阶段；剧烈磨损阶段
图5-1 磨损过程的基本规律
11
5.2 加工表面质量对零件使用性能的影响
（一）表面质量对零件耐磨性的影响
1. 表面粗糙度对耐磨性的影响
表面粗糙度太大和太小都不耐磨 表面粗糙度太大，接触表面的实际压强增大，粗
机加工表面粗糙度
4.1 基本概念4.1.1 表面粗糙度的定义表面粗糙度（Surface roughness）是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性性它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面粗糙度应与形状误差（宏观几何形状误差）和表面波度区别开。
通常，波距小于1mm 的属于表面粗糙度，波距在1~10mm 的属于表面波度，波距大于10mm 的属于形状误差，如图4-1 所示。
4.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。
1. 影响零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系数就越大，相对运动的表面磨损得越快。
然而，表面过于光滑，由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加速磨损。
2. 影响配合性质的稳定性零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。
对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。
3. 影响疲劳强度承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。
疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。
零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。
因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。
4. 影响抗腐蚀性粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质，久而久之，这些腐蚀性物质就会渗入到金属内层，造成表面锈蚀。
此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。
所以，在设计零件的几何参数精度时，必须对其提出合理的表面粗糙度要求，以保证机械零件的使用性能。
/hhxing/book/version2/f42.htm4.3 表面粗糙度的选用4.3.1 评定参数的选用1. 幅度参数的选用幅度参数是标准规定的基本参数，可以独立选用。
机械设计中常见问题--表面粗糙度标准
表面粗糙度：指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，则表面越光滑。
表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：① 表面粗糙度影响零件的耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
② 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
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，降低了联结强度。
③ 表面粗糙度影响零件的疲劳强度。
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。
④ 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。
粗糙的表面，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。
⑤ 表面粗糙度影响零件的密封性。
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。
此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有影响。
表面粗糙度有Ra,Rz,Ry 之分，据GB 3505摘录：表面粗糙度参数及其数值（Surface Roughness Parameters and their Values）常用的3个分别是：轮廓算数平均偏差(Ra)--arithmetical mean deviation of the profile；微观不平度十点高度(Rz)--the point height of irregularities；轮廓最大高度(Ry)--maximum height of the profile。
Ra--在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。
Rz--在取样长度内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。
Ry--在取样长度L内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
如果图面没标注粗糙度选用Ra /Rz /Ry 的情况下默认为Ra。
第5章表面粗糙度
Ra 的数值
0.12 0.025 0.050 0.100 0.20 0.40 0.80 1.60 3.2 6.3 12.5 25 50
Rz 的数值
0.025 0.40 6.3 100 1000
0.050
0.100 0.20
0.80
1.60 3.2
12.5
25 50
200
400 800
调整时应考虑的 因素： 1) 同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。 2) 摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦面小。 3) 运动速度高，单位面积压力大的表面数值要小。 4) 配合性质要求越稳定，数值应小。同一公差等级轴
＝
3.2
（3）上限值和最大值区别：
上限值： 允许有不超过16%的实 测值大于规定的上限值 最大值： 所有的实测值皆不能超 过允许值
3.2max
（4） 其余标注与全周标注
图上所有未标注的表面粗糙 度Ra的允许值皆为25μm
图上所有 表面粗糙度Ra的允 许值皆为6.3μm
表面粗糙度的图样标注实例
表面粗糙度的图样标注实例
5.2
表面粗糙度评定
1、高度特性参数----主参数 (特点；客观反映实际表面。) （1） 轮廓算术平均偏差Ra: 在一个取样长度内，被测实际轮 廓上各点至基准线的距离 的绝对值的算术平均值。
1 l Ra z x dx l 0
近似为
n 1 Ra1 zi z xi n i n 1 i 1
第 5章
表面粗糙度
本章主要内容
一、表面结构的基本概念 二、表面粗糙度的评定参数 三、轮廓粗糙度的应用及图样标注
重点要求
评定参数的含义，图样标注方法。
难点：取样长度、评定长度和轮廓中线的概念及
5粗糙度
3.表面粗糙度在图样上的标注 表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线、 尺寸界线、引出线或它们的延长线上。 符号的尖端 尖端必须从材料外指向表面 尖端 参数值的注写要求与尺寸数字的注写要求一致 参数值
表面粗糙度代号的标注
零件所有表面具有相同的粗 零件所有表面具有相同的粗 所有表面 糙度要求时的注法
1.基本术语及定义（GB/T 3505-2000）
轮廓中线 轮廓偏距z是指测量方 向上，轮廓线上的点与 基准线之间的距离 1）轮廓的最小二乘中线
在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的平方和 最小的线。 即
1.基本术语及定义（GB/T 3505-2000）
轮廓中线
2）轮廓算术平均中线
轮廓算术平均中线是指在取样长度内划分实际轮廓为 上、下两部分，且使两部分面积相等的基准线。 即
主讲人： 高 凡 青岛理工大学琴岛学院
1. 表面粗糙度 表面粗糙度：在零件加工表面存在的一种由较小 间距和微小峰谷形成的微观几何形状误差 微观几何形状误差。 微观几何形状误差 宏观几何形状误差 λ＞ 10mm 几何形状误差 表面波度 1mm＜ λ＜ 10mm 表面粗糙度 λ＜ 1mm
2.表面粗糙度对互换性的影响 表面粗糙度直接影响产品的质量，对零件表面许多 功能都有影响。其主要表现 ： 1. 配合性质 2. 耐磨性 3. 耐腐蚀性 4. 抗疲劳强度 为保证零件的使用性能和互换性，在零件几何精度 设计时必须提出合理的表面粗糙度要求。
零件上光滑过渡的各表 零件上光滑过渡的各表 光滑过渡 面具有相同粗糙度要求 时的注法
具有相同粗糙度要求的两 平面， 平面，用细实线相连时只 注一次
在指定长度上标注表面粗糙度（如值 ） 在指定长度上标注表面粗糙度（如值0.8）
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.
机械设计表面粗糙度知识
表面粗糙度知识1．什么称为表面粗糙度？答：表面粗糙度是指零件加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。
它是一种微观几何形状误差。
2．表面粗糙度如何产生？答：零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等原因，总是存在着几何形状误差。
3．表面粗糙度对零件有什么影响？答：表面粗糙度对零件的摩擦和磨损、疲劳强度、抗腐蚀性及零件间的配合性质等都有重要的影响。
4．目前我国的“表面粗糙度”国家标准主要有哪些？答：GB/T 3505 2000 表面粗糙度术语表面及其参数；GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值；GB/T 131-1993 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法。
5．什么称为实际轮廓？答：是平面与实际表面相交所得的轮廓线。
按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。
在评定和测量表面粗糙度时，除特殊指明，通常均按横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。
6．什么称为取样长度？答：用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
表面越粗糙，取样长度就应越大。
规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差对表面粗糙度测量结果的影响。
在取样长度范围内，一般包括5个以上的轮廓峰与轮廓谷。
取样长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。
7．什么称为评定长度？答：是用以评定轮廓所必需的一段长度，可包括一个或几个取样长度。
由于零件表面加工存在不均匀性，为了充分合理地反映被测表面的粗糙度特征，需要用几个取样长度来评定。
评定长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。
8．什么称为基准线？答：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线称为基准线。
基准线有两种：轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线。
9．什么称为轮廓最小二乘中线？答：轮廓的最小二乘中线是在取样长度内，使轮廓上各点轮廓偏距的平方和为最小的线。
机械加工表面粗糙度解释及测量
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Ra
中心線平均值 (Roughness Average, Ra), 下圖所 示.
Ra=1/N Σ︱Yi︱
Note: USA稱為算術平均粗糙度值(Arithmetical Average value; AA) U.K稱為中心線平均粗糙度值(Center Line Average; CLA)
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Sm
平均波峰間距 (Mean Peak Spacing; Sm) 下圖所示平均波峰問距為求取PC時, 所計
數山峰(山峰/山谷之周期)之平均波長, 與PC值之倒數相同. Sm= 1/N Σsmi
同樣必須設定寬帶
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Sk
振幅分布偏斜度( skewness ,Sk), 又稱非對 稱度, 下圖所示. Sk=1/((Rq)3. N) ΣYi3
•软件校准功能
•大屏幕液晶，背光功能可于夜间工作
•在线帮助功能
•三种滤波器（RC,M1,M2)
•制式转换功能
•电池电压监测功能
•内置智能充电器
•参数打印功能
•可对外圆、内孔、轴肩、圆锥面等
各种复杂表面进行测试
•探头放置灵活，可全面进行测试
•扩充性能好，可根据用记要求增加计算和功
能
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6.光學方法作表面粗糙度量 測
Note: Rz=5Ra(噴砂面);精品课件Rz=(10~20)Ra(研磨
三,切斷長度/標準長度/評估長 度
濾波長度(或切斷長度) 濾波器從波形中分
離出粗度, 也即粗度曲線中最長曲線波形長 度;
取樣長度等于濾波長度(或切斷長度)
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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
轮 廓 峰 、 轮 廓 谷
高 度 和 间 距 辨 别 力
轮 廓 单 元
纵 坐 标 值
一、有关术语及其定义 1．轮廓滤波器（porfile filter）
4 粗糙度轮廓（roughness profile） 是对原始轮廓采用入c滤波器抑制长波成 分后形成的轮廓。这是故意修正的轮廓。
5．取样长度lr (sampling length) 用于判别被评定轮廓不规则特征的 X 轴向（与中线 方向一致）上的长度。
是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。 一般应至少包含5个微峰和5个微谷。
★C值可用微米或C值与Rz值的百分比表示。
★轮廓的算术平均偏差Ra和轮廓的最大高度Rz 是标准中规定必须标注的参数，应优先选用 Ra ，当除有高度要求外，还有密封性和耐磨 性要求时还需选附加参数Rsm或Rmr(c) 。
①波距小于1mm的属于表面粗糙度（微观几何形状误差） ②波距在1～10mm的属于表面波（纹）度（中间几何形状误差） ③波距大于10mm的属于形状误差（宏观几何形状误差）
完工零件实际表面轮廓
实际表面轮廓
表面粗糙度轮廓
λ
波纹度轮廓
波距
宏观形状轮廓
零件表面几何形状误差及 12.5 40.0
7．中线(Mean lines)
具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。 粗糙度轮廓中线 : 用轮廓滤波器 λc 抑制了长波轮廓 成分相对应的中线。 (1）轮廓最小二乘中线: 在取样长度内,使轮廓线上各点的纵坐标值的 平方和为最小的基准。 （2）轮廓算术平均中线: 在取样长度范围内,与轮廓走向一致，划分实际 轮廓为上、下两部分，且使上部分面积之和等于 下部分面积之和的基准线 。
轮廓谷是指连接两相邻交点向内的轮廓
2．轮廓单元的平均宽度RSm（间距参数） 轮廓单元是轮廓峰与轮廓谷的组合。 指在一个取样长度内，轮廓单元宽度xs的平 均值： m
RSm
1 xsi m i 1
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Ml(c) 与评定长度的比率 Ml (c) Ml(c)＝Ml1＋Ml2＋…＋Mln Rmr (c) ln
第五章 表面粗糙度
第一节 概述 第二节 表面粗糙度的评定 第三节 表面粗糙度的符号、代号及其标注 第四节 第五节 表面粗糙度的选择 表面粗糙度的测量
第一节 概述
表面粗糙度概念：被加工表面留下微小的凸凹不平痕 迹微小峰谷的高低及细密程度所构成的微观几何 形状特性。 表面误差包括表面粗糙度、表面波（纹）度和形状误 差，三者通常按波距（间距）来划分:
表面粗糙度参 数及其数值 GB/T3505—2009 GB/T1031-2009
GB/T 131-2006 …… 机械制图 表面粗糙度符号 代号及其标注 产品几何技术规范 表面 结构 轮廓法 术语、定 义及参数
表面粗糙度的影响 1. 对耐磨性的影响 表面越粗糙，零件耐磨性越差 。
磨 损 量
Ra
2. 对配合性质的影响 表面越粗糙，配合性质的稳定性越差。
3. 对抗疲劳强度的影响 表面越粗糙，疲劳强度越差。 4. 对接触刚度的影响 表面越粗糙，实际接触面积越小，接触刚度 越差。 5. 对抗腐蚀性能的影响 表面越粗糙，抗腐蚀性能越差。 表面粗糙度大小对零件的密封性、测量精度、 喷涂质量、外形美观、导电导热性能及表面 反射能力等均有影响。
第二节 表面粗糙度的评定
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。
100
传输系数/%
粗糙度轮廓
波纹度轮廓
50
λs
λc
λf
波长
粗糙度和波纹度轮廓的传输特性
2 表面轮廓（surface profile） 平面与实际表面相交所得的轮廓。
3 原始轮廓（primary profile） 在应用短波长滤波器入s之后的总的轮廓
轮廓滤波器（profile filter）
λs滤波器
（λs profile filter） 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。
λc滤波器
（λc profile filter）
λf滤波器
（λf profile filter） 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。
Fi F ,
i 1 i 1 i
n
n
二、评定参数 分为幅值参数、间距参数、混合参数以及曲 线和相关参数 1．轮廓的幅度参数 (1)轮廓的算术平均偏差Ra 1 lr Ra Z ( x) dx lr o
(2)轮廓的最大高度Rz 在一个取样长度内，最大轮廓峰高Rp和最 大轮廓谷深Rv之和的高度。Rz=Rp+Rv 轮廓峰是指连接两相邻交点向外的轮廓