表面粗糙度参数的选用
表面粗糙度选用标准
表面粗糙度选用-----------------------------------------------------------序号=1Ra值不大于\μm=100表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用-----------------------------------------------------------序号=2Ra值不大于\μm=25、50表面状况=明显可见的刀痕加工方法=粗车、镗、刨、钻应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等-----------------------------------------------------------序号=3Ra值不大于\μm=12.5表面状况=可见刀痕加工方法=粗车、刨、铣、钻应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面-----------------------------------------------------------序号=4Ra值不大于\μm=6.3表面状况=可见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。
紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等-----------------------------------------------------------序号=5Ra值不大于\μm=3.2表面状况=微见加工痕迹加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。
要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。
专业资料,表面粗糙度的选用
6.3
IT11
3.2
6.3
12.5
IT12
6.3
12.5
2、常用加工方法能达到的表面粗糙度
加工方法 50
表面粗糙度参数Ra/μm
25
12.5
6.3
3.2
1.6
0.8
0.4
0.2
砂铸/热扎
√
√
锻造
√
√
√
电火花加工
√
√
√
冷轧/拉拔
√
√
√
刨/插
√
√
√
√
√
√
钻孔
√
√
√
铣削
√
√
√
√
车/镗
√
√
√
√
√
拉削/铰孔
√
0.4
0.8
3.2
0.4
0.8
1.6
3.2
6.3 3.2-6.3 3.2-6.3
9 1.6
3.2
4、表面粗糙度、形状公差与尺寸公差的关系
尺寸公差等级
形状公差t
IT5-IT7
≈0.60IT
IT8-IT9
≈0.40IT
IT10-IT12
≈0.25IT
>IT12
<0.25IT
Ra ≤0.05IT ≤0.025IT ≤0.012IT ≤0.15t
1、表面粗造度与公差等级的对应关系
基本尺寸/mm
公差等级 >6-10
>10-18 >18-30 >30-50 >50-80 >80-120 >120-180 >180-250
表面粗糙度Ra不大于/μm
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。
表面粗糙度的主要评定参数
表面粗糙度的主要评定参数表面粗糙度是表面几何特征的量化描述，它是评定物体表面的光洁程度或粗糙度的重要参数。
表面粗糙度的主要评定参数有：粗糙度高度参数、波动参数、曲率参数、光谱参数等。
1.粗糙度高度参数：用于衡量表面在垂直方向上的高度差异。
常用的参数有Ra（平均粗糙度）、Rz（十个最大峰值间距平均）和Rq （平均底部谷值深度）等。
Ra是最常用的参数，它表示单位长度上表面高度正负偏离平均值的平均值。
粗糙度高度参数描述表面的平均粗糙度水平和表面上峰谷起伏的平均水平。
2.波动参数：用于衡量表面在平行方向上的高度变化，即表面的波动性。
常用的参数有Wt（材料垂直方向上的峰谷间距离的累积概率函数平方差的开方）和Wm（表面除了比还高和比较低的部分的峰和谷外，其他部分的峰谷间距离平均值）等。
波动参数较好地反映了表面起伏的统计性质。
3.曲率参数：用于描述表面的曲率特性。
常用的参数有Rt（表面曲率的方根的平均值）和RPC（表面法线方向与某一指定方向的夹角的标准差）等。
曲率参数描述表面的弯曲性、蜂窝状程度和不规则程度。
4.光谱参数：用于描述表面的频率成分。
常用的参数有Amplitude-Peak（表面高度变化的最大峰-谷差）、Spectral-Centrod （颜色信息的分布中心）、Slope-RM（表面斜率的均方根的标准差）等。
光谱参数主要从自相关函数、功率谱或相关性配分函数得到，它用于衡量表面上各种高度波动的频率成分。
这些评定参数并不是孤立存在的，它们之间存在关联性。
评定表面粗糙度时，需要综合考虑多个参数的相互作用，以全面、准确地描述表面的粗糙度特征。
同时，不同种类的物体表面可能需要选择不同的评定参数。
例如，在工业领域，常用的评定参数是Ra和Rz；在光学领域，常用的评定参数是RPC和Amplitude-Peak。
总之，表面粗糙度的主要评定参数有粗糙度高度参数、波动参数、曲率参数和光谱参数。
通过综合考虑这些参数的结果，可以更准确、全面地描述表面的粗糙度特征，为工业生产、科学研究等领域提供有力的参考依据。
表面粗糙度的评定参数及其数值的选用
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
表面粗糙度的选择方法
图片：图片：图片：机械零件表面粗糙度的选择方法有3种，即计算法、试验法和类比法。
在机械零件设计工作中，应用最普通的是类比法，此法简便、迅速、有效。
应用类比法需要有充足的参考资料，现有的各种机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。
最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度。
在通常情况下，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，但是它们之间又不存在固定的函数关系。
例如一些机器、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。
在一般情况下，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。
在一些机械零件设计手册和机械制造专著中，对机械零件的表面粗糙度和机械零件的尺寸公差关系的经验及计算公式都有很多介绍，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迷惑。
同时也增加了他们在机械零件工作中选择表面粗糙度的困难。
在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的。
这就是配合的稳定性问题。
在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。
在现有的机械零件设计手册中，反映的主要有以下3种类型：第1类主要用于精密机械，对配合的稳定性要求很高，要求零件在使用过程中或经多次装配后，其零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的10%，这主要应用在精密仪器、仪表、精密量具的表面、极重要零件的摩擦面，如汽缸的内表面、精密机床的主轴颈、坐标镗床的主轴颈等。
第2类主要用于普通的精密机械，对配合的稳定性要求较高，要求零件的磨损极限不超过零件尺寸公差值的25%，要求有很好密合的接触面，其主要应用在如机床、工具、与滚动轴承配合的表面、锥销孔，还有相对运动速度较高的接触面如滑动轴承的配合表面、齿轮的轮齿工作面等。
金属表面粗糙度参数表
金属表面粗糙度参数一览表
表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的微观几何形状的尺寸特征。
工件加工表面的这些微观几何形状误差称为表面粗糙度。
1 表面粗糙度的评定参数
按国家标准规定，表面粗糙度的评定参数应在轮廓算术平均偏差（R a）、微观平面度十点高度（R z和轮廓最大高度（R y）项目中选取。
国家标准推荐优先选用R a。
有关R a、R z、R y参数的数值如下：
（1）轮廓算术平均偏差R a的数值，如表1所示。
表1 轮廓算术平均偏差R a的数值/μm
（2）微观平面度十点高度R z和轮廓最大高度R y的数值，如表2所示。
表2 微观平面度十点高度Rz和轮廓最大高度Ry的数值 /μm
2 表面粗糙度代（符）号
表面粗糙度代（符）号如表3所示
表3 表面粗糙度代（符）号
各级表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例如表4所示。
表4 各级表面粗糙度的表面特征、经济加工方法及应用举例。
表面粗糙度
M
12.5
3.2
★ 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下图规定标注。
3.2
30° 3.2
3.2
3.2
30°
3.2
代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致。
3.2
⒊ 标注示例
6.3 3.2 6.3 2×45°
×
6.3
3.2 ×
1.6 6.3 3.2
★ 符号的尖端必须 从材料外指向被 标注的表面。
2.形位公差代号
在图样中，形、位公差一般采用代号标注，如下图所示。各项形位公 差符号、代号的含义及标注方法请参见 示例一、示例二。
图8-21 形位公差代号与基准代号
形、位公差标注示例一
返回
形、位公差标注示例二
返回
9.7 画零件图的步骤和方法
一、画图前的准备 ⒈ 了解零件的用途、结构特点、材料及相 应的加工方法。 ⒉ 分析零件的结构形状，确定零件的视图 表达方案。 二、画图方法和步骤： 例如画端盖的零件图 ⒈ 定图幅 根据视图数量和大小, 选择适当的绘图比例，确 定图幅大小。
最大极限尺寸≥实际尺寸≥最小极限尺寸。
最小极限尺寸 49.992
最大极限尺寸 50.008
50
⒉
尺寸偏差和尺寸公差
0.016
–0.008 最小极限尺寸 φ49.992
基本尺寸
上偏差 下偏差
统称极限偏差
尺寸公差(简称公差): 允许实际尺寸的变动量。
偏差可 正可负
公差=最大极限尺寸－最小极限尺寸 =上偏差－下偏差
H1
60° 60°
数字与字母高度
2.5 0.25
3.5
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。
表面粗糙度参数值的选用原则
表面粗糙度参数值的选用原则1. 引言表面粗糙度是指物体表面的凹凸不平程度，对于许多工程应用来说，表面粗糙度是一个重要的质量指标。
通过选择合适的表面粗糙度参数值，可以确保产品的性能、功能和使用寿命。
本文将介绍表面粗糙度参数值的选用原则，包括定义和计算表面粗糙度的方法、常用的表面粗糙度参数以及选用参数值的考虑因素。
2. 表面粗糙度的定义和计算方法表面粗糙度是指物体表面在微观尺寸上存在的凹凸不平程度。
常见的表面粗糙度计算方法包括光学法、机械法和电子扫描法等。
光学法是通过光线反射来测量物体表面的凹凸不平程度，常用的光学仪器有显微镜和投影仪等。
机械法是利用机械探针或测头来测量物体表面的高低起伏，常见的仪器有激光干涉仪和形貌仪等。
电子扫描法是利用电子束或激光束扫描物体表面，通过探测器接收反射或散射的信号来测量表面粗糙度，常见的仪器有原子力显微镜和扫描电子显微镜等。
3. 常用的表面粗糙度参数表面粗糙度参数是用来描述表面粗糙度特征的数值指标。
常用的表面粗糙度参数包括以下几种：3.1 平均粗糙度（Ra）平均粗糙度是指在一定测量长度内，物体表面所有凹凸不平程度的平均值。
Ra是最常用的表面粗糙度参数之一，通常以微米（μm）为单位。
3.2 最大峰高（Ry）最大峰高是指物体表面上最高峰与最低谷之间的距离。
Ry可以用来评估物体表面的极端不平程度，通常以微米（μm）为单位。
3.3 峰谷高差（Rz）峰谷高差是指物体表面上相邻峰和谷之间的距离差异。
Rz可以用来评估物体表面的起伏程度，通常以微米（μm）为单位。
3.4 峰谷平均高差（RzJIS）峰谷平均高差是指在一定测量长度内，物体表面相邻峰和谷之间距离差异的平均值。
RzJIS是日本工业标准（JIS）中定义的表面粗糙度参数，通常以微米（μm）为单位。
3.5 峰值密度（S）峰值密度是指在一定测量长度内，物体表面上峰和谷的数量。
S可以用来评估物体表面的密集程度。
4. 表面粗糙度参数值的选用原则选择合适的表面粗糙度参数值需要考虑多个因素，包括产品功能要求、制造成本、加工工艺和材料特性等。
表面粗糙度的选用原则
表面粗糙度的选用
表面粗糙度的选用原则：
（1）在满足零件表面使用功能的前提下，表面粗糙度的要求尽可能低，即尽量选用大的参数值（除Rmr （c）外），以减小加工难度, 降低制造成本。
（2）在同一个零件上，非工作表面比工作表面的表面粗糙度值大。
（3）受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面粗糙度值要小。
（4）配合性质相同时，尺寸小的零件比尺寸大的表面粗糙度值小；
同一公差等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
（5）运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的非摩擦表面的表面粗糙度值小。
（6）一般情况下，尺寸和表面形状要求精确程度高的表面，表面粗糙度值要小。
表面粗糙度参数值的适用表面:
轴和孔的表面粗糙度参数推荐值
各种常用加工方法可能达到的表面粗糙度
注：对于飯金类的冲裁
在普通冲裁中，材料都是从模具刃口处产生裂纹而剪切分离，
制件尺寸精度低（VIT11）,断面粗糙（Ra二〜uni）,不平直，断面有一定斜度，往往不能满足零件较高的技术要求，有时还需再进行多道后续的机械加工。
精密冲裁是使材料呈纯剪切的形式进行冲裁，是通过改进模具来提高精度和改善断面质量的，制件尺寸精度可达到IT6〜IT9,断面粗糙度Ra 二〜urn,断面垂直度可达89° 30z或更佳。
表面粗糙度的选择、测量
二、框式水平仪的使用方法
如果零位误差超过许可范围，则需调整水 平仪零位调整机构（调整螺钉或螺母，使零位 误差减小至许可值以内。对于非规定调整的螺 钉，螺母不得随意拧动。调整前水平仪工作面 与平板必须揭擦试干净。调整后螺钉或螺母等 件必须固紧）
三、量块
量块是长度计量的基准，用于调整、校正、检验测 量器具、仪器和精密机床等。与量块附件组合使用 可作为精密划线等工作。
水平仪的分度值是以一米为基长的倾斜 值 ，如需测量长度为L的实际倾斜则可通过 下式进行计算： 实际倾斜值=分度值*L*偏差格数
二、框式水平仪的使用方法
为了避免由于水平仪零位不准引起的测量误 差，因此在使用前必须对水平仪的零位进行校对 或调整。
水平仪零位校对，调整方法：将水平仪放在 基础稳固，大致水平的平板（或机床导轨）上， 待气泡稳定后，在一端如左端读数，且定为零。 再将水平仪调转180度，仍放在平板原来的位置 上，待气泡稳定后，仍在原来一端（左端）读数 A格则 在用比较样块对工件表面进行比较时，所选用的样块和被检查工 件的加工方法必须相同。同时样块的材料、形状、表面色泽等应 尽可能地与被检查工件一致。判断的准则是根据工件加工痕迹的 深浅来决定表面粗糙度是否符合图纸(或工艺)要求。当被检查工 件表面的加工痕迹深浅程度相当或者小于样块工作面加工痕迹深 度时，则被检查工件表面粗糙度一般不大于样块的标记公称值。
一、表面粗糙度样板测量法
用比较样块比对的方法虽简便、快速、经济 实用，但只能定性测量，无法得到表面粗糙 度的定量值。比较法要求检验者具有丰富的 实践经验。因此，比较法用于具有一般而不 是严格要求的表面粗糙度的零件表面。
二、框式水平仪的使用方法
1. 原理
在测量水平时使水平仪工作面紧贴在被测 表面，待气泡完全静止后方可进行读数。
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
表面粗糙度的选用
第3章表面粗糙度3.1 表面粗糙度标注识读概念轮廓算术平均偏差Ra表面粗糙度轮廓最大高度Rz。
评定参数轮廓单元的平均宽度RS m轮廓支承长度率R mr(C)任务6 识读齿轮表面粗糙度标注表面粗糙度是一种微观几何形状误差，是零件的几何参数的精度指标之一。
以如图3-1所示的零件图为例，识读表面粗糙度的标注。
图3-1 表面粗糙度标注实例3.1.1 表面粗糙度概念任何零件的表面都不是绝对的光滑的，零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微观高低不平的痕迹，表面粗糙度是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
表面误差通常按(波距)的大小划分为三类误差：表面粗糙度、表面波度和表面上宏观形状误差。
波距小于1mm的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)，波距在l～10 mm的属于表面波度(中间几何形状误差)，波距大于10 mm的属于形状误差(宏观几何形状误差)，如图3-2所示。
图3-2 零件表面的几何形状误差3.1.2 表面粗糙度对零件的影响表面粗糙度的大小对零件的实用性能和使用寿命有很大的影响：1.对摩擦和磨损的影响表面越粗糙，摩擦系数就越大，两相对运动的表面磨损也越快，表面过于光滑，由于润滑油被挤出和分子见的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加剧磨损。
2.对配合性能的影响对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。
3.对抗腐蚀性的影响粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。
4.对疲劳强度的影响零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感。
使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。
5.对接触刚度的影响接触刚度影响零件的工作精度和抗振性。
这是由于表面粗糙度使表面间只有一部分面积接触。
一般情况下，实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。
因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。
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。
表面粗糙度数值的选择
3.具体选择参数值时应注意： （1）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面。 （2）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面。 （3）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用 的钢质零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度。 （4）配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面， 受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度。 （5）尺寸精度要求高时，参数值应相应地取得小。 （6）有关标注已对表面粗糙度要求作出规定的，应安相应 标准确定表面粗糙度值。例有关圆柱体结合的表面粗糙度 数值的选用，见教材P100表3-7。
公差配合与测量技术
公差配合与测量技术表面粗糙度 Nhomakorabea值的选择
确定零件表面粗糙度时，既要满足零件表面的功能要求， 又要考虑工艺的可行性和经济性。
表面粗糙度选择包括参数选择和参数值的选择。 1.参数选取的原则
确定表面粗糙度时，可在三项高度特性方面的参数 （Ra、Rz、Ry）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。 2.高度参数值选择原则 在满足零件表面使用功能前提下，应尽量选用大的参数值。
金属表面粗糙度参数一览表
金属表面粗糙度参数一览表表面粗糙度是指加工表面所具有的较小间距和微小峰谷的微观几何形状的尺寸特征。
工件加工表面的这些微观几何形状误差称为表面粗糙度。
1 表面粗糙度的评定参数按国家标准规定，表面粗糙度的评定参数应在轮廓算术平均偏差（R a ）、微观平面度十点高度（R z 和轮廓最大高度（R y ）项目中选取。
国家标准推荐优先选用R a 。
有关R a 、R z 、R y 参数的数值如下：（1）轮廓算术平均偏差R a 的数值，如表1所示。
表1 轮廓算术平均偏差R a 的数值 /μm新国标GB/T 1031—1995旧国标GB 1031—1983表面粗糙度表面光洁度R a级别代号R a R a 规定值 R a 补充系列值 10050 25 12.5 6.3 3.2 1.60 0.80 0.40 O.20 O.10 O.05 O.025 O.01280，63 40，32 2O ，16.O 10.O ，8.O 5.O ，4.O 2.5，2.O 1.25，1.0 0.63，O.50 O.32，O.25 O.160，O.125 O.080，O.063 0.040，O.032 O.020，O.016 O.010，O.0081 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1450～80 25～40 12.5～20 6.3～10 3.2～5 1.6～2.5 O.8～1.25 O.4～O.63 O.2～O.32 O.1～O.16 0.05～O.08 O.025～0.04 O.012～O.02 O.006～O.01（2）微观平面度十点高度R z 和轮廓最大高度R y 的数值，如表2所示。
表2 微观平面度十点高度Rz 和轮廓最大高度Ry 的数值 /μm新国标GB/T 1031—1995旧国标GB 1031—1983表面粗糙度表面光洁度R z 或Ry级别代号RzR z 规定值Rz补充系列值1600 800 400 200 100 50 1250， 1000630，500320，250160，12580，6340，321234>160～320>80～160>40～80>20～402512.56.33.21.6O.80.4O.2O.1O.05 20，16.O10，8.O5.O，4.O2.5，2.O1.25，1.OOO.63，O.50O.32，O.25O.160，O.125O.080，0.063O.040，O.03256V7891011121314>10～20>6.3～10>3.2～6.3>1.6～3.2>O.8～1.6>O.4～O.8>O.2～O.4>O.1～O.2>O.05～O.1≯O.052 表面粗糙度代（符）号表面粗糙度代（符）号如表3所示表3 表面粗糙度代（符）号符号意义基本符号上加一短划，表示表面特征是用去除材料的方法获得的。
表面粗糙度选择原则及其机加工方法 (1)
表面粗糙度选择很详细的37．表面粗糙度如何选择？答：表面粗糙度的选择既要满足零件表面的使用功能要求，又要考虑加工的经济性。
38．用类比法确定表面粗糙度时，对高度参数一般按哪些原则选择？答：同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应小于非工作表面。
摩擦表面的表面粗糙度值应小于非摩擦表面；滚动摩擦表面的表面粗糙度值应小于滑动摩擦表面；运动速度高、单位压力大的表面粗糙度值应小。
受循环载荷的表面及易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽）表面粗糙度值应选得小些。
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表面粗糙度值。
配合性质相同，零件尺寸越小，其表面粗糙度值应越小。
同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。
对于配合表面，其尺寸公差、形状公差、表面粗糙度应当协凋，一般情况下有一定的对应关系。
39．表面粗糙度Ra为50-100μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为明显可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。
铸、锻、气割毛坯可达此要求。
40．表面粗糙度Ra为25μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见刀痕，应用于粗造的加工面，一般很少采用。
铸、锻、气割毛坯可达此要求。
41．表面粗糙度Ra为12.5μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见刀痕, 应用于粗加工表面比较精确的一级，应用范围较广，如轴端面、倒角、螺钉孔和铆钉孔的表面、垫圈的接触面等。
42．表面粗糙度Ra为6.3μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为可见加工痕迹，应用于半粗加工面，支架、箱体、离合器、皮带轮侧面、凸轮侧面等非接触的自由表面，与螺栓头和铆钉头相接触的表面，所有轴和孔的退刀槽，一般遮板的结合面等。
43．表面粗糙度Ra为3.2μm时，表面形状什么特征，如何应用？答：表面形状特征为微见加工痕迹，应用于半精加工面，箱体、支架、盖面、套筒等和其他零件连接而没有配合要求的表面，需要发蓝的表面，需要滚花的预先加工面，主轴非接触的全部外表面等。
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在一个取样长度lr 内，最大轮廓峰高zp 和最பைடு நூலகம்轮廓谷深zv之和的高
度。
用公式表示为 Rz =zp +zv
轮廓的最大高度
项目3 表面粗糙度参数的选用
3）轮廓单元的平均宽度RSm （间距参数） 在一个取样长度lr 内，轮廓单元宽度xs 的平均值。
RSm
1 m
m i 1
Xsi
轮廓单元的宽度
表面粗糙度轮廓单元
项目3 表面粗糙度参数的选用
2.表面粗糙度评定参数
1）评定轮廓的算术平均偏差Ra（幅度参数） 即在一个取样长度lr 内，轮廓上各点至基准线的距离的绝对值
的算术平均值。如图所示。
Ra 1
l
y dx
l0
近似为 Ra 1
n
n i 1
yi
轮廓算术平均偏差
项目3 表面粗糙度参数的选用
算术平均中线 （面积和） i 1 i 1
F1
F2
Fi
F1′
Fi′
F2′
lr
表面粗造度轮的算术平均中线
项目3 表面粗糙度参数的选用
5）轮廓单元：即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。
● 轮廓峰高zp ● 轮廓谷深zv ● 轮廓单元的高度zt ● 轮廓单元的宽度xs
● 高度和间距辨别力：即应计入被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高 度和最小间距。
匀性差，可选ln＞5lr。
取样长度与评定长度
项目3 表面粗糙度参数的选用
lr和ln的数值
Ra /μm
Rz /μm lr /mm ln /mm（ln =5lr ）
≥0.008～0.02 >0.02～0.1
≥0.025～ 0.10
>0.10～0.50
>0.1～2.0
>0.50～10.0
>2.0～10.0 >10.0～50.0
1）基本术语
完工零件实际 表面轮廓
图3-3 实际表面轮廓
项目3 表面粗糙度参数的选用
知识点2. 表面粗糙度的评定参数
1.基本术语
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，既要限制表面波纹度的影响又要客观反映实际情况。
2）评定长度ln 取标准评定长度ln＝5lr。若被测表面比较均匀，可选ln＜5lr；若均
⑷影响零件的接触刚度 粗糙表面微观尖峰在接触时易于塑 性变形，使零件接触强度下降
⑸影响零件的抗腐蚀性
粗糙表面使腐蚀介质易附存于零件 表面凹谷处，使零件容易腐蚀
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
表面粗糙度对性能的影响
项目3 表面粗糙度参数的选用
知识点2. 表面粗糙度的评定参数
表面粗糙度对零件性能的影响
⑴影响零件的耐磨性 一般粗糙表面使零件耐磨性下降，但表面过于光滑时，也会因润滑变差 等原因使零件磨损加剧。
表面粗糙度对耐磨性能的影响
项目3 表面粗糙度参数的选用
⑵影响零件配合性质 粗糙表面降低配合稳定性
⑶影响零件的疲劳强度 粗糙表面使交变应力作用下的零件对 应力集中敏感，零件疲劳强度下降
项目3 表面粗糙度参数的选用
1.1 相关知识 知识点1.表面粗糙度的概念
由于切削过程中的： ★刀痕 ★切屑分离时的塑性变形 ★刀具和被加工表面间的摩擦 ★工艺系统中的高频振动等。
加工表面上留下的凸凹不平的痕迹， 这些痕迹是由许多微小的凸峰和凹 谷组成的，其微小峰谷的高低以及 细密程度构成的微观几何形状特性 称为表面粗糙度。
完整图形符号，在上述三个符号的长边上加一横线，用于标注有关参数 和说明。在文本中，这三个符号分别用APA、MRR、NMR表示。
在上述三个符号的长边上加一小圆，表示所有表面具有相同的表面结构 特征要求
项目3 表面粗糙度参数的选用
2.表面粗糙度代号
1）表面粗糙度要求的注写位置
位置a和b 注写两个或多个表面结构特征要求 在位置a注写第一个表面结构特征要求，标注表面结 构特征参数代号、极限值和传输带或取样长度。传 输带或取样长度后应有一斜线“/”，之后是表面结 构特征参数代号，最后是数值。示例:0.0025-0.8/ Rz 6.3（传输带标注） 在位置b注写第二个表面结构特征要求。 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。如车、磨、镀等加工表面。 位置d 注写表面纹理和方向，如“=”、“X”、 “M”。 位置e 注写加工余量，以毫米为单位给出数值。
>10.0～80.0 >50.0～320
0.08 0.25 0.8 2.5 8.0
0.4 1.25 4.0 12.5 40.0
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。
项目3 表面粗糙度参数的选用
3）轮廓滤波器、传输带 滤波器可以将表面轮廓分为长波成分和短波成分，其中λs轮廓滤波器 用于确定存在于表面的粗糙度与比它更短的波之间的界限，λc滤波器 用于确定粗糙度与波纹度之间的界限，λf滤波器用于确定存在于表面 的波纹度与比它更长的波之间的界限。滤波器由截止波长值表示。评 定零件表面粗糙度的取样长度在数值上等于其长波滤波器的截止波长 λc。 从短波截止波长λs到长波截止波长λc之间的波长范围称为评定表面 粗糙度的传输带。
项目3 表面粗糙度参数的选用
表面粗糙度、表面波纹度、形状误差的划分
表面粗糙度与波距
(1)波距小于1mm，属于微观几何形状误差——表面粗糙度。 (2)波距10mm以上的且不呈明显周期性变化的——宏观的几何
形状误差。 (3)波距介于1~10mm的并呈周期性变化的——表面波纹度
项目3 表面粗糙度参数的选用
符号
意
义
基本符号，表示表面用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值或有关说 明（如表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注。
扩展图形符号，基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。 如车、铣、刨、磨。
扩展图形符号，基本符号加一小圆，表示表面是用不去除材料方法获得。 如铸、锻、冲压变形、热轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况 的表面（包括保持上道工序的状况）。
轮廓滤波器、 传输带
项目3 表面粗糙度参数的选用
4）表面粗糙度轮廓中线（基准线）
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。
★轮廓最小二乘中线
最小二乘中线
ΣYi2=min
yi
lr
表面粗造度轮廓的最小二乘中线
项目3 表面粗糙度参数的选用
n
n
★轮廓算术平均中线
F i F i '
项目3 表面粗糙度参数的选用
4）与形状特性有关的参数（曲线参数）
轮廓的支承长度率Rmr（c）
即在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml（c）与评定长
度ln 的比率。
Rmr(c)=
Ml（c） Ln
Ml（c）＝ΣMli
轮廓的实体材料长度
项目3 表面粗糙度参数的选用
知识点3. 表面粗糙度的标注 1.表面粗糙度图形符号及含义