表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
表面粗糙度评定参数
表面粗糙度评定：参数选择与测量方法表面粗糙度是指物体表面经过加工或自然形成后，其表面上所具有的微观几何形状特征。
表面粗糙度评定参数是用来评价表面粗糙程度的物理量，包括轮廓算术平均偏差、轮廓最大高度、轮廓线数、轮廓单元平均宽度等。
以下是表面粗糙度评定的主要参数及介绍：1. 轮廓算术平均偏差（Ra）：轮廓算术平均偏差是指在取样长度内，沿轮廓线方向上，轮廓偏距绝对值的算术平均值。
它反映了表面微观几何形状的高度特征，是表面粗糙度评定的主要参数之一。
2. 轮廓最大高度（Rz）：轮廓最大高度是指在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的垂直距离。
它反映了表面微观几何形状的深度特征，是表面粗糙度评定的主要参数之一。
3. 轮廓线数（Rc）：轮廓线数是指在取样长度内，轮廓线上波峰和波谷的数目。
它反映了表面微观几何形状的波峰和波谷数量特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
4. 轮廓单元平均宽度（Rt）：轮廓单元平均宽度是指在取样长度内，轮廓单元的平均宽度。
它反映了表面微观几何形状的宽度特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
5. 轮廓单元平均高度（Rsm）：轮廓单元平均高度是指在取样长度内，轮廓单元的平均高度。
它反映了表面微观几何形状的高度差异特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
6. 轮廓支承长度率（Rsk）：轮廓支承长度率是指轮廓线上，支撑点的平均支撑长度与取样长度之比。
它反映了表面微观几何形状的支撑特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
7. 轮廓峰密度（Rp）：轮廓峰密度是指在取样长度内，轮廓线上波峰的数量与取样长度的比值。
它反映了表面微观几何形状的峰密度特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
8. 轮廓谷密度（Rv）：轮廓谷密度是指在取样长度内，轮廓线上波谷的数量与取样长度的比值。
它反映了表面微观几何形状的谷密度特征，是表面粗糙度评定的辅助参数之一。
以上是表面粗糙度评定的主要参数及介绍。
在实际应用中，根据不同表面的加工要求和评价目的，选择合适的评定参数来评估表面的粗糙程度，以保证产品质量的稳定性和可靠性。
表面粗糙度的三个评定参数
表面粗糙度的三个评定参数一、介绍表面粗糙度是衡量物体表面粗细程度的参数，对于很多行业来说都是十分重要的质量指标。
在工业制造、建筑材料、土木工程等领域，粗糙度的评定参数对于保证产品质量、提高工程效率具有重要意义。
本文将介绍表面粗糙度的三个评定参数，包括使用范围、计算方法以及实际应用。
二、RMS粗糙度RMS（Root Mean Square）粗糙度被广泛应用于表面粗糙度的评定中。
RMS粗糙度是指表面粗糙度的均方根值，通过测量垂直于表面方向上的高度差来计算。
1. 计算方法：1.选取一小块表面区域；2.将该区域的高度值减去表面均值，得到各点的高度差；3.对高度差的平方求和；4.将求和结果除以测量区域的面积；5.取结果的平方根，即为RMS粗糙度。
2. 应用领域：RMS粗糙度广泛应用于汽车、航空航天等工业领域，用于评估零件的表面质量。
在生产过程中，根据RMS粗糙度的标准进行检测和筛选，可以保证零件的质量符合要求，提高生产效率和产品可靠性。
三、Ra粗糙度Ra（Roughness average）粗糙度指表面高度差的平均值，常用于描述表面粗糙度的平均水平。
1. 计算方法：1.选取一小段表面轨迹；2.计算轨迹上各点的高度差；3.将高度差的绝对值累加；4.将累加结果除以轨迹长度；5.得到的结果即为Ra粗糙度。
2. 应用领域：Ra粗糙度常用于机械工程、船舶制造等领域，用于评估零件表面的加工质量。
根据Ra粗糙度的要求进行表面加工，可以保证零件与零件之间的配合接触面积更大，提高零件的使用寿命和性能。
四、Rz粗糙度Rz（Average maximum height）粗糙度表示单位长度内最大凹凸高度的平均值，常用于对表面粗糙度的极值进行评定。
1. 计算方法：1.选取一小段表面轨迹；2.在轨迹上找到最高点和最低点；3.计算最高点和最低点之间的高度差；4.同样方法找到其它最高点和最低点，累加高度差；5.将累加结果除以轨迹长度；6.得到的结果即为Rz粗糙度。
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。
表面粗糙度最新国家标注
评定长度一般按5个取样长n 度来确定。
3/29/2020
评定表面粗糙度的基准线
评定表面粗糙度的基准线,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 i 1
技术产品文件中表面结构要求标注的控制元素
3/29/2020
a 上限或下限符号U或L b 滤波器类型“x”。标准滤波器是高斯滤波器(GB/T 18777)。
以前的标准滤波器是2RC滤波器。将来也可能对其他的滤波器 进行标准化。在转换期间，在图样上标注滤波器类型对某些公 司比较方便。滤波器类型可以标注为“高斯滤波器”或 “2RC"。滤波器名称并没有标准化，但这里所建议的标注名 称是明确的，无争议的。
表面粗糙度GB/T 131- 2006
重机技术中心标准化 侯岩舒 2016.8
新国标 GB/131- 2006《产品几何技术规范( GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》
充分考虑了对零件表面质量影响的多种因素, 除表面粗糙度外还有在机械加工过程中, 由 于机床、工件和刀具系统的振动, 在工件表 面所形成的间距比粗糙度大得多的表面不平 度、即波纹度的影响。所以, 表面粗糙度、 表面波纹度以及表面几何形状误差总是同时 生成并存在同一表面上综合影响零件的表面 轮廓。
3/29/2020
5 表面结构要求在图样中的注法
图1 表面结构要求的注写方向
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标注在轮廓线上或指引线上
表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一 致。表面结构要求可标注在轮廓线上, 其符号应从材料 外指向并接触表面, 如图 2 所示。必要时, 表面结构也 可用带箭头或黑点的指引线引出标注, 如图 3 所示。
CH5表面粗糙度-文档资料
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
表面粗糙度最新国家标注
有关检验规范的基本术语
1 取样长度和评定长度
取样长度——测量表面粗糙度轮廓时，测量限制的一
段足够短的长度，以限制或减弱波纹度、排除形状误 差对表面粗糙度轮廓测量的影响。（详见P134表5-1） 评定长度默认为 5 个取样长度, 否则应注明个数。 例如Rz0.4、Ra3 0.8、Rz1 3.2 分别表示评定长度
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。 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
极限值判断规则
2 最大规则: 运用本规则时, 被检的整个表 面上测得的参数值一个也不应超过给定的 极限值。 16%规则是所有表面结构要求标注的默认 规则。即图样上不注写其它符号时，均默 认为应用 16%规则( 例如 Ra0.8) 。即当 参数代号后标注写“max”字样时, 则应用 最大规则( 例如 Ramax0.8)
即：F1+F2+…+Fn= G1+G2+…+Gm
F
1
F
2
y=f(x)
Fn
0 G1 G2 L Gm
x
轮廓参数
轮廓参数，与GB/T 3505标准相关的参数 有： —R轮廓（粗糙度参数）； —W轮廓（波纹度参数）；
—P轮廓（原始轮廓参数）。
评定表面结构常用的参数（三大参数）
轮廓参数( 由 GB/T35052000 定义)
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。
表面粗糙度与检测(新国标)
在给定的水平位置C上，轮廓的实体材料长度Ml(C)与评定长度ln的比率。
n
bi
Rm(rc) i1 ln
Ml(C)/ln
C = Rz %
图5.8 轮廓的支承长度率
表面粗糙度评定参数共 4个：
基本参数 2个
附加参数 (辅助参数)
2个
Ra —轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率
见表5-1。 2.评定长度
评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必须的一段长度，它可以 包括一个或几个取样长度，如图5-2所示。由于被测表面上各处的 表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样上往往不能合理反映被测量 表面的粗糙度，所以需要在几个取样长度上分别测量，取其平均值 作为测量结果。
3. 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
Z(x)
Z P1
Z Pmax
中线
Rz
Z v1
Z v2
Z vmax
x
lr
最大高度Rz
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:
在取样长度lr
内，轮廓单元宽度Xsi的平均值：
RSm
1 m
m i1
Xsi
3. 混合参数（形状参数） 轮廓的支承长度率Rmr(C) —
摩擦面比非摩擦面值小；
参数值的选用 （标准化）
考虑（类比法）、密封性好等值小；
注意与尺寸公差和几何公差的协调
特殊应按标准规定确定粗糙度值
粗糙度检测标准
Ry3.2
用任何方法获得的表面，Ry的上限值为3.2μm
Rz200
用不去除材料方法获得的表面，Rz的上限值为200μm
Rz3.2
Rz.1.6
用去除材料方法获得的表面，Rz的上限值为3.2μm，下限值为1。6μm
3.2
Ry12。5
1。6
光面
可辨加工痕迹方向
金刚石、车刀精车、精铰、拉力加工、精磨、研磨、抛光
要求保证定心剂配合特性的表面，如轴承配合表面、锥孔等
0。6
微辩加工痕迹方向
要求能长期保持规定的配合特性，如标准公差为IT6、IT7的轴和孔
用去除材料方法获得的表面,Ra的上限值为3。2μm，Ry的上限值为12.5μmRy
三、各级表面粗糙度的表面特征、加工方法及应用举例（表1—2）
表1-2各级表面粗糙度的表面特征、加工方法及应用举例
表面粗糙度
表面外观情况
获得方法举例
应用举例
级别
名称
100
粗面
明显可见刀痕
毛坯经过粗车、粗刨、粗铣等加工方法所获得的表面
粗糙度的检测标准
一、表面粗糙度的评定参数
按照国家标准规定，表面粗糙度的评定参数应在轮廓算术平均偏差（Ra）、微观平面度十点高度（Rz）和轮廓最大高度（Ry)项目中选取.国家标准优先选用Ra.
二、表面粗糙度符号（见表1-1）
表1—1表面粗糙度符号（GB/T131-1993）
符号
意义
基本符号上加一短横线，表示表面特征是用去除材料的方法获得的，如车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工等.
一般的钻孔、倒角、没有要求的自由表面
50
可见刀痕
25
表面粗糙度与检测(新国标)
传输带
补充要求
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 5.10所示。
图5.10 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）。
② 传输带和取样长度 的标注：传输带是指 两个滤波器的截止波 长值之间的波长范围。 长波滤波器的截止波
长值就是取样长度ln。
图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例
传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“—”隔开。 在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号 “—” ，来区别是短波还是长波。
（4）影响抗腐蚀性；
5.2 表面粗糙度的评定
一. 基本术语 1. 取样长度 lr----基准线长度。至少含5个波峰和波谷 2. 评定长度ln--最小的测量长度。至少包括5个取样长度lr
图5.4 取样长度和评定长度
3. 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
标注方向与 尺寸相同
指引线上标 注
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
标注在几 何公差框
格上方
标注在延 长线上
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
其余要求标注在标题 栏附近
（给出基本符号）
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
全部要求标 注在标题栏
3. 混合参数（形状参数） 轮廓的支承长度率Rmr(C) —
在给定的水平位置C上，轮廓的实体材料长度Ml(C)与评定长度ln的比率。
表面粗糙度的评定标准及方法
表面粗糙度的评定标准及方法当钢材表面经喷射清理后，就会获得一定的表面粗糙度或表面轮廓。
表面粗糙度可以用形状和大小来进行定性。
经过喷射清理，钢板表面积会明显增加很多，同时获得了很多的对于涂层系统有利的锚固点。
当然，并不是粗糙度越大越好，因为涂料必须能够覆盖住这些粗糙度的波峰。
太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。
一般的涂料系统要求的粗糙度通常为Rz40~75微米。
1．粗糙度的定义对表面粗糙度的定义有以下几种：hy：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度，ISO8503-3（显微镜调焦法）Ry：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度，ISO8503-4（触针法）Ra：波峰和波谷到虚构的中心线的平均距离，ISO 3274Ry5：在取样长度内，五个波峰到波谷最大高度的算术平均值，ISO8503-4（触针法）有关Rz的表述与Ry5其实是相同的，Rz的表述来自于德国标准DIN 4768-1。
Ra和Rz之间的关系是Rz相当于Ra的4~6倍。
2.表面粗糙度的评定标准为了测定钢板表面粗糙度，不同的标准规定了相应的仪器可以使用，测量值以微米（μm）为单位。
国际标准分ISO 8503成五个部分在来说明表面粗糙度：ISO8503-1：1995表面粗糙度比较样块的技术要求和定义ISO8503-2：1995喷射清理后钢材表面粗糙度分级―样板比较法ISO8503-3：1995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法―显微镜调焦法ISO8503-4：1995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法，触针法ISO8503-5：2004表面轮廓的复制胶带测定法我国的国家标准GB/T 13288-91《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较板块法）》，参照ISO8503所制订。
3.比较样块法评定表面粗糙度在涂装现场较为常用的粗糙度评定方法是比较样块法。
常用的粗糙度比较块有英国易高elcometer125，荷兰TQCLD2040、LD2050以及英国PTER2006、R2007等。
表面粗糙度
四川师范大学机电教研室
2、取样长度l
判别和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线 长度，是为了限制或消弱表面波度对表面粗糙度 测量结果的影响。
一个取样长 度应包含五个 以上的轮廓峰 和轮廓谷。
互换性与质量控制基础
四川师范大学机电教研室
3、评定长度ln 为了更合理地反映零件表面的特征，在评定 或测量表面粗糙度时所必须的一段基准线长度 称为评定长度。可包括一个或几个取样长度。
互换性与质量控制基础 四川师范大学机电教研室
六、 表面粗糙度的方法
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0.05～80μm的车、铣、 刨表面。
三、针描法：利用电动轮廓仪的触针直接在 被测表面上轻轻划过进行测量。能对多种零件 表面、多种参数进行测量。
其余 25
例如：
C×45ο
φ
M
φ
互换性与质量控制基础
φ 四川师范大学机电教研室
★ 在不同方向的 表面上标注时，代 号中的数字及符号 的方向必须按图中 的规定标注。
3.2 30° 3.2
3.2
3.2
★ 代号中的数字 30° 方向应与 尺寸数 字的方向 一致。 ★ 符号的尖端必 须从材料 外指向 表面。
互换性与质量控制基础 四川师范大学机电教研室
四、干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显 微镜测量。可测量Rz和Ry值。
五、衍射法：利用衍射光栅原理进行测量。 用于测量表面纹理为均匀和规则的Sm（或S） ≤0.4mm的外圆表面及平面。
λL S m (S ) = D
D：干涉条纹间距 λ：激光波长
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
表面粗糙度参数及其数值的国家标准
（4）表面粗糙度各参数的数值应在垂直于基准面的各截面上获得。对给定的表面，如 截面方向与高度参数（Ra、Rz）最大值的方向一致时，则可不规定测量截面的方向， 否则应在图样上标出。
（5面缺陷（如沟 槽、气孔、划痕等）包含进去。必要时，应单独规定对表面缺陷的要求。
一、规定表面粗糙度要求的一般规则
2. 表面结构要求在图样和其它技术产品文件中的注法
（1）在规定表面粗糙度要求时，应给出表面粗糙度参数值和测定时的取样长度值两项 基本要求。必要时也可规定表面加工纹理、加工方法或加工顺序和不同区域的粗糙度 等附加要求。
（2）表面粗糙度的标注方法应符合GB/T 131-2006的规定；缺省评定长度值应符合 GB/T 10610-2009的规定。
二、评定表面结构的参数及其数值系列
三、分类及表面粗糙度参数
三、分类及表面粗糙度参数
（6）根据表面功能和生产的经济合理性，当选用标准系列值不能满足要求时，可选取 标准中规定的补充系列值。国家标准对Ra、Rz、Rsm的补充系列值作了明确规定，需 要时可从GB/T 1031-2009附录A中选取。
二、评定表面结构的参数及其数值系列
国家标准规定，表面粗糙度参数从下列两项中选取： ——轮廓的算术平均偏差Ra； ——轮廓的最大高度Rz。 在幅度参数（峰和谷）常用的参数值范围内（Ra为0.025μm~6.3μm，Rz为 0.1μm~25μm）推荐优先选用Ra。
表面粗糙度参数
第 4 章表面粗糙度概述在机械加工过程中，由于切削会留下切痕，切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。
一、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，通常按波距的大小分为：波距≤1mm的属表面粗糙度；波距在1~10mm间的属表面波度；波距＞10mm的属于形状误差。
二、表面粗糙度对零件使用性能的影响1. 对摩擦和磨损的影响一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。
2. 对配合性能的影响表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。
3. 对疲劳强度的影响当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。
4. 对接触刚度的影响表面越粗糙，实际承载面积越小，接触刚度越低。
5. 对耐腐蚀性的影响表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。
此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量，表面的反射能力等等，所以要给予充分的重视。
表面粗糙度的评定一. 基本术语1. 轮廓滤波器把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
2. λ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. 取样长度用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。
推荐的取样长度值见表4-1 。
在取样4. 评定长度评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。
为了充分合理地反映表面的特性，一般取ln =5l 。
5. 轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。
⑴轮廓的最小二乘中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。
在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距 的平方和为最小。
即：⑵轮廓的算术平均中线 在取样长度内， 将实际轮廓划分为上、下两部分，并使上、下两部分的面积相等的基准线。
表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
0.8
1.6
滑动轴承表面
公差 等级
表面
Ra
轴
0.4～0.8
IT6至IT9
孔
0.8～1.6
IT10至 IT12
流体 润滑
轴
0.8～3.2
孔
1.6~3.2
轴
0.1~0.4
孔
0.2~0.8
5.4表面粗糙度符号、 代号及其标注
一、表面粗糙度符号、代号
1、表面粗糙度基本符号 任意加工方法获得表面 用去除材料方法获得表面 用不去除材料的方法获得的表面
f
Rz3.2 max Rz1.6 min
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz
的最大值为3.2μm，最小值为1.6μm
⑵、其他各项规定的标注
①、取样长度的标注（l 按国标选取，见表 5－1）。
1.
6.
6 2.5
3
取样长度的标注
其他各项规定的标注.1
②、附加参数Sm、S、tp的标注
a
Sm0.05
a)
5.3 表面精度设计
表面粗糙度的评定参数 及其数值的选用
一、评定参数的选择
1、高度评定参数的选用 ⑴、无特殊要求，一般选用高度参数。 当Ra为0.025~6.3μm、Rz为0.1~25μm，优
先选用Ra。 ⑵ห้องสมุดไป่ตู้特殊：Ra> 6. 3μm 或Ra <0.025 μm
选Rz；软材料选Rz；小平面选Ry。
0.05 0.8 12.5
0.1 1.6
表面粗糙度的参数值.1
表5－3 微观不平度十点高度Rz和轮廓不平度最 大高度Ry的数值μm
0.025 0.4 6.3 100 1600 0.05 0.8 12.5 200 Rz、 Ry 0.1 1.6 25 400 0.2 3.2 50 800
表面粗糙度的评定参数
表面粗糙度的评定参数
表面粗糙度是表面形貌的量化指标，是表面质量的重要指标之一。
评定表面粗糙度的主要参数有：
一、表面粗糙度的高斯分布参数
1、测量深度Ra：即表面峰值和谷值间的平均值；
2、由测量深度计算出的标准差S；
3、计算的均方根值Rq；
4、计算的均方根偏差Rt。
二、表面粗糙度的信息熵参数
1、计算表面奇异点Ss；
2、由求表面奇异点计算出的表面信息熵Se；
3、表面测试量M1、M2、M3、M4；
三、表面粗糙度的尖峰特征参数
1、表面尖峰特征量MR1、MR2；
2、表面尖角特征量MRc；
四、表面粗糙度的最大平坦度参数
1、全面积法平坦度Tp；
2、一次谱分析法平坦度Tpr；
3、谱分析-全面积法平坦度Tpz；
4、以及对应的峰值面积比和细节库仑数。
上述参数均为表面粗糙度分析时必不可少的参数，只有熟练掌握这些参数，才能准确分析表面粗糙度水平。
表面粗糙度偏高、偏低或理想大小的不同，会引起产品性能的显著差异，表面粗糙度的精度对于产品的高低质量以及在一定的环境中的使用寿命，都有很大的影响。
因此，表面粗糙度的正确评估很重要，需要充分了解上述参数的特点，理解表面毛糙的原因，并正确采取措施改善。
表面粗糙度
表面粗糙度Surface RoughnessGB/T3505-2000 ，GB/T3505-1995 ，GB/T131-93一、表面粗糙度的概念1、表面粗糙度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误差。
表面粗糙度:λ＜1mm(或λ /h＜40)；表面波度：λ＝1~10mm(或λ /h＝40~1000)；形状误差：λ＞10mm(或λ /h＞1000)2、表面粗糙度形成的原因：1）加工过程中的刀痕2）切屑分离时的塑性变形3）刀具与已加工表面间的摩擦4）工艺系统的高频振动3、表面粗糙度对零件使用性能的影响面表面粗糙度1）对摩擦和磨损的影响：表面粗糙度大磨损大寿命低2）对配合性质的影响：表面粗糙度影响配合性质的稳定性3)对疲劳强度的影响：表面越粗糙，疲劳强度越低4) 对接触刚度的影响：表面越粗糙，接触刚度越低5)对耐腐蚀性能的影响：粗糙的表面易造成表面锈蚀二、表面粗糙度的评定参数及选择1、常用评定参数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。
Ra ≈特点：能客观地反映表面微观几何形状的特征。
基准线 表面微观轮廓的高度∑=n i i y n 112）微观不平度十点高度Rz ：在一个取样长度内，实际轮廓上五个最大轮廓峰高平均值与五个最大轮廓谷深的平均值之和。
Rz =+特点：反映表面微观几何形状特征方面不如Ｒa 全面，但测量方便。
∑=5151i pi y ∑=5151i vi y 基准线图3-4 表面微观轮廓的高度3）轮廓最大高度Ry：在一个取样长度内，实际轮廓的峰顶线至谷低线之间的距离。
特点：所反映表面微观几何形状特征更不全面，但测量十分简便，弥补了Ｒa、Ｒz不能测量极小面积的不足。
基准线表面微观轮廓的高度轮廓峰顶线 2-轮廓峰底线三、表面粗糙度符号代号及标注轮廓算术平均偏差——Ra（Ra 值越大，表面越粗糙）微观不平度的十点高度——Rz轮廓的最大高度——Ry常用Ra 0.025~6.3 μ mRz （Ry ）0.1~25 μ mRa ：0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50Rz （Ry ）：0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 25 50 100 2001、表面粗糙度的符号、代号1）符号：：用任何方法获得表面：用去除材料方法获得表面：用不去除材料方法获得表面2）代号：a、主参数允许值；b、加工方法；c、取样长度；d、加工纹理方向；e、加工余量；f、间距参数。
表面粗糙度评定参数及测量方法
表面粗糙度评定参数及测量方法一、表面粗糙度评定参数1.高度特征参数Ra轮廓算术平均偏差：在取样长度（lr）内轮廓偏距优良值的算术平均值。
在实际测量中，测量点的数目越多，Ra越准确。
Rz轮廓最大高度：轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。
在幅度参数常用范围内优先选用Ra。
在2006年以前国家标准中还有一个评定参数为“微观不平度十点高度”用Rz表示，轮廓*大高度用Ry表示，在2006年以后国家标准中取消了微观不平度十点高度，采用Rz表示轮廓*大高度。
2.间距特征参数Rsm轮廓单元的平均宽度。
在取样长度内，轮廓微观不平度间距的平均值。
微观不平度间距是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。
相同的Ra值的情况下，其Rsm值不一定相同，因此反映出来的纹理也会不相同，重视纹理的表面通常会关注Ra与Rsm这两个指标。
Rmr形状特征参数用轮廓支承长度率表示，是轮廓支撑长度与取样长度的比值。
轮廓支承长度是取样长度内，平行于中线且与轮廓峰顶线相距为c的直线与轮廓相截所得到的各段截线长度之和。
二、表面粗糙度测量方法1.比较法使用于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表面的测量。
方法是将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。
2.触针法表面粗糙度利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。
一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。
这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，它能自动计算出轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz，轮廓最大高度Ry和其他多种评定参数，测量效率高，适用于测量Ra为0.025～6.3微米的表面粗糙度。
SJ325便携式粗糙度仪SJ5730表面粗糙度轮廓仪。
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12.5 12.5
图5－16 表面粗糙度代号注法
3.2 30º 3.2
3.2 30º 3.2
图5－17 表面粗糙度在图样上的标注
3.2 3.2
C×45º
3.2 0.4
φ
1.6 1.6
φ
3.2 M
12.5
φ
12.5
表面粗糙度重复表面的注法
a
c)
tp70%、C50%
a
a
b)
Sm0.05max
d)
tp70%min、C50%
其他各项规定的标注.2
③、加工纹理方向、加工方法的标注
纹理方向符号见表5-9。
铣
a
a
⊥
表5-15 表面加工纹理的标注
二、表面粗糙度要求的图样标注
表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮 廓线、尺寸界线、引出线或其延长线上， 见图5－16、5－17。
各种加工方法对应表面粗糙度见表5.6。 ⑴、满足使用要求的前提下，尽量选用较
大的粗糙度数值。 ⑵、同一零件，工作表面比非工作表面粗
糙度值小。 ⑶、摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦比
滑动摩擦表面粗糙度值小。
参数值的选择.1
⑷、运动速度高、单位压力大的摩擦表面， 比速度低、压力小的表面，Ra数值小。 受交变载荷的表面及易引起应力集中的 部分（圆角、沟槽等），Ra数值小。
表5-4 轮廓微观不平度的平均间距Sm和轮廓的单 峰平均间距S的数值mm
0.006
0.1
1.6
0.0125
0.2
3.2
Sm 、S
0.025
0.4
6.3
0.05
0.8
12.5
表面粗糙度的参数值.3
表5-5 轮廓支承长度率tp的数值
tp%
10
15
20
tp%
25
30
40
tp%
50
60
70
tp%
80
90
2 、原则
5.3 表面精度设计
表面粗糙度的评定参数 及其数值的选用
一、评定参数的选择
1、高度评定参数的选用 ⑴、无特殊要求，一般选用高度参数。 当Ra为0.025~6.3μm、Rz为0.1~25μm，优
先选用Ra。 ⑵、特殊：Ra> 6. 3μm 或Ra <0.025 μm
选Rz；软材料选Rz；小平面选Ry。
2、附加评定参数的选用
表面特殊功能要求，可选多参数 要求耐磨，选Ra、Ry、tp； 承受交变载荷，选Ry、Sm、S； 要求外观质量和可漆性，选Sm、S 。
二、表面粗糙度参数值的选择
1、表面粗糙度的参数值
表5－2 轮廓算术平均偏差Ra的数值μm
0.012 0.2 3.2 50
0.025 0.4 6.3 100 Ra
6.3 6.3 6.3
φ
1.6 1.6
φ
中心孔、键槽、圆角、倒角的 表面粗糙度代号的简化注法
12 . 5 12.5
6.3 6. 3
2-B3 .15/ 1000 R
25 2 x 45°
作 业:
P192：填空题（1）、（2）；
选择题（2）、（3）； 判断题（1）、（2）、（3）； 简答题（1）、（2）。
f
Rz3.2 max Rz1.6 min
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz
的最大值为3.2μm，最小值为1.6μm
⑵、其他各项规定的标注
①、取样长度的标注（l 按国标选取，见表 5－1）。
1.
6.
6 2.5
3
取样长度的标注
其他各项规定的标注.1
②、附加参数Sm、S、tp的标注
a
Sm0.05
a)
0.8
1.6
滑动轴承表面
公差 等级
表面
Ra
轴
0.4～0.8
IT6至IT9
孔
0.8～1.6
IT10至 IT12
流体 润滑
轴
0.8～3.2
孔
1.6~3.2
轴
0.1~0.4
孔
0.2~0.8
5.4表面粗糙度符号、 代号及其标注
一、表面粗糙度符号、代号
1、表面粗糙度基本符号 任意加工方法获得表面 用去除材料方法获得表面 用不去除材料的方法获得的表面
0.8～1.6
0.8
1.6
0.8 0.8～1.6
1.6 1.6～3.2
表5－7 常用表面粗糙度的参数值.2
公差等级
装
配
IT5
按
机 械
IT6至IT7
压
入
IT8
法
热装法
过盈配合的配合表面
Hale Waihona Puke 基本尺寸/mm表面
～50
>50~120 >120~500
Ra
轴
0.1～0.2
0.4
0.4
孔
0.2～0.4
0.8
0.8
轴
0.4
0.8
1.6
孔
0.8
1.6
1.6
轴
0.8
0.8～1.6 1.6～3.2
孔
1.6
1.6～3.2 1.6～3.2
轴
1.6
孔
1.6~3.2
表5－7 常用表面粗糙度的参数值.3
定心精度高的配合表面
径向 跳动
轴
孔
Ra
2.5
0.05
0.1
4
0.1
0.2
6
0.1
0.2
10
0.2
0.4
16
0.4
0.8
25
⑻、密封性、防腐性要求高的表面和外形 要求美观的表面，Ra的数值小。
表5－7 常用表面粗糙度的参数值.1
公差等级
IT5 IT6 IT7 IT8
表面
轴 孔 轴 孔 轴 孔 轴 孔
经常拆卸的配合表面
基本尺寸/mm
～50
>50～500
Ra
0.2
0.4
0.4
0.8
0.4
0.8
0.4～0.8
0.8～1.6
0.4～0.8
0.05 0.8 12.5
0.1 1.6
表面粗糙度的参数值.1
表5－3 微观不平度十点高度Rz和轮廓不平度最 大高度Ry的数值μm
0.025 0.4 6.3 100 1600 0.05 0.8 12.5 200 Rz、 Ry 0.1 1.6 25 400 0.2 3.2 50 800
表面粗糙度的参数值.2
基本符号.1
符号上边加一横线， 标注有关参数及说明
上述三个符号加一小圆， 所有表面相同要求
2、表面粗糙度的代号
高度参数代号及数值
a1 a2
加工余量 (e)
加工方法、镀覆等
b C/ f 间距参数
取样长度
d 加工纹理方向
⑴、高度参数的标注
选用Ra时，只标参数值，符号“Ra”可省略。 选用Rz或Ry时，参数和参数值均应标出。 允许有16％实测值超过规定值，标注上限值
c
3.2 max 用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra 的最大值为3.2μm
表5－10 表面粗糙度高度参数的标注.2
序号 代号
意义
d
Rz3.2 Rz1.6
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Rz 的上限值为3.2μm，下限值为1.6μm
e
Ry3.2
用任何方法获得的表面粗糙度，Ry的上限 值为3.2μm
⑸、配合零件的表面粗糙度应与尺寸公差 及形状公差相协调，一般尺寸公差和形 状公差要求越严， Ra数值越小。
参数值的选择.2
⑹、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，Ra数值小。
⑺ 、配合性质相同，尺寸越小则Ra数值小； 同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比 孔的表面，Ra数值小。
或下限值。 不允许实测值超过规定值，标注最大值或最
小值，见表5－10。
表5－10 表面粗糙度高度参数的标注.1
序号 代号
意义
a
3.2 用不去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的上限值为3.2μm
b
3.2 1.6
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra
的上限值为3.2μm ,Ra的下限值为1.6μm