表面粗糙度轮廓及其检测E
表面粗糙度及其检测
3.2.1 表面粗糙度评定参数及其数值
1.术语及定义 (1) 取样长度l(新标准中用lr)： 指在轮廓总的走向上量取的用于测量或评定表面粗糙度所 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。表面越粗糙，取样长度就越大。 (2) 评定长度ln(新标准中用ln)： 在评定或测量表面轮廓时所必须的一段长度。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。通常评定长度一般按5个取样长度来确定。 如下图
第3章 表面粗糙度及检测
图5-7
轮廓单元的宽度
第3章 表面粗糙度及检测
评定参数的选择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。 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。 当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。
同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。 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≤0.015 T； Rz≤ 0.6 T
20
32 40
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。
表面粗糙度量测方法
表面粗糙度是对工件质量进行评估的重要指标之一，对于其在使用过程中的配合质量、运动精度以及耐磨损性等都有着不容忽视的影响，因此，想要保证工件的加工质量，就必须采取有效措施，降低表面粗糙度。
表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。
由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。
表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
一般标注采用Ra。
表面粗糙度测量方法一、接触式测量方法接触式测量方法指的是，在测量设备中的探测位置会直接与表面接触，可以帮助人们获取被测表面的信息。
但是这种测量方式不适用于刚性强度偏高、容易发生磨损的表面。
1、比较测量方法在车间普遍应用的测量方法是比较法。
比较法指的是将对比粗糙度样板与被测表面进行比较，测量人员直接用手的触摸来确定表面的粗糙度，或者通过肉眼观察，也可以使用放大镜、比较显微镜来对比。
通常情况下，当粗糙度评定参数值偏高时，可以运用比较法，但是很可能造成很大的误差。
2、印模法印模法指的是采用一些塑性材料当做块状印模，然后将其与被测表面互相贴合，再取下时，印模上会出现表面的具体轮廓，测量人员可以开始测量印模的表面，这种方式可以获取部件的表面粗糙度。
一些规模大的零件内表面测量工作无法通过设备来完成，可以使用印模法来实现。
然而印模法也存在一定缺陷，它的准确性不强，而且操作过程很复杂。
3、触针法触针法的另一种名称是针描法。
这种方法是在被测表面上放置一根很尖的触针，测量过程中需要垂直放置，使触针做横向移动。
根据被测表面的轮廓，触针会自行做垂直起伏运动。
把触针所做的位移活动利用电路转变为电信号后，可以将其方法，分析与计算后就可以获取表面粗糙度的指数。
触针法主要包括感应式、压电式以及电感式等几种方法。
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 %
第5章 表面粗糙度及其检测讲解
2.λc轮廓滤波器(λc profile filter) 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。当
测量信号通过λc滤波器后将抑制波纹度的影响。
3.取样长度lr
取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准 线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。
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。尤其是当零件受到交变载荷时，零件的疲劳损坏可 能性越大，疲劳强度越差。
此外，表面粗糙度还影响零件的密封性能、产品的美观和 表面涂层的质量等。
第二节 表面粗糙度的评定
一、基本术语及定义
1. 轮廓滤波器(profile filter) 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。在测量粗糙度、
Zv 4 Zp 3
Zp 4 Zp 5 Zv 5
Zp 6 Zv 6
2)轮廓的最大高度
在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Zp与最大轮廓谷 深Zv之和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示， 即Rz = Zp + Zv
中线 lr
图5-7 表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定
2．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
表面结构要求图形标注的演变
第三节 表面粗糙度的标注
一、表面粗糙度轮廓的符号和代号
1.表面粗糙度的基本符号
2．基本符号周围有关的标注 a ~标注表面结构的单一要求，注写顺序: 传输带（测量
粗糙度轮廓参数值时所用轮廓滤波器的限定波长范围）和取样 长度, 表面结构参数代号, 极限值。在传输带和取样长度后应 有一斜线“/”。 例如：0.0025~0.8/Rz 6.3
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。
4.3表面粗糙度数值的选择及检测
三、表面粗糙度轮廓参数允许值的选择原则：
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。 （1）同一零件上工作表面粗糙度值，比非工作表面粗糙度值小。
工作表面
非工作表面
(2)摩擦表面粗糙度值比非摩擦表面粗糙度值小； 滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的表面粗糙度参数值要小； 运动速度高、压力大的摩擦表面比运动速度低、压力小的摩擦
4-3 R轮廓参数的选用及其检测
一.表面粗糙度轮廓技术要求的内容
1、必须标注参数符号及允许值，同时还应标注传输带、取样长 度、评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不标注）、极限 值判断规则（若默认采用16%规则，则不标注）。
2、必要时可以标注补充要求，如表面加工纹理及方向、加工余量、 附加的Rsm等。
表面的粗糙度参数值要小。
(3)受循环载荷的数值要小。
(4）配合要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面及要求连接 可靠且受重载的过盈配合表面，均应取较小的粗糙度参数值。
(5）配合性质相同时，一般情况下，零件尺寸越小，则表面粗糙 度参数值应越小；在同一精度等级时，小尺寸比大尺寸，轴比孔 的表面粗糙度参数值要小；尺寸公差，表面形状公差小时，其表 面粗糙度参数值要小。
二.表面粗糙度轮廓参数的选择
1、通常只给出幅度参数符号（Ra或Rz）及极限值，而其他要求则 采用默认的标准化值。
2 、 一般采用Ra 作为评定参数。对于极光滑和粗糙的表面和零件材料 较软时，不能用Ra仪器测量，而采用Rz作为评定参数。
3 、 附加参数Rsm用于密封性要求高的表面，Rmr（c）用于耐磨性 要求高的表面。
(6）防腐性、密封性要求越高，表面粗糙度参数值应越小。
四、表面粗糙度轮廓常用测量方法
比较法 针描法 光切法 显微干涉法
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。
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( )。
面粗糙度怎么测量_测量表面粗糙度的方法【详解】
表面粗糙度怎么测量_ 测量表面粗糙度的方法内容来源网络，由深圳机械展收集整理！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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3
二、表面粗糙度概念
表面粗糙度 是指 加 工后 零 件表 面 的 微 小峰谷（Z）高低程度 和间距（S）状况。
间距 S
高低 表面粗糙度轮廓的产生： Z
(1) 切削后遗留 的刀痕；
(2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。
4
三、表面粗糙度轮廓对零件使用性 能的影响
16
第三节 表面粗糙度轮廓的应用 一、 表面粗糙度轮廓技术要求的内容
规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须给出表面粗糙 度轮廓高度参数及允许值和测量时的取样长度值这两项基本 要求，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。 表面粗糙度的参数值已经标准化，设计时应按国家标准 GB/T1031—1995《表面粗糙度参数及其数值》规定的 参数值系列选取。
20
表面粗糙度参数值的选用原则
工作表面的Ra值比非工作表面小 摩擦表面Ra值比非摩擦表面小 速度高、压力大，受交变应力作用的圆角沟槽Ra小 配合表面、过盈配合表面Ra小 要求防腐蚀、密封性能、外观表面Ra小 Ra值与尺寸公差和形位公差协调，尺寸公差值和形位公 差值越小，表面粗糙度的Ra值应越小
在取样长度Lr内，取一条平行于中线的直线，该线与轮 廓相截，在轮廓上各段截线bi长度之和称为轮廓支承长度η p。 n ηp= b
i
i 1
式中bi为第i段截线的长度。
轮廓支承长度率tp指轮廓支承长度ηp与取样长度Lr之比。 轮廓支承长度率tp对应于水平截距c给出。 p tp=
lr
图5-10 轮廓支承长度
思考题与习题
1、实际表面轮廓上包含哪几种形状误差？ 2、表面结构中粗糙度轮廓对零件的使用性能有什么影响? 3、为什么在表面粗糙度轮廓标准中，除了规定“取样长度” 外，还要规定“评定长度”？ 4、表面粗糙度轮廓参数的选用原则是什么？表面粗糙度 轮廓参数允许值的选用原则是什么 5、表面粗糙度轮廓参数的最大值（最小值）与上限值 （下限值）有何不同？
Rz 0 . 6 T
21
（T为形状公差值， IT为尺寸公差值 ）
22
23
24
第四节 表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上标 注的方法
25
一、表面粗糙度轮廓的符号和代号
1.表面粗糙度的符号
26
2．表面粗糙度的代号
b
a1，a2 ——粗糙度高度参数 代号及其数值（um）； b ——加工要求、镀覆、涂 覆、表面处理或其他说明等； c ——取样长度（mm）或波 纹度（um）； 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 a1 a2 c/f
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。
完工零件实际 表面轮廓
图5-1 表面轮廓
2
实际表面轮廓
表面粗糙度轮廓 表面粗糙度：波距<1mm 波纹度轮廓 表面波纹度：波距=1～10mm 宏观形状轮廓 形状误差：波距>10mm
λ
图5-2 零件表面几何形状误差及其组成成份
T 0 . 6 IT
Ra 0 . 05 IT
Ra 0 . 025 IT Ra 0 . 012 IT
Rz 0 . 2 IT Rz 0 . 1 IT
T 0 . 4 IT
T 0 . 25 IT 。
Rz 0 . 05 IT
T 0 . 25 IT
Ra 0 . 015 T
第五章 表面粗糙度轮廓及其 检测
学 习 指 导 本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和标 注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。学习要求是从 微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概念；了解表 面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。理解规定取样 长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度轮 廓的高度特征参数及其检测手段；了解表面粗糙度轮廓的 间距及形状特征参数；掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值 的选用原则和方法。熟练掌握表面粗糙度轮廓技术要求在 零件图上标注的方法。 1
lr
最大高度Ry
图5-8 表面粗糙度轮廓最大高度
13
2． 间距特征参数 （1）轮廓单峰平均间距S
在取样长度Lr内，轮廓的单峰间距Si的平均值，称为轮廓 单峰平均间距S。 所谓轮廓单峰间距Si指两相邻单峰最高点之间的距离投 影在中线上的长度。 n
s
Si为第i个轮廓单峰间距。
1
n
si
i 1
图5-9 轮廓单峰间距和轮廓微观不平度间距
33
(e)
d
图5-11 表面粗糙度轮廓代号
27
二、 表面粗糙度轮廓代号的标注方法
1．表面粗糙度轮廓高度参数的标注示例
28
29
2．表面粗糙度轮廓技术要求其它项目的标注 按标准规定选用对应的取样长度时，则在图样 上省略标注，否则应按如图5-12a所示方法标注取样 长度，图中取样长度取值为0.8 mm。如果某表面的 粗糙度要求按指定的加上方法(如铣削)获得时、可 用文字标注见图5-12b。 如果需要标注加工余量(设加工总余量为5mm)， 应将其标注见图5-12c。 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5-12d。标准规定了加工纹理方 向符号，如图3-9所示。
1．对磨擦和磨损的影响
表面不是越光越好。
2．对工作精度的影响 3．对配合性质的影响 4．对零件强度的影响 5．对抗腐蚀性的影响 6．对结合面密封性的影响
5
第二节 表面粗糙度轮廓 的评定
一、取样长度和评定长度
1．取样长度lr
取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的 一段基准线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。
要求有较高耐腐性，在交变应力条件下工作的 零件表面、窄小的表面及刃口等表面，才选Rz。 间距参数S或Sm和支承参数tp一般不单独使用， 与高度参数联合使用。
为了保证涂漆性能、提高抗腐蚀性及减少流动摩擦
阻力时选用间距参数S或Sm 。
当表面的耐磨性、接触刚度和密封性要求较高时，
选择支承参数tp 。
19
三、表面粗糙度轮廓参数允许值的选择
表面粗糙度参数值的选用原则 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，参数的允许值应尽 可能大些。 一般在规定表面粗糙度高度特征参数的允许值 时，考虑以下原则：1~8。 具体选用表面粗糙参数值时，通常根据统计资 料采用类比的方法确定。见附表5-6、5-7、5-8。
Ra
X lr
图5-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定
11
（2）微观不平度十点平均高度 Rz
在一个取样长度范围内，被测轮廓上5 个最大轮廓峰高 Zpi的平均值，与5 个最大轮廓谷深Zvi平均值之和，称之为 微观不平度十点平均高度，用符号Rz表示，
1 5 即Rz = ( z 5 i 1
Zp1
pi
z vi )
m
j
算术平均 中线
S1
S2
lr
Sj
X
10
图5-5 算术平均中线
三、 表面粗糙度的评定参数
1．高度特征参数 （1）轮廓的算术平均偏差
Ra
—
在lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术 平均值(见下图）。
Ra 1 lr
lr
Z ( x ) dx
0
Ra 1 n
i 1
n
Zi
Z(x)
Zi
算术平均 偏差Ra
i 1
5
Zp3
Zp4
Rz
Zp2
Zv4
Zp5
Zv5
Zp6 Zv6
12
Zv1 Zv2
Zv3
中线
lr
图5-7 表面粗糙度轮廓的微观不平度十点高度Rz的确定
（3）轮廓的最大高度 Ry
在lr内 Z(x)
Z P1
Ry Z P max Z V min
Z Pmax
中线
Ry
Z v1
Z v2
X
Z v max
17
二、表面粗糙度轮廓评定参数的选择
表面粗糙度评定参数选用原则 根据零件的工作条件和使用性能，既考虑能表 征表面的几何特性和表面功能参数，又要考虑表面 粗糙度检测仪器（或测量方法）的测量范围和工艺 的经济性。 选定评定参数时，高度特征参数是基本的评定 参数，间距和形状特征参数是附加评定参数。
18
一般情况从高度参数Ra和Rz中任选一个，优先 选用Ra。
Z(x)
lr
Z 2 ( x ) dx
Z min
i 1
n
2 i
zi
最小二 乘中线
x
X
lr
图5-4 最小二乘中线
9
2. 轮廓算术平均中线— 在 lr 内， F1 F 2 ... Fi
F
1
n
i
Байду номын сангаас
S 1 S 2 ... S j
Z(x)
F1 F2 Fi
S
1
30
铣 6.3 0.8 3.2 (5) 3.2 3.2
a)
b)
c)
d)
图5-12表面粗糙度其它项目的标注
3.2
30
3.2 3.2 12.5
c 45
其余
25
12.5
1.6
3.2
30
f
0.4
M
f
f
12.5
60
3.2
图5-13表面粗糙度代号标注示例
3.2