第四章表面粗糙度及检测
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第四章 表面粗糙度
二、表面粗糙度参数值的选择原则
表面粗糙度参数值的选择总原则是：在满足零件 表面粗糙度参数值的选择总原则是：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：
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。 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。 2.摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值愈 2.摩擦表面，速度愈高，单位面积压力愈大，则表面粗糙度值愈 小，尤其是对滚动摩擦表面。 3.受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度参数值 3.受交变负荷时，特别是在零件圆角、沟槽处表面粗糙度参数值 要小。 4.要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度参数值要小。 4.要求配合性质稳定可靠时，表面粗糙度参数值要小。 5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度值应愈小。同一精 5.配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度值应愈小。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。 6.在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。 6.在确定零件配合表面的粗糙度时，应与其尺寸公差相协调。
形状公差 形状或位置 位置公差
公差原则
有关概念
公差原则
体外作用尺寸 最 最最 最 一 一 最大实体实效
独立原则 包容要求 最大实体要求
4.3 表面粗糙度的测量
1.比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进 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。 2.光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 2.光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测量R 0.5～60μm。 常用于测量Rz为0.5～60μm。 3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测 3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测 量。可测量R 量。可测量Rz和Ry值。 4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材 4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材 料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地 测量被测表面的粗糙度。适用于笨重零件及内表 面。
4第四章_表面粗糙度及检测
表面加工纹理方向
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
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2011/12/27
标注举例
评定参数的选择
如无特殊要求，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。以下情况例外：
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 当零件材料较软时 因为Ra一般采用触针测量。 般采用触针测量 当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的 小元件的表面，可选用Ry值。
参数值的选用方法
一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数 般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数 值也小，但不存在确定的函数关系。 一般对应关系（设形状公差为T，尺寸公差为IT）： 若T≈0.6 IT， 则Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT Rz≤ 0.1 IT T≈0.4 IT， 则Ra≤0.025 IT； T≈0.25 IT， 则Ra≤0.012 IT； Rz≤ 0.05 IT T＜0.25 IT， 则Ra≤0.15 T； Rz≤ 0.6 T
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2011/12/27
知识拓展
三维表面粗糙度参数 滤波技术
三维表面粗糙度评定参数
Sq Sz Ssk Sku Sds Str Sal Std 幅度参数 表面均方根偏差 表面十点高度 表面倾斜度 表面峭度 空间参数 表面峰密度 表面纹 纵横比 表面纹理纵横比 最快衰减的自相关长度 表面纹理方向 S∆q Ssc Sdr Sbi Sci Svi Sm Sc Sv 混合参数 表面均方坡度 算术平均峰曲率 接触面积比 功能参数 表面支承指数 核心区含油指数 谷区含油指数 区含油指数 材料体积 核心区体积 谷区体积
表面粗糙度及测量完整ppt
4.2 表面粗糙度的评定参数
1．取样长度l 2．评定长度ln 3．轮廓中线m （1）轮廓的最小二乘中线 （2）轮廓的算术平均中线
1、轮廓算术平均偏差
轮廓算术平均偏差
4.2 形位公差及其检测
2．微观不平度十点高度R
微观不平度十点高度Rz示意图
3．轮廓最大高度
轮廓最大高度Ry示意图
国标规定采用中线制来评定表面粗糙度，粗糙度的评 定参数一般从、、中选取，参数值如表5-2、表5-3所示 的“系列值”应得到优先选用。在常用的参数值范围内（
第四章 表面粗糙度及测量
4.1 概述 4.2 表面粗糙度的评定参数 4.3 表面特征代号及标注 4.4 表面粗糙度数值的选择 4.5 表面粗糙度的测量
第四章 表面粗糙度及测量
4.1 概述
（ a）
（ b）
（ c）
（a）表面实际轮廓
（b）表面粗糙度
（ d）
（c）形状误差
1．摩擦和磨损方面 2．配合性质方面 3．疲劳强度方面 4．耐腐蚀性方面 5．接触刚度方面
（5）要求耐腐蚀的零件表面，粗糙度数值应小一些。 （6）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。
4.5 表面粗糙度的测量
1．比较法 2．光切法 3．干涉法 4．针描法
1．测量方向 2．测量部位 3．测量部位 4．表面缺陷
谢谢观看
为 0.025～6.3μm，为0.10～25μm）推荐优先选用。
4.3 表面特征代号及标注
10～25μm）推荐优先选用。 （1）在满足零件表面功能要求的情况下，尽量选用大一些的数值。 定参数一般从、、中选取，参数值如表5-2、表5-3所示 （3）摩擦面承受高压和交变载荷的工作面的粗糙度数值应小一些。 （4）尺寸精度和形状精度要求高的表面，粗糙度数值应小一些。 （4）尺寸精度和形状精度要求高的表面，粗糙度数值应小一些。 国标规定采用中线制来评定表面粗糙度，粗糙度的评 （c）形状误差 3 表面特征代号及标注 （b）表面粗糙度 2 表面粗糙度的评定参数 5 表面粗糙度的测量 （a）表面实际轮廓 2 表面粗糙度的评定参数
第四章 表面粗糙度
第四章 表面粗糙度及检测
第一节 表面粗糙度 第二节 零件表面粗糙度参数值的选择 第三节 表面粗糙的测量
第一节 表面粗糙度
定义：表面粗糙度是指加工表面所具有的微小峰谷的 导致微观几何形状误差。
产生原因：刀具或砂轮切削后留下的刀痕、切屑分离 时的塑性变形、工艺系统的高频振动及刀具和被加工表面 摩擦。
影响：零件的耐磨性、配合性质的稳定性、疲劳强度、 抗腐蚀性、密封性、外观、测量精度、表面光学性能、导 电导热性能和胶合强度
当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜ 0.025μm）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。当测 量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表 面，可选用Ry值。
糙度高度参数Ra、Rz、Ry，数值与光洁度等级的对照
Ra
1 l
l 0
y( x) dx
RaΒιβλιοθήκη 1 nn i 1yi
(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
Rz i1
i 1
5
也可从平行于轮廓中线的任意一根线算起，到被测轮
廓的五个最高点(峰)和五个最低点(谷)之间的平均距离。
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。
表面粗糙度标注的图例
第二节 零件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： 1. 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小； 2. 摩擦表面比非摩擦表面要小； 3. 受循环载荷的表面要小； 4. 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度 值都应小； 5. 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。
第一节 表面粗糙度 第二节 零件表面粗糙度参数值的选择 第三节 表面粗糙的测量
第一节 表面粗糙度
定义：表面粗糙度是指加工表面所具有的微小峰谷的 导致微观几何形状误差。
产生原因：刀具或砂轮切削后留下的刀痕、切屑分离 时的塑性变形、工艺系统的高频振动及刀具和被加工表面 摩擦。
影响：零件的耐磨性、配合性质的稳定性、疲劳强度、 抗腐蚀性、密封性、外观、测量精度、表面光学性能、导 电导热性能和胶合强度
当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜ 0.025μm）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。当测 量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表 面，可选用Ry值。
糙度高度参数Ra、Rz、Ry，数值与光洁度等级的对照
Ra
1 l
l 0
y( x) dx
RaΒιβλιοθήκη 1 nn i 1yi
(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
Rz i1
i 1
5
也可从平行于轮廓中线的任意一根线算起，到被测轮
廓的五个最高点(峰)和五个最低点(谷)之间的平均距离。
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。
表面粗糙度标注的图例
第二节 零件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： 1. 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小； 2. 摩擦表面比非摩擦表面要小； 3. 受循环载荷的表面要小； 4. 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度 值都应小； 5. 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。
机械制造基础第四章表面粗糙度
Rmr（c）= Ml(c) ln
※给出Rmr(c)参数时，必须同时给出轮廓水平截距c值。
（2）轮廓的实体材料长度Ml(c)
▲定义：评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下 移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度之和。
n
Ml(c) b1 b2 bi bn bi i 1
■轮廓的水平截距c大小可用微米或用它占轮廓制了长波轮廓成分相 对应的中线，即具有几何轮廓形状并划分轮廓的 基准线，用来评定表面粗糙度参数值的给定线。
轮
轮廓的最小二乘中线
廓
中
线
轮廓的算术平均中线
△以中线为基准线评定轮廓的计算制称为中线制
（1）轮廓的最小二乘中线
▲定义：在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的
6、配合性质高的表面、小间隙配合表面、受重载的过 盈配合表面Ra和Rz值要小； 7、配合性质相同，零件尺寸越小，Ra和Rz值越小；同 一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的Ra和Rz参数值 要小； 8、抗腐蚀性、密封性、外观性要求高的表面的Ra和Rz 参数值要小； 9、标准规定的按规定的参数值选用； 10、尺寸公差值和形状公差值小，其Ra和Rz参数值相应 要小，一般情况下，可取Ra为形状公差值的20-25%。
■轮廓支承长度率（Rmr(c)）随着轮廓的水平截距c 大小而变化。其关系曲线称为支承长度率曲线。
■支承长度率曲线对于 反映零件表面耐磨性有 着显著的功效。
Rmr(c) % 支承长度率曲线
c%
■ 轮廓峰顶线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最高点的线。
■ 轮廓谷底线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最低点的线。
规定取样长度是为了限制减弱宏观几何误差，尤其是表面波 纹度对测量结果的影响，表面越粗糙，取样长度就应越大，它 至少应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷，
※给出Rmr(c)参数时，必须同时给出轮廓水平截距c值。
（2）轮廓的实体材料长度Ml(c)
▲定义：评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下 移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度之和。
n
Ml(c) b1 b2 bi bn bi i 1
■轮廓的水平截距c大小可用微米或用它占轮廓制了长波轮廓成分相 对应的中线，即具有几何轮廓形状并划分轮廓的 基准线，用来评定表面粗糙度参数值的给定线。
轮
轮廓的最小二乘中线
廓
中
线
轮廓的算术平均中线
△以中线为基准线评定轮廓的计算制称为中线制
（1）轮廓的最小二乘中线
▲定义：在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距zi的
6、配合性质高的表面、小间隙配合表面、受重载的过 盈配合表面Ra和Rz值要小； 7、配合性质相同，零件尺寸越小，Ra和Rz值越小；同 一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的Ra和Rz参数值 要小； 8、抗腐蚀性、密封性、外观性要求高的表面的Ra和Rz 参数值要小； 9、标准规定的按规定的参数值选用； 10、尺寸公差值和形状公差值小，其Ra和Rz参数值相应 要小，一般情况下，可取Ra为形状公差值的20-25%。
■轮廓支承长度率（Rmr(c)）随着轮廓的水平截距c 大小而变化。其关系曲线称为支承长度率曲线。
■支承长度率曲线对于 反映零件表面耐磨性有 着显著的功效。
Rmr(c) % 支承长度率曲线
c%
■ 轮廓峰顶线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最高点的线。
■ 轮廓谷底线：在取样长度内，平行于基准线并通过 轮廓最低点的线。
规定取样长度是为了限制减弱宏观几何误差，尤其是表面波 纹度对测量结果的影响，表面越粗糙，取样长度就应越大，它 至少应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷，
第四章表面粗糙度标准概述
3、轮廓中线(profile mean line)
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。 n 2 y 1）轮廓最小二乘中线 i min
(least square mean line of the profile)
i 1
最小二乘中线
yi
l
表面粗造度轮廓的最小二乘中线
2）轮廓算术平均中线(arithmetical mean line of the
profile) ：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。
F F
i i 1 n n ' i i 1
算术平均中线 F1 F2 Fi
F1′
F2′
l
Fi′
二、表面粗糙度的评定参数
Ra
l
0
n
y dx
yi
近似为
1 Ra n
i 1
y1 y2 Ra
yi
轮廓算术平均偏差Ra的确定
yn
x
二、表面粗糙度评定参数
轮廓最大高度Ｒz( maximum height of the profile)： 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
二、表面粗糙度定义
切削加工过程中由刀具和工件表面 之间的强烈摩擦、切屑分离过程中 的物料破损残留以及工艺系统的高 频振动等原因在工件表面上引起的 具有较小间距和微小峰谷不平度的 微观误差现象。
三、表面粗糙度对零件性能的影响
影响零件的耐磨性
两表面接触作相对运动，凸起处相互接触，产生变 形及剪切，形成摩擦阻力，表面越粗糙，接触面积 越小，压强越大，磨损越快。 对于间隙配合，表面越粗糙，越容易磨损使间隙增 大，影响配合性质；对于过盈配合，表面粗糙度值 大会减小有效过盈量，降低连接强度。影响零件的 疲劳强度。表面越粗糙，疲劳强度越低
第四章-表面粗糙度
配合性质要求高旳结合表面，配合间隙小旳配合表面 以及要求连接可靠，受重载旳过盈配合表面等，都应 该取较小旳表面粗糙度参数值。
配合性质相同，零件尺寸愈小则表面粗糙度参数值应 愈小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔旳表 面粗糙度参数值要小些。
第四章 表面粗糙度
参数值旳选用措施
可用类比法来拟定。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 在拟定旳函数关系。如机床旳手轮或手柄。
第四章 表面粗糙度
4.3 表面粗糙度旳测量
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，评估表面粗糙度值较大旳工件。
光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于 测量Rz为0.5～60μm。
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。
印模法：利用石腊、低熔点合金或其他印模材料，压 印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表 面旳粗糙度。合用于笨重零件及内表面。
R（在a 取1）1l样0轮l 长y廓(度x算)内dx术，平被均测R偏实a 差际Ｒ1n轮ai廓n1 上yi 各点至 轮廓中线距离绝对值旳平均值，即
第四章 表面粗糙度
1 l
Ra l 0 y(x)dx
Ra
1 n
n i 1
yi
（2）微观不平度十点高度Ｒz
在取样长度内５个最大旳轮廓峰高ypi平 均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和。 Rz 只能反应轮廓旳峰高，不能反应峰顶 旳锋利或平钝旳几何特征。
1、基本概念
零件表面旳形貌可分为三种情况：
(1)表面粗糙度：零件表面所具有旳微小峰谷旳不平程度， 其波长和波高之比一般不不小于 50。属于微观几何形 状误差。
(2)表面波纹度：零件表面中峰谷旳波长和波高之比等于 50～1000旳不平程度称为波纹度。会引起零件运转时 旳振动、噪声，尤其是对旋转零件（如轴承）旳影响 是相当大旳目前表面波纹度还没有制定国标。国际原 则化组织第57技术委员会正在制定表面波纹度有关国 际原则。
表面粗糙度及检测ppt课件
完整图形符号，当要求标注表面结构特征的补充信息时，在允许 任何工艺图形符号的长边上加一横线。在文本中用文字APA表示
完整图形符号, 当要求标注表面结构特征的补充信息时，在去除 材料图形符号的长边上加一横线。在文本中用文字MRR表示
完整图形符号, 当要求标注表面结构特征的补充信息时，在不去 除材料图形符号的长边上加一横线。在文本中用文字NMR表示
n
y（x）2 min
i 1
7.取样长度lr——取样长度是用于判别和测量表面粗糙度时所规定
的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上量取。 目的：规定和选取这段长度是为了限制和消弱表面波度对表面粗糙 度测量结果的影响。
表面越粗糙，取样长度越大，因为表面越粗糙，波距也越大，较 大的取样长度才能反映一定数量的微量高低不平的痕迹。
第四章 表面粗糙度
表面粗糙度—是指加工表面具有较小间隙和微小峰谷的一种微观几何
形状误差。旧称表面光洁度。
危害 ①影响配合件接触刚性，降低机器寿命和精度。 ②影响配合性质，工作精度，抗腐蚀性 ③影响手感、观感……。
★本章基本内容：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lr内，轮廓单元宽度Xs的平均值。
R sm
1 m
m i 1
X si
4、轮廓的支承长度率Sm 在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度与评定长度的比率。
Rmr ( c )
Ml(c) ln
100%
三.评定参数的数值
四.表面粗糙度的符号、代号及标注
根据GB/T131-2006规定 （1）表面结构的参数 国家标准规定，评定表面结构质量的主要轮廓参数
完整图形符号, 当要求标注表面结构特征的补充信息时，在去除 材料图形符号的长边上加一横线。在文本中用文字MRR表示
完整图形符号, 当要求标注表面结构特征的补充信息时，在不去 除材料图形符号的长边上加一横线。在文本中用文字NMR表示
n
y（x）2 min
i 1
7.取样长度lr——取样长度是用于判别和测量表面粗糙度时所规定
的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上量取。 目的：规定和选取这段长度是为了限制和消弱表面波度对表面粗糙 度测量结果的影响。
表面越粗糙，取样长度越大，因为表面越粗糙，波距也越大，较 大的取样长度才能反映一定数量的微量高低不平的痕迹。
第四章 表面粗糙度
表面粗糙度—是指加工表面具有较小间隙和微小峰谷的一种微观几何
形状误差。旧称表面光洁度。
危害 ①影响配合件接触刚性，降低机器寿命和精度。 ②影响配合性质，工作精度，抗腐蚀性 ③影响手感、观感……。
★本章基本内容：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lr内，轮廓单元宽度Xs的平均值。
R sm
1 m
m i 1
X si
4、轮廓的支承长度率Sm 在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度与评定长度的比率。
Rmr ( c )
Ml(c) ln
100%
三.评定参数的数值
四.表面粗糙度的符号、代号及标注
根据GB/T131-2006规定 （1）表面结构的参数 国家标准规定，评定表面结构质量的主要轮廓参数
第四章 表面粗糙度及检测
聊城大学机械与汽车工程学院
干涉法
利用光波干涉原理。 采用的仪器：干涉显微镜。 适宜测量极光滑的表面，Rz=0.025~0.8µm
聊城大学机械与汽车工程学院
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2）轮廓的算术平均中线 在一个取样长度lr范围内，轮廓的算术平均中线将实际 轮廓划分为上、下两部分，使上部分各个峰面积之和等 于下部分各个谷面积之和。
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4. 取样长度lr
规定取样长度，是为了抑制和减弱表面波纹度对表面粗糙 测量结果的影响，5个以上完整轮廓的峰和谷。标准取样长 度的数值见附表4-5。
《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/T3505-2009） 《表面粗糙度 参数及其数值》 （GB/T1031-2009） 《技术产品文件中表面结构的表示法》（GB/T131-2006）
聊城大学机械与汽车工程学院
二、基本术语：
1、λc滤波器（传输带）：确定粗糙度与波纹度成分
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针描法
利用触针直接在被测表面上轻轻滑过， 从而测量出表面粗糙度Ra值。
测量仪器：电动轮廓测量仪
测量范围：Ra=0.025~5µm表面。 特点：快速可靠，操作简便，易于实现自动 测量和微机数据处理；被测表面易被划伤。
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光切法
利用光切原理测量表面粗糙度的方法。 采用仪器：光切显微镜（双管显微镜） 适宜测量车、铣、刨或其他类似方法加工的金属 零件的平面或外圆表面。 适宜测量Rz＝0.5～60µm的表面。
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3. 轮廓单元的平均宽度（间距参数）
一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元，在一个取样长 度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的宽度（轮廓的宽度 Xsi）的平均值RSm，即 m
第四章 表面粗糙度及测量讲解
达式为
Rmr(c) Ml(c) ln
Ml(c)=Ml1+Ml2+…+Mln
(4-5) (4-6)
选用Rmr(c)值时必须同时给出c值。c值可用μm或c值与Rz值的百
分比表示。
Rmr (c)是评定轮廓的曲线和相关参数，当c一定时，Rmr (c)
值越大，则支承能力和耐磨性越好。如图4-10所示。 上一页 下一页
§4. 3 表面粗糙度的选用
一、表面粗糙度评定参数的选用
国家标准规定，轮廓的幅度参数(如Ra或Rz)是必须标注的参数，
而其他参数(如RSm , Rmr (c ))是附加参数。一般情况下，选用
Ra或Rz就可以满足要求。RSm主要在涂漆性能，冲压成形时防止
引起裂纹、抗振性、抗腐蚀性、减小流体流动摩擦阻力等要求时附加
上一页 下一页
§4. 4表面粗糙度的符号、代号及图样标注
三、表面粗糙度的标注示例
表面粗糙度参数的各种标注方法及其意义见表4-10，加工纹理方 向符号见表4-11。Ra只标数值，本身符号不标。Rz除标注数值外 还需在数值前标出相应的符号。在一个符号上可同时标出两个参数值。 当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定的个数少于总数的 16%时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值。当要 求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超过规定值时，应在图样上 标注表面粗糙度参数的最大值或最小值。
选用表面粗糙度参数值的方法通常采用类比法。
上一页 下一页
§4. 3 表面粗糙度的选用
表4-6列出了轴和孔的表面粗糙度参数推荐值，表4 -7给出不同表
面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例，可供选用时参考。
根据类比法初步确定表面粗糙度参数值后，再对比工作条件，应
第四章 表面粗糙度及表面微观形貌测量
1 m RC = ∑ Z ti m i =1
RC =
(h2 + h4 ......h10 ) − (h1 + h3 .......h9 ) 5
第
轮廓最大高度 Ry
新标准： 新标准： Rz
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为在取样长度l内 轮廓的峰顶线与谷底线之间距离。 为在取样长度 内，轮廓的峰顶线与谷底线之间距离。 峰顶线与谷底线分别指在取样长度内，平行于中线且通过轮廓 峰顶线与谷底线分别指在取样长度内，平行于中线且通过轮廓 中线 的最高点和最低点的线。 的最高点和最低点的线。
第
2、电动轮廓仪
27 页
显示
触针法电信号处理工作原理
第
台式电动轮廓仪的结构
28 页
基座： 基座：1+7 驱动箱： 驱动箱：6 传感器：9 传感器： 电器箱： 电器箱：3 记录器： 记录器：10
12-V形块 形块
第 29 页
典型电动轮廓仪介绍 P99
第
五、印 模 法
大型零件的内表面
30 页
印模法的原理： 印模法的原理： 利用某些塑性材料作块状印模，贴合在被测表面上， 利用某些塑性材料作块状印模，贴合在被测表面上，取下 在印模上存有被测表面的轮廓形状， 后，在印模上存有被测表面的轮廓形状，然后对印模的表面进 行测量，得出原来零件的表面粗糙度。 行测量，得出原来零件的表面粗糙度。 常用的印模材料有： 常用的印模材料有： 川蜡、石蜡、赛璐珞和低熔点合金等。 川蜡、石蜡、赛璐珞和低熔点合金等。
第
表面微观形貌测量的意义 表面微观形貌测量的意义 (P93) 微观形貌 1、影响零件的使用性能 、 2、监测工艺过程状态 、 3、改善表面质量 、 4、与纳米技术、生物技术等学科相互影响 、与纳米技术、
第四章表面粗糙度
3.表面粗糙度对零件使用性能的影响 3.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 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, 一般地,表面越粗糙,则摩擦阻力越大,零件的 磨损也越快。 磨损也越快。 2)对配合性能的影响 2)对配合性能的影响 表面越粗糙,配合性能越容易改变, 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 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, 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, 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。 劳裂纹和破坏。
3)与形状特性有关的参数 3)与形状特性有关的参数 (1)轮廓的支承长度率Rmr:在取样长度内 轮廓的支承长度率Rmr:在取样长度内, (1)轮廓的支承长度率Rmr:在取样长度内,一 平行于中线的线从峰顶线向下移动一段截距C 平行于中线的线从峰顶线向下移动一段截距C 到某一水平位置时， 到某一水平位置时，与轮廓相截所得的各段 截线长度bi 之和与评定长度的比值。 截线长度bi 之和与评定长度的比值。
4.4 表面粗糙度的选用 一.选用原则 在满足功能要求前提下顾及经济性, 在满足功能要求前提下顾及经济性,使参数的 允许值应尽可能大。 允许值应尽可能大。 二.选用方法 类比法 三.考虑下列关系 1.同一零件上的工作表面应比非工作表面的 1.同一零件上的工作表面应比非工作表面的 参数值小； 参数值小； 2.磨擦表面应比非磨擦表面的参数小 磨擦表面应比非磨擦表面的参数小； 2.磨擦表面应比非磨擦表面的参数小；
二.表面粗糙度的评定 1.取样长度 1.取样长度 评定长度 1)取样长度(l):用以判别具有表面粗糙度特 取样长度(l): 1)取样长度(l):用以判别具有表面粗糙度特 征的一段基准线长度 2)评定长度 ):评定表面粗糙度时所必须的 评定长度(l 2)评定长度(ln):评定表面粗糙度时所必须的 一段基准线长度 3)l 3) n=5l
表面粗糙度及检测
h?
h??cos2 45? ?
1
h??
M
2M
（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 ?
第四章_表面粗糙度及检测[67P][12.9MB]
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4.1 表面粗糙度
一、 表面粗糙度评定参数及其数值
1.主要术语及定义 (5) 轮廓中线m：
评定表面粗糙度数值的基准线。它是具有与被测表面几何 形状一致的几何轮廓形状，并将被测轮廓加以划分的线。 有两种中线： 轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至该 线的距离平方和为最小。即： n
2 y i min i 1
l y2 y1 m
1 Ra yi n i 1
yn-1 yn
n
4.1 表面粗糙度
一、 表面粗糙度评定参数及其数值
微观不平度10点高度值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。 • 特点 优点：简单、直观 缺点：不反映形状
Rz
y
i 1
5
第四章 表面粗糙度
学习指导： 基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的 评定评定参数、选用、标注及测量。 重点内容：表面粗糙度的评定、选用及在图样上的标注 方法。 难点内容：表面粗糙度的评定、选用原则。 操作技能：表面粗糙度的测量。
第四章 表面粗糙度
表面粗糙度国家标准构成：
表面粗糙度参 数及其数值 GB/T3053—2000 GB/T1031-1995 GB/T 131-1993
4.1 表面粗糙度
二、 表面粗糙度符号、代号及标注
1.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。 上述符号均可加一小圆，表示所有表面具有相同的表面结构要求。
轮廓支承长度率tp（新标准中用Rmr(c)）
综合参数与表面粗糙度的形状有关，它 影响表面的耐磨程度。
第4章表面粗糙度-陈
基准线
lr
lr
lr
lr
lr
ln
二、表面（粗糙度）结构的评定
3.基准线 通过测量手段获得表面轮廓曲线以后， 需要提供一条定量评定表面粗糙度量值的基 准线，作为计算各种参数的基础。 轮廓算术平均中线 轮廓最小二乘中线
二、表面（粗糙度）结构的评定
3.基准线
①轮廓算术平均中线: 具有理想的直线形状并在取样长度lr 内与轮 廓走向一致的基准线，该基准线将实际轮廓分成 上、下两个部分，且使上部分面积之和等于下部 分面积之和。
2.表面粗糙度高度参数值的注写及涵义
①给定上限值：同一评定长度范围内，幅度
参数所有实测值中，大于上限值的个数少于总数
的16%，则认为合格。
Ra 6.3 Rz 12.5
U Ra 6.3 U Rz 12.5
②给定上限值和下限值：同一评定长度范围内，
幅度参数所有实测值中，大于上限值的个数少于总
数的16%，且小于下限值的个数少于总数的16%，
轮廓单元的平均宽度是指在一个取样长度 lr 范围内所有轮廓单元的宽度Xsi的平均值。
RSm m 1 i m 1Xsi
二、表面（粗糙度）结构的评定
轮廓单元的平均宽度RSm
RSm m 1 i m 1Xsi
Xs1
Xsi lr
Xsm
二、表面（粗糙度）结构的评定
3.形状特征参数 轮廓支承长度率Rmr(c) 在评定长度ln内，一条平行于中线的直 线从峰顶线向下移动到某一水平位置（移动 距离c）时，轮廓的实体材料长度Ml(c)与评 定长度ln之比（用百分率表示）。
则认为合格。
Ra 6.3 Ra 3.2
U Ra 6.3 L Ra 3.2
2.表面粗糙度高度参数值的注写及涵义
第四章 表面粗糙度
评定长度 ln
➢ 定义：在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。
➢作用：反映加工表面的不均匀性。 ➢取法：最小的评定长度等于取样长度；由5个连续取样
长度构成的评定长度为标准的评定长度。
轮廓中线（基准线）
➢ 定义：评定表面粗糙度数值的基准线。
有以下两种：
（1）轮廓最小二乘中线：
在取样长度内，使轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和
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 幅度参数。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。以下情况下例外：
当表面过于粗糙（Ra＞6.3）或过于光滑（ Ra ＜ 0.025）时，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，选用Rz。因为Ra一般采用 触针测量，在此条件下测量误差较大。
3.2 30° 3.2
3.2 30°
3.2 3.2
表面粗糙度的简化标注
表面粗糙度标注示例
3.2
× 符号末端旋转方
向为顺时针方向
×
1.6
6.3
6.3
2符×号4尖5°端必须由材
料外指向材料内
3×.2
3.2
6.3 3.2
6.3
文字需符合制图的国家 标准规定，朝上朝左进 行标注
五、表面粗糙度轮廓的检测
表面粗糙度的代号
表面粗糙度代号示例
当选用Ra时，可省略代号Ra，只注出Ra值；当选 用Rz时，需在参数值前加注Rz。
3.2
用去除材料方法获得的表面 3.2max 用去除材料方法获得的表 粗糙度， Ra的上限值为3.2 1.6min 面粗糙度， Ra的最大值为
μm。
3.2μm，最小值为1.6m。
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5.2.3 评定参数
1. 幅度参数（峰和谷）
（1）最大轮廓峰 高Rp （2）最大轮廓峰 深Rv （3）轮廓最大高 度Rz Rz=Rp+Rv
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
2. 幅度参数（峰和谷）
（4）轮廓单元的平均高度 Rc 均值 （5）轮廓的总高度 Rt 指在一个取样长度内轮廓单元高度Zt的平
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
2. 幅度参数（纵坐标平均值）
（2）轮廓的均方根偏差Rq 1 lr 2 在一个取样长度内纵坐标值Z(x)的均方根值 Rq lr 0 Z ( X )dx （3）轮廓的偏斜度Rsk 在一个取样长度内纵坐标值Z(x)三次方的平均值与Rq的三次方的比值。 （4）轮廓的陡度Rku
轮廓算术平均中线
指在取样长度内， 划分实际轮廓为 上、下两部分， 且使上下两部分 面积相等的线。
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
轮廓最小二乘中线 指在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距 Z i的平方和为最小的线
最小二乘中线
Zi
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.2 几何参数
第四章 表面粗糙度及检测
学习要点：
目的：了解表面粗糙度的意义及表示方法，为选用表面粗糙度 打下基础。 内容： （1）了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响； （2）掌握表面粗糙度的评定参数的含义及应用场合； （3）初步掌握表面粗糙度的正确选用，能在图样上正确标注； （4）了解表面粗糙度的检测方法。
i Rmr(c)=
i 1
n
lｎ
Ml(c) lｎ
ln
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
4. 曲线和相关参数 （2）轮廓支承长度率曲线 轮廓支承长度率曲线 Rmc表示轮廓支 承率随水平位置而变化的关系曲线
中线
0 20 40 60
Rmr(c)/%
100
评定长度
c/%
5.3 表面粗糙度的选用
5.3.1 参数的选用
表面粗糙度的评定参数应从幅度参数Ra、Rz、间距参数Rsm 和 相关参数Rmr(c)中选取。 Ra、Rz为主参数且Ra反映轮廓信息最多能够较完整全面的反映 零件表面微观几何形状； Rsm和Rmr(c)为辅助参数，一般不单独使用。
5.3 表面粗糙度的选用
5.3.2 参数值的选用
原则：在满足零件性能要求的前提下，尽量选择较大的参数值，以降低成本。 （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；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗 糙度参数值要小；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）承受交变压力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）要求配合稳定可靠的零件表面粗糙度参数值应小。配合间隙小的配合表面 以及要求联接可靠、受重载荷的过盈配合表面等，表面粗糙度参数值应小。 （5）配合性质相同时，零件的尺寸越小则表面粗糙度参数值越小。同一公差等 级，轴的表面粗糙度值应比孔的数值小，小尺寸比大尺寸的数值要小。 （6）防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度参数值应小。 （7）凡有关标准已对表面粗糙度要求作出具体规定，应按标准规定来确定。
在评定长度内最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和
Rt≥Rz
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
2. 幅度参数（纵坐标平均值） （1）轮廓的算术平均偏差Ra 指在一个取样长度内纵坐标值Z(x) 绝对值的算术平均值
Z
Z1 Z2
1 lr Ra Z ( x) dx lr 0
Ra
Zi
Zn
x
1 n Zi 近似 Ra n i 1
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
1. 表面粗糙度一般标注
（3）表面结构要求可标注在形位公差框格上方。
Ra1.6
0.1
(a)
Φ10± 0.1
Rz6.3
Ø0.2 A B
(b)
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
1. 表面粗糙度一般标注
（4）表面结构要求可直接标注在延长线上，或用带箭头的指引线引出标注。
5.5 表面粗糙度的测量
（1）比较法 （2）光切法 （3）针描法 （4）光波干涉法 （5）印模法
自学为主
5.1.3 表面波纹度对零部件性能的影响
（1）对耐磨性及配合的影响 （2）对密封性的影响 （3）对零件振动和噪音的影响
5.2 表面粗糙度的评定
经加工获得的零件表面的粗糙度是否满足使用要求，需要进行测 量和评定。
5.2.1 一般术语及定义
（1）表面轮廓 指一个指定平面与实际表面 相交所得的轮廓，它是评定 表面结构首先要确定的研究 对象。
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（2）轮廓滤波器 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
100
传输系数/%
粗糙度轮廓 50
波纹度轮廓
λs
λc
λf
波长
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（3）取样长度
用于判别被评定轮廓的不规则特征的X 轴方向上的长度，即测量或评定表面粗糙度时所 规定的一段基准线长度，它至少包含5 个以上轮廓峰和谷。 中线
Ra1.6 Rz6.3 Rz6.3
Rz6.3
Ra1.6
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
1. 表面粗糙度一般标注
（5）圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次，如果每个棱柱表面有不同 的表面结构要求，则应分别单独标注。
Ra3.2 Rz1.6 Ra6.3
Ra3.2
5.4 表面结构的标注
1 1 Rsk= Rq3 lr
lr
0
Z 3 ( x)dx
在一个取样长度内纵坐标值Z(x)四次方的平均值与Rq的四次方的比值。
1 1 lr 4 Z ( x ) d x Rku= 0 4 lr Rq
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
3. 间距参数
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
2. 表面粗糙度简化标注
（1）有相同表面结构要求的简化注法
Rz6.3 Rz6.3
Rz1.6 Rz3.2 (a)
Rz1.6
( )
(b)
Ra3.2
(
Rz3.2
Rz3.2
)
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
2. 表面粗糙度简化标注
（2）多个表面有共同要求的注法
间距参数用轮廓单元的平均宽度Rsm衡量。所谓轮廓单元的平均宽度是指在一 个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值
Xs1 Xs2 Xs3 中线 Xs4 Xs5 Xs6
Rsm
1 m
Xs
i 1
m
i
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
4. 曲线和相关参数 （1）轮廓支承长度率 Rmr(c) 指在给定水平截面高度c上轮廓的 实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。
3. 符号组成及注写位置
（1）a: 注写表面结构单一要求 （2）a、b: 注写两个或多个表面结 构要求 （3）c: 注写加工方法、表面处理、 涂层或其他加工工艺要求 （4）d: 注写表面纹理及方向符号 （5）e: 注写所要求的加工余量
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例
1. 表面粗糙度一般标注
第四章 表面粗糙度及检测
5.1 概念及其对零件使用性能的影响
5.1.1 表面特征的意义
3类几何形状误差
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
零件表面几何形状误差及其组成成份
5.1 概念及其对零件使用性能的影响
5.1.2 表面粗糙粗对零件使用性能的影响
（1）对配合性质的影响 （2）对耐磨性的影响 （3）对工作精度的影响 （4）对疲劳强度的影响 （5）对抗腐蚀性能的影响
5.4 表面结构的标注
5.4.1 表面粗糙度的符号与代号
1. 符号
5.4 表面结构的标注
5.4.1 表面粗糙度的符号与代号（续）
2. 工件轮廓个表面的图形符号 当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面（不含前后面）有相 同的表面结构要求时，应在完整图形符号上加一圆圈 。
5.4 表面结构的标注
5.4.1 表面粗糙度的符号与代号（续）
（1）轮廓峰 指被评定轮廓上连接轮廓与X轴两相邻交点的向外的轮廓部分。 最高点——轮廓峰高Zp （2）轮廓谷 指被评定轮廓上连接轮廓与X轴两相邻交点的向内的轮廓部分。 最低点——轮廓谷深Zv
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.2 几何参数（续）
（3）轮廓单元 指轮廓峰和相邻轮廓谷的组合 。
5.2 表面粗糙度的评定
lr
lr
lr ln
lr
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（4）评定长度 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度，它包含一个或几个取 样长度，在一般情况下以五个取样长度为一个评定长度 。
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（5）中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。包括轮廓最小二乘中线和 轮廓算术平均中线
（1）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。必 要时，表面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注 。
1. 幅度参数（峰和谷）
（1）最大轮廓峰 高Rp （2）最大轮廓峰 深Rv （3）轮廓最大高 度Rz Rz=Rp+Rv
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
2. 幅度参数（峰和谷）
（4）轮廓单元的平均高度 Rc 均值 （5）轮廓的总高度 Rt 指在一个取样长度内轮廓单元高度Zt的平
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
2. 幅度参数（纵坐标平均值）
（2）轮廓的均方根偏差Rq 1 lr 2 在一个取样长度内纵坐标值Z(x)的均方根值 Rq lr 0 Z ( X )dx （3）轮廓的偏斜度Rsk 在一个取样长度内纵坐标值Z(x)三次方的平均值与Rq的三次方的比值。 （4）轮廓的陡度Rku
轮廓算术平均中线
指在取样长度内， 划分实际轮廓为 上、下两部分， 且使上下两部分 面积相等的线。
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
轮廓最小二乘中线 指在取样长度内，使轮廓线上各点轮廓偏距 Z i的平方和为最小的线
最小二乘中线
Zi
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.2 几何参数
第四章 表面粗糙度及检测
学习要点：
目的：了解表面粗糙度的意义及表示方法，为选用表面粗糙度 打下基础。 内容： （1）了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响； （2）掌握表面粗糙度的评定参数的含义及应用场合； （3）初步掌握表面粗糙度的正确选用，能在图样上正确标注； （4）了解表面粗糙度的检测方法。
i Rmr(c)=
i 1
n
lｎ
Ml(c) lｎ
ln
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
4. 曲线和相关参数 （2）轮廓支承长度率曲线 轮廓支承长度率曲线 Rmc表示轮廓支 承率随水平位置而变化的关系曲线
中线
0 20 40 60
Rmr(c)/%
100
评定长度
c/%
5.3 表面粗糙度的选用
5.3.1 参数的选用
表面粗糙度的评定参数应从幅度参数Ra、Rz、间距参数Rsm 和 相关参数Rmr(c)中选取。 Ra、Rz为主参数且Ra反映轮廓信息最多能够较完整全面的反映 零件表面微观几何形状； Rsm和Rmr(c)为辅助参数，一般不单独使用。
5.3 表面粗糙度的选用
5.3.2 参数值的选用
原则：在满足零件性能要求的前提下，尽量选择较大的参数值，以降低成本。 （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；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗 糙度参数值要小；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）承受交变压力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）要求配合稳定可靠的零件表面粗糙度参数值应小。配合间隙小的配合表面 以及要求联接可靠、受重载荷的过盈配合表面等，表面粗糙度参数值应小。 （5）配合性质相同时，零件的尺寸越小则表面粗糙度参数值越小。同一公差等 级，轴的表面粗糙度值应比孔的数值小，小尺寸比大尺寸的数值要小。 （6）防腐性、密封性要求高、外表美观的表面，粗糙度参数值应小。 （7）凡有关标准已对表面粗糙度要求作出具体规定，应按标准规定来确定。
在评定长度内最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和
Rt≥Rz
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
2. 幅度参数（纵坐标平均值） （1）轮廓的算术平均偏差Ra 指在一个取样长度内纵坐标值Z(x) 绝对值的算术平均值
Z
Z1 Z2
1 lr Ra Z ( x) dx lr 0
Ra
Zi
Zn
x
1 n Zi 近似 Ra n i 1
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
1. 表面粗糙度一般标注
（3）表面结构要求可标注在形位公差框格上方。
Ra1.6
0.1
(a)
Φ10± 0.1
Rz6.3
Ø0.2 A B
(b)
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
1. 表面粗糙度一般标注
（4）表面结构要求可直接标注在延长线上，或用带箭头的指引线引出标注。
5.5 表面粗糙度的测量
（1）比较法 （2）光切法 （3）针描法 （4）光波干涉法 （5）印模法
自学为主
5.1.3 表面波纹度对零部件性能的影响
（1）对耐磨性及配合的影响 （2）对密封性的影响 （3）对零件振动和噪音的影响
5.2 表面粗糙度的评定
经加工获得的零件表面的粗糙度是否满足使用要求，需要进行测 量和评定。
5.2.1 一般术语及定义
（1）表面轮廓 指一个指定平面与实际表面 相交所得的轮廓，它是评定 表面结构首先要确定的研究 对象。
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（2）轮廓滤波器 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
100
传输系数/%
粗糙度轮廓 50
波纹度轮廓
λs
λc
λf
波长
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（3）取样长度
用于判别被评定轮廓的不规则特征的X 轴方向上的长度，即测量或评定表面粗糙度时所 规定的一段基准线长度，它至少包含5 个以上轮廓峰和谷。 中线
Ra1.6 Rz6.3 Rz6.3
Rz6.3
Ra1.6
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
1. 表面粗糙度一般标注
（5）圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次，如果每个棱柱表面有不同 的表面结构要求，则应分别单独标注。
Ra3.2 Rz1.6 Ra6.3
Ra3.2
5.4 表面结构的标注
1 1 Rsk= Rq3 lr
lr
0
Z 3 ( x)dx
在一个取样长度内纵坐标值Z(x)四次方的平均值与Rq的四次方的比值。
1 1 lr 4 Z ( x ) d x Rku= 0 4 lr Rq
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
3. 间距参数
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
2. 表面粗糙度简化标注
（1）有相同表面结构要求的简化注法
Rz6.3 Rz6.3
Rz1.6 Rz3.2 (a)
Rz1.6
( )
(b)
Ra3.2
(
Rz3.2
Rz3.2
)
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例（续）
2. 表面粗糙度简化标注
（2）多个表面有共同要求的注法
间距参数用轮廓单元的平均宽度Rsm衡量。所谓轮廓单元的平均宽度是指在一 个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值
Xs1 Xs2 Xs3 中线 Xs4 Xs5 Xs6
Rsm
1 m
Xs
i 1
m
i
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.3 评定参数（续）
4. 曲线和相关参数 （1）轮廓支承长度率 Rmr(c) 指在给定水平截面高度c上轮廓的 实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。
3. 符号组成及注写位置
（1）a: 注写表面结构单一要求 （2）a、b: 注写两个或多个表面结 构要求 （3）c: 注写加工方法、表面处理、 涂层或其他加工工艺要求 （4）d: 注写表面纹理及方向符号 （5）e: 注写所要求的加工余量
5.4 表面结构的标注
5.4.2 表面结构的标注及示例
1. 表面粗糙度一般标注
第四章 表面粗糙度及检测
5.1 概念及其对零件使用性能的影响
5.1.1 表面特征的意义
3类几何形状误差
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
零件表面几何形状误差及其组成成份
5.1 概念及其对零件使用性能的影响
5.1.2 表面粗糙粗对零件使用性能的影响
（1）对配合性质的影响 （2）对耐磨性的影响 （3）对工作精度的影响 （4）对疲劳强度的影响 （5）对抗腐蚀性能的影响
5.4 表面结构的标注
5.4.1 表面粗糙度的符号与代号
1. 符号
5.4 表面结构的标注
5.4.1 表面粗糙度的符号与代号（续）
2. 工件轮廓个表面的图形符号 当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面（不含前后面）有相 同的表面结构要求时，应在完整图形符号上加一圆圈 。
5.4 表面结构的标注
5.4.1 表面粗糙度的符号与代号（续）
（1）轮廓峰 指被评定轮廓上连接轮廓与X轴两相邻交点的向外的轮廓部分。 最高点——轮廓峰高Zp （2）轮廓谷 指被评定轮廓上连接轮廓与X轴两相邻交点的向内的轮廓部分。 最低点——轮廓谷深Zv
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.2 几何参数（续）
（3）轮廓单元 指轮廓峰和相邻轮廓谷的组合 。
5.2 表面粗糙度的评定
lr
lr
lr ln
lr
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（4）评定长度 用于判别被评定轮廓的X轴方向上的长度，它包含一个或几个取 样长度，在一般情况下以五个取样长度为一个评定长度 。
中线
lr
lr
lr ln
lr
lr
5.2 表面粗糙度的评定
5.2.1 一般术语及定义（续）
（5）中线 具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。包括轮廓最小二乘中线和 轮廓算术平均中线
（1）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。必 要时，表面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注 。