表面粗糙度轮廓及检测
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。
表面粗糙度的检测
课题三表面粗糙度的检测表面粗糙度的检测方法主要有比较法、针触法、光切法、光波干涉法。
1．比较法用比较法检验表面粗糙度是生产车间常用的方法。
它是将被测表面与粗糙度样块进行比较来评定表面粗糙度。
如图3-1所示。
比较法可用目测直接判断或借助于放大镜、显微镜比较或凭触觉、来判断表面粗糙度。
缺点是精度较差，只能作定性分析比较。
图3-1表面粗糙度比较样板2．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，它实际是一种接触式电量方法。
所用测量仪器为轮廓仪，它可以测定Ra为0.025～5um。
该方法测量范围广，速度可靠、操作简便并易于实现自动测量和微机数据处理。
但被测表面易被触针划伤。
如图3-2所示。
图3-2针触法测量原理图3．光切法光切法就是利用“光切原理”来测量被测零件表面的粗糙度，采用仪器是光切显微镜又称双管显微镜。
该仪器适宜测量车、铣、刨或其它类似的方法加工的金属零件的平面或外圆表面。
光切法通常用于测量Ra=0.5～80µm的表面。
4．光波干涉法干涉显微镜是利用光波干涉原理测量表面粗糙度。
干涉显微镜测量的范围一般为0.03～1µm。
也可作Rz、Ry参数评定。
本课题结合课堂讲授的典型零件的标注，分析并检测表面粗糙度，根据国家标准评定表面粗糙度。
选用方法为光切法和光波干涉法。
实验3-1 用光切显微镜检测表面粗糙度一、实验目的1．了解用光切显微镜测量表面粗糙度的原理和方法2．正确理解表面粗糙度的评定参数，加深对微观不平度十点高度Rz的理解二、测量原理及仪器说明双管显微镜又撑光切显微镜，它是利用被测表面能反射光的特性，根据“光切法原理”制成的光学仪器，R=0.8-80um的表面粗糙度。
其测量范围取决于选用的物镜的放大倍数，一般用于测量Z图3-3光切显微镜1—底座；2—立柱；3—升降螺母；4—微调手轮；5—支臂；6—支臂锁紧螺钉；7—工作台；8—物镜组；9—物镜锁紧机构；10—遮光板手轮；11—壳体；12—目镜测微器；13—目镜仪器外型如图3-3所示，它由底座6，支柱5，横臂2，测微目镜13，可换物镜8及工作台7等部分组成。
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
表面粗糙度怎么测量--测量表面粗糙度的方法【详解】
表面粗糙度的检测,我们常用的有以下几中方法1.显微镜比较法,Ra0.32；将被测表面与表面粗糙度比较样块靠近在一起，用比较显微镜观察两者被放大的表面，以样块工作面上的粗糙度为标准，观察比较被测表面是否达到相应样块的表面粗糙度；从而判定被测表面粗糙度是否符合规定。
此方法不能测出粗糙度参数值2.光切显微镜测量法，Rz：0.8～100；光切显微镜(双管显微镜)是利用光切原理测量表面粗糙度的方法。
从目镜观察表面粗糙度轮廓图像，用测微装置测量Rz值和Ry值。
也可通过测量描绘出轮廓图像，再计算Ra值，因其方法较繁而不常用。
必要时可将粗糙度轮廓图像拍照下来评定。
光切显微镜适用于计量室3.样块比较法,直接目测：Ra2.5；用放大镜：Ra0.32～0.5；以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度为标准，用视觉法或触觉法与被测表面进行比较，以判定被测表面是否符合规定用样块进行比较检验时，样块和被测表面的材质、加工方法应尽可能一致；样块比较法简单易行，适合在生产现场使用4.电动轮廓仪比较法，Ra：0.025～6.3；Rz：0.1～25；电动轮廓仪系触针式仪器。
测量时仪器触针尖端在被测表面上垂直于加工纹理方向的截面上，做水平移动测量，从指示仪表直接得出一个测量行程Ra值。
这是Ra值测量常用的方法。
或者用仪器的记录装置，描绘粗糙度轮廓曲线的放大图，再计算Ra或Rz值。
此类仪器适用在计量室。
但便携式电动轮廓仪可在生产现场使用5干涉显微镜测量法，Rz：.032～0.8；涉显微镜是利用光波干涉原理，以光波波长为基准来测量表面粗糙度的。
被测表面有一定的粗糙度就呈现出凸凹不平的峰谷状干涉条纹，通过目镜观察、利用测微装置测量这些干涉条纹的数目和峰谷的弯曲程度，即可计算出表面粗糙度的Ra值。
必要时还可将干涉条纹的峰谷拍照下来评定。
干涉法适用于精密加工的表面粗糙度测量。
适合在计量室使用而在现场工作中,我们用的多的是:样块比较法和电动轮廓检测法,样块比较法要求对粗糙度的敏感要求比较高,有些老师傅还是可以做到的,毕竟是凭经验和感觉去比较的,而电动轮廓检测法是靠仪器测量,这样测量出来的准确度就大大提高了,所以说,我们建议用电动轮廓检测法.用什么方法去检测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。
第五章 表面粗糙度轮廓及其检测
波距λ＜1mm 属于表面粗糙度 波距λ在1—10mm 属于表面波纹度 波距λ＞10mm 属于形状误差
表面粗糙度轮廓对零件性能的影响
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。
表面粗糙度轮廓技术要求及在图 样上的标注 表面粗糙度轮廓的符号
在图样上表示表面粗糙度的符号有三种： a为基本符号，表示表面可以用任何方法获得； b表示表面是用去除材料的方法获得的； c表示表面是用不去除材料的方法获得的。 a b c
表面粗糙度轮廓的代号
a1、a2 处为粗糙度高度参数的 允许值（μm）；
表面粗糙度轮廓的评定
表面粗糙度轮廓的基本术语(一)
实际轮廓：实际轮廓
是指平面与实际表面 相交所得的轮廓线。 按相截方向的不同， 它们又可分为横向实 际轮廓和纵向实际轮 廓。在评定表面粗糙 度时，除非特别指明， 通常均指横向实际轮 廓，即与加工纹理方 向垂直的轮廓。
取样长度lr
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 轮廓测量结果的影响，一般在一个取样长度 内应包含５个以上的波峰和波谷。（标准见 书P263 附表5-1。）
最低点。（如图）
平行于基准线并通过轮廓最高点的线称为峰顶线； 平行于基准线并通过轮廓最底点的线称为谷底线。 Nhomakorabea即：
Rz=Rp+Rv
Rp --轮廓最大峰高, Rv--轮廓最大谷深
表面粗糙度轮廓及检测
24
1.评估参数旳选用 （1）幅度参数（高度参数）旳选用 —
即基本参数旳选用 一般情况下从 Ra 和 Rz 中任选一种。 但普遍采用Ra，因为它反应表面粗糙度特 征旳信息量大和用轮廓仪测量轻易。
Rz 用于极光滑表面和粗糙表面，一般用 双管显微镜测量。
25
（2）间距参数和混合参数旳选用— 即附加参数旳选用 有特殊使用要求时,才附加选用 Rsm和 Rmr(c)。 Rsm — 用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时； Rmr(c)— 用于对耐磨性和接触刚度等有要求时， 但同步要给出轮廓截面高度C值。
27
（5） 在拟定Ra(或Rz)值时，应注意与尺寸公差 （T）和几何公差（t）旳协调：
t ≈ 0.6T 时， Ra≤ 0.05T ， Rz ≤0.3T t ≈ 0.4T 时， Ra≤ 0.025T ， Rz≤0.15T t ≈ 0.25T 时， Ra≤ 0.012T ， Rz≤0.07T
（6）对于配合旳孔轴为同一公差等级时，轴旳 Ra (或Rz) 值要不大于孔；
22
表面粗糙度轮廓旳参数数值
摘自GB/T1031-2023
Ra 旳数值( μm)
0.12
0.20
3.2
50
0.025
0.40
6.3
0.050
0.80
12.5
0.100
1.60
25
Rz 旳数值( μm)
0.025 0.40
6.3
0.050 0.80
12.5
0.100 1.60
25
100
1000
200
n
Rmr(c) bi / ln Ml(C) / ln i1
轮廓截面 高度C: C = Rz %
表面粗糙度及检测
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任务二 表面粗糙度的评定
３．轮廓中线犿 轮廓中线：是定量计算表面粗糙度数值大小的一条基准线，
基准线通常有以下两种： （１）轮廓最小二乘中线。
在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至一条假想线 的距离的平方和为最小。 （２）轮廓算术平均中线。
表面粗糙度符号及其意义见表４-６。
４.３.２ 表面粗糙度代号
有表面度符号及其他表面特征要求的标注，组成了表面粗糙度 的代号。表面特征各项规定在基本符号中注写的位置如图４-７所 示。
高度参数选用Ra时，可以省略其代号而只标注允许值。参数 为Rz或Ry时，允许值前必须注出相应的参数符号。
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项目二 编辑、创建原理图元器件
在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上、下两部分， 而且使上部分面积之和等于下部分面积之和。
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任务二 表面粗糙度的评定
４.２.２ 表面粗糙度的评定参数
（１）轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度内，被测表面轮廓上各点至 基准线距离yi的绝对值的平均值，如图４-４所示。用下式表示为
（２）微观不平度十点高度Ry ：在取样长度内，被测实际轮廓上５个 最大轮廓峰高的平均值与５个最大轮廓谷深的平均值之和，如图 ４-５所示。用下式表示为
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任务二 表面粗糙度的评定
４-２-３ 表面粗糙度国家标准
表面粗糙度的评定参数值已经标准化，设计时应根据国家标 准规定的参数值系列选取。国家标准ＧＢ／Ｔ１０３１—２００ ９对参数系列值的规定有基本系列和补充系列，要求优先选用基 本系列。
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任务三 表面粗糙度的符号及标注
表面粗糙度检测(轮廓法)实施细则
钢构作业指导书表面粗糙度检测(轮廓法) 文件编号：版本号：编制：批准：生效日期：表面粗糙度检测(轮廓法)实施细则1. 目的为使测试人员在进行表面粗糙度检测时有章可循，并使其操作合乎规范。
2. 适用范围适用于建筑物及构筑物钢结构表面粗糙度的检测。
3. 检测依据GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范TB/T1527-2011铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件GB/T10610-2009 产品几何技术规范(GPS) 表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法4. 工作程序4.1检测准备4.1.1测试前可由项目负责人或有关人员前往现场踏勘，了解现场基本情况以及检测数量等。
4.1.2现场测量前构件必须进行表面处理，并说明表面处理方法。
4.1.3测量前应确认构件表面粗糙度的规定值。
4.1.4现场测量前应校准粗糙度仪：将仪器底部放在附带的玻璃试块上，确保指针与底面在同一平面上，稳定后按清零按扭，显示屏显示0.000mm，校准完毕。
4.1.5检测人员应能熟练操作仪器。
4.2现场检测测试时，将仪器底部放在被测表面上，让测针尽量伸到波谷，此时显示的读数即为波峰到波谷的值头，随即记录显示屏上的读数。
5. 结果判定5.1 构件表面粗糙度的规定值后面没有注明“max”（最大值）时，若出现下述情况，工件表表面粗糙度为合格，否则应判废。
A．第1个实测值不超过规定值的70%，否则应再测量2个值；B．最初的3个实测值不超过规定值，否则应再测量3个值；C．最初的6个实测值中只有1个值超过规定值，否则应再测量6个值；D．最初的12个实测值中只有2个值超过规定值；F．对于重要构件，实测值可超过12点，如测量25次，允许有4个实测值超过规定值。
5.2 构件表面粗糙度的规定值后面注明了“max”（最大值）时，一般在表面可能出现最大值（为有明显可见的深槽）处应至少进行3次测量，如果表面呈均匀痕迹，则可在均匀分布的3个部位分别测量。
6. 相关质量记录表格6.1钢结构涂装检测委托单6.2钢结构表面粗糙度检测原始记录表。
5.表面粗糙度轮廓及其检测
1．幅度参数 1)轮廓的算术平均偏差
近似为
Ra 1
l
y dx
l0
Ra 1 n
n i1
yi
y1 y2
Ra
x yn yi
图5-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定
Rz Zp1
Zv1 Zv2
Zp2 Zv3
Zv4 Zp3
Zp4 Zp5 Zv5
Zp6 Zv6
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
第一节 表面粗糙度轮廓的基本概念
一、表面粗糙度轮廓的界定
表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。
图5-1 表面轮廓
完工零件实际 表面轮廓
实际表面轮廓 表面粗糙度轮廓 波纹度轮廓 λ 宏观形状轮廓
图5-2 零件表面几何形状误差及其组成成份
二、表面粗糙度轮廓对零件工作性 能的影响
1．耐磨性 2．配合性质稳定性 3．耐疲劳性 4．抗腐蚀性
二、 表面粗糙度轮廓的中线
表面粗糙度轮廓中线是为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。
1．轮廓最小二乘中线
最小二乘中线
yi
lr
图5-4 表面粗造度轮廓的最小二乘中线
2．轮廓算术平均中线
n
n
F i F i '
i 1 i 1
算术平均中线
F1
F2
Fi
F1′
Fi′
F2′
lr
图5-5表面粗造度轮的算术平均中线
如果需要控制表面加工纹理方向时，加注加工 纹理方向符号，见图5-10d。标准规定了加工纹理方 向符号，如表5-10所示。
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。
5 表面粗糙度轮廓及其检测
5 表面粗糙度轮廓及其检测一、填空题：1、表面粗糙度是指（加工表面）所具有的（较小间距）和（微小峰谷）不平度。
2、测量表面粗糙度轮廓时，应把测量限制在一段足够短的长度上，这段长度称为（取样长度）。
3、GB/T3505-2009规定的表面粗糙度轮廓参数中，常用的两个幅度参数的名称是（轮廓的算术平均偏差）和（轮廓的最大高度）；常用的间距参数的名称是（轮廓单元的平均宽度）。
4、评定表面粗糙度高度特性参数包括（轮廓算术平均偏差Ra）和（轮廓最大高度Rz）。
5、表面粗糙度的评定参数有：（Ra）、（RZ）、（RSm）、（Rmr (C)）。
6、表面粗糙度代号在图样上应标注在（可见轮廓线）、（尺寸界线）或其延长线上，符号的尖端必须从材料外（指向）表面，代号中数字及符号的注写方向必须与（尺寸数字方向）一致。
7、表面粗糙度的选用，应在满足表面功能要求情况下，尽量选用（较大）的表面粗糙度数值。
8、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。
9、表面粗糙度的常用测量方法有：（比较法）、（光切法）、（针触法）、（干涉法）。
35．表面粗糙度是指表述加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性的术语。
36．评定长度是指评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度，它可以包含几个取样长度。
37．测量表面粗糙度时，规定取样长度的目的在于能在测量范围内保持表面粗糙度特征，达到限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。
38．国家标准中规定表面粗糙度的主要评定参数有R a、R z、R y 三项。
二、判断题：1、零件的尺寸公差等级越高，则该零件加工后表面粗糙度轮廓数值越小，由此可知，表面粗糙度要求很小的零件，则其尺寸公差亦必定很小。
（×）2、测量和评定表面粗糙度轮廓参数时，若两件表面的微观几何形状很均匀，则可以选取一个取样长度作为评定长度。
（√）3、表面粗糙度的三类特性评定参数中，最常采用的是高度特性参数。
互换性与技术测量 第五章_表面粗糙度轮廓及其监测
第五章表面粗糙度轮廓及其监测一、判断题1.Rz参数由于测量点不多，因此在反映微观几何形状高度方面的特性不如Ra参数充分。
（对）2.零件的尺寸精度越高，通常表面粗糙度参数值相应取得越小。
（对）3.零件的表面粗糙度值越小，则零件的尺寸精度应越高。
（错）4.利用摩擦原理工作的表面应比非摩擦表面的表面粗糙度数值小。
（错）5.确定表面粗糙度时，通常必须三项高度特性方面的参数中选取。
（对）6.对过盈配合来说，表面粗糙会减小实际有效过盈，降低连接强度。
（对）7.轮廓的算术平均偏差最客观全面的反映了零件表面的粗糙程度。
（对）8.评定表面粗糙度时，规定取样长度是为了使测量方便。
（错）9.轮廓支撑长度率越大，则轮廓承受载荷的面积越大，所以就越耐磨。
（对）10.表面越粗糙，取样长度应越长。
（对）11.轮廓微观不平度的平均间距和轮廓支撑长度率主要用于控制表面加工痕迹的细密度。
（对）13.要求配合精度高的零件，其表面粗糙度数值应大。
（错）14.在加工过程中，刀具进给不规则或回转质量不平衡会形成工件表面波纹度。
（对）15.受交变载荷的零件，其表面粗糙度值应小。
（对）16.符号代表用任何方法获得的表面粗糙度，Ｒa的上限值为3.2。
（错）17.同一加工表面的值肯定大于值。
（对）18.评定表面轮廓粗糙度所必需的一段长度称评定长度，它可以包含几个取样长度。
（对）19.选择表面粗糙度参数值应尽量小。
（错）20.评定表面粗糙度时，规定评定长度是为了减少表面波度的影响。
（错）21.工件表面越粗糙，摩擦系数越大；工件表面越光洁，摩擦系数越小（错）22.国家标准规定经常采用的表面粗糙度幅度参数为轮廓算术平均偏差和轮廓的均方根偏差。
（错）二、填空题1.在同一水平位置上，轮廓支撑长度率数值越大，表示实体材料的长度占评定长度的比率越( )，( )和( )越好。
[答案]大；支撑刚度；耐磨性2.选择表面粗糙度轮廓的评定参数时，应优先使用( )。
[答案]轮廓的算术平均偏差3.用去除材料的方法获得的表面Ra的最大值为3.2，Ra的最小值为1.6，则该表面的粗糙度轮廓应标注为( )。
表面粗糙度及检测
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（三）干涉法
干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度数值的 一种方法。干涉法所用的仪器是干涉显微镜，通常 用来测量 Rc和Rz值，测量Rc值的范围一般为 0.4~1 μm。
1.干涉显微镜的测量原理
干涉显微镜的外形如图 4-22所示，其测量原理如图 423所示。由光源 1发出的光线，经聚光滤色镜组 2聚 光和滤色，再经反射镜 3转向，通过光栏 4、5和物 镜6，投射于分光镜 7的半透明半反射膜后分成两路 光束，一路光束透过分光镜 7和补偿镜 10、物镜11 射向工件被测表面 P2，经P2反射后原路返回，再射 在分光镜上，射向观察目镜 16。另一路光束由分光 镜7反射，经滤色片 8、物镜9射向标准反射镜 P1， 再由P1反射也经原路返回，透过分光镜，射向观察 目镜16。
图4-11 干涉显微镜的外形
1—光源；2—光源调节螺钉； 3、5—工作台微动千分尺； 4—工作台； 6—工作台固定螺钉； 7—仪器调修时用的手柄； 8—遮光板转动手柄； 9—调整干涉条纹方向及宽度的手柄； 10—调焦旋钮； 11—底座；12—照相机； 13—侧微目镜调节手轮； 14—目镜； 15—遮光片移动手柄
比较法使用简便，但判断的准确程度有限，所以适用 于车间中近似评定粗糙度较大的工件 。
（二）光切法
光切法是利用光切原理来测量表面粗糙度数值的一种方法。 光切法所用的仪器是光切显微镜 (又称为双管显微镜)，它适 宜测量轮廓单元的平均高度Rc和轮廓最大高度Rz值，测量 Rc值范围一般为0.8~6.3 μm。
3、轮廓单元的平均宽度 RSm ：是指在一个取样长度 内，轮廓单元宽度值 Xs的平均值
? RSm ?
表面粗糙度与检测(新国标)
1. 表面粗糙度要求标注的内容
表面粗糙度 要求标注的内容：
表面粗糙度单一要求（不可省略）
补充要求
传输带 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 所示。
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）。
（4）配合要求高的表面，表面粗糙度值应小些。
（5）对防腐性能、密封性能要求高的表面，表面粗糙度 值应小些。 （6）配合零件表面的粗糙度与尺寸公差、形位公差应协 调。一般应符合：尺寸公差>形位公差＞表面粗糙度。 （7）同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸，轴比孔的 粗糙度值要小。 （8）有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的应按相应 标准确定表面粗糙度数值. （9）要求外表美观的表面，表面粗糙度值应小些。
7/31/2019
三. 表面粗糙度的参数数值及其选用
1. 表面粗糙度的参数数值
表5.1～5.5
表5.1 Ra 的数值
0.12
0.20
3.2
50
0.025
0.40
6.3
0.050
0.80
12.5
0.100
1.60
25
表5.2 Rz 的数值
0.025
0.40
6.3
0.050
0.80
12.5
0.100
1.60
2. 间距参数
轮廓单元: 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。
轮廓单元宽度Xsi: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。
轮廓单元的平均宽度 RSm:
实验三 测量表面轮廓的粗糙度
实验三测量表面轮廓的粗糙度
1．实验目的
（1）了解表面粗糙度轮廓幅度参数；
（2）了解表面粗糙度轮廓仪的测量原理；
（3）加深对表面粗糙度Ra的理解。
2．原理
表面粗糙度轮廓幅度参数Ra、Ry、Rz
1)Ra-轮廓算术平均均偏差：在取样长度内，轮廓偏差的绝对值的算术平均值。
2)Ry-轮廓最大高度：在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷线之间的距离。
3)Rz-微观不平度十点高度：在取样长度内，五个最大轮廓峰高的平均值与五个最大轮廓谷深的平均值之和。
是利用触针解除轮廓表面，将触针起伏的高度变化转化为电信号，输入计算装置计算出相应的参数大小。
3．实验材料和仪器设备
（1）表面粗糙度轮廓仪；
（2）表面粗糙度轮廓标准样块；
（3）试样。
4．实验步骤
（1）按要检测表面粗糙度的大致范围设定表面粗糙度轮廓仪参数（取样长度lr=0.8mm 和评定长度ln=4mm）；
（2）用标准样块校准表面粗糙度轮廓仪粗；
（3）测量；
（4）读数；
（5）整理实验设备。
5．实验数据及其处理
实验数据及其处理结果记录于表2中。
表2 轮廓最大高度的实验数据及其处理
6．问题讨论
（1）用表面粗糙度轮廓仪时，为什么要针对不同的表面取不同的取样长度？（2）为什么要限定触头的接触压力？。
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• 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 可度以参省数略：；当选用Ra时，只需在代号中标出其参数值，“Ra”本身
• 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
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7
F1
F2
y=f(x)
0 G1
G2 L
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Fn x
Gm
8
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
TIT≈0，.4则ITR，a≤则0.0R1a2≤0IT.0；25RITz≤；0.R05z≤IT0.1 IT T≈0.25
T＜0.25 IT，则Ra≤0.15 T； Rz≤ 0.6 T
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17
表面粗糙度的符号
• 在图样上表示表面粗糙度的符号有三种：
• a为基本符号，表示表面可以用任何方法 获得；b表示表面是用去除材料的方法获 得的；c表示表面是用不去除材料的方法 获得的。
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4
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。 （标准见书P108 表5-1。）
• 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。
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。
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2
课题二、（续）
表面粗糙度
(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。
第五章 表面粗糙度轮廓及检测
• 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。
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1
基本概念
• 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
Rz i1
i1
5
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11
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12
表面粗糙度评定参数（三）
（3）轮廓最大高度Ｒy • 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线
之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中 线且分别通过轮廓最高点和最低点。
Ry =︱ypmax︱+︱yvmax︱ •
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13
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14
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 高反度 映参 零数 件。 表推 面荐轮优廓先的选特用征。Ra值以，下因情为况R下a能例充外分：
• 当（围表 便Ra面 于＜过 选0.于 择02粗 用5 μ糙于m（测）量R时a＞R，z6的.可3仪μ选m器）用测或R量z，过。因于为光此滑范 • 当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。 • 当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪
• 评定长度一般按5个取样长度来确定。
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5
基准线
L
L
L
L
L
n
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6
表面粗糙度的基本术语（二）
• 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m：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。即：
n
yi2 min
• 轮廓算术平均中i1 线m ：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 。即：F1+F3+…+F2n-1= F2+F4+…+F2n
表的小元件的表面，可选用Ry值。
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15
表面粗糙度（参数值）的选择
• 表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件 表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数 值。
• 一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表 面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小； 受循环载荷的表面要小；配合要求高、联接要 求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一 精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。常用表面粗糙度值与所适应的零件表 面见P112表5-6、5-7。
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16
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
•
a
bc
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18
表面粗糙度的代号
• a的1、允a许2 处值为（粗μm糙）度；高度参数
• b处标注加工方法、镀涂或 其它表面处理；
• c处标出取样长度（mm）；
• d标出加工纹理方向符号；
• e处标出加工余量（mm）；
• f处标出间距参数值（mm） 或轮廓支承长度率。
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19
表面粗糙度的标注
(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。
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3
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。
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
Ra
1 l
ห้องสมุดไป่ตู้
l 0
y(x)dx
1 n
Ra
n
i1
yi
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9
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10
表面粗糙度评定参数（二）
（2）微观不平度十点高度Ｒz
• 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。
5
5
ypi yvi