表面粗糙度参数
粗糙度参数解说范文
粗糙度参数解说范文
粗糙度参数是描述表面形貌的关键参数，它反映了零部件的精细加工
程度。
粗糙度参数是一种对表面形貌定量测量的综合参数，可以反映表面
的微弱凹凸细节，以及表面的粗糙程度、毛刺等特征，所以它被广泛用于
对工件表面质量的检测评价。
一般来说，粗糙度参数被定义为表面变形的有序统计描述，有几种常
见的粗糙度参数，它们中最主要的有：平均粗糙度Ra、值（Rz）、最大
峰值粗糙度Rt、标准偏差σq、最大至最小深度值比率（Pc）、最大隔离
度（Rx）等。
1.平均粗糙度Ra是表面平均凹凸细节的高度或深度的综合参数，它
反映的是一个表面中较小凹凸细节的总体状况。
一般情况下，它的值越小，表面越平滑，加工精度也越高。
2.Rz值是表面最大凹凸细节的深度或高度，它反映的是一个表面中
最大的凹凸细节的大小状况。
一般情况下，它的值越小，表面越平滑，加
工精度也越高。
3.Rt是表面最大凹凸细节的峰值值，它反映的是一个表面中最大的
凹凸细节的高度或深度。
一般情况下，它的值越小，表面越平滑，加工精
度也越高。
4.标准偏差σq是表面凹凸细节的平均均方差，它反映的是凹凸细节
的分布状况，可以反映表面粗糙程度。
表面粗糙度的评定参数
• 选择原则：一般按五个取样长度来确定。 4．轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。具有几
何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加 以划分的线。类型有： • （1）最小二乘中线：
使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上 的点至基准线的距离）的平方和为最小的基准线。
准面1相接触，基准面采用光学玻璃制成的平面或圆弧面，并相对被测表面或工作台面定
位，从而使传感器运行的轨迹依赖于这个参考基准面，根据被测表面的外形作直线或某一 曲率的圆弧线运动。这时触针所描绘的将是包括粗糙度、波纹度相形状误差在内的实际表 面轮廓图形。这种方法对拖动传感器运行的驱动机构(导轨)没有严格要求。
Ry y p max yv max
表面粗糙度的三个水平参数： 轮廓微观不平度的平均间距Sm 轮廓单峰平
均间距S 轮廓支承长度率tp
图4-4 表面粗糙度的水平参数
4．轮廓微观不平度的平均间距Sm
❖ 含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Sm (图4-4），称为轮廓微观不平度间距。
Sm
1 n
直线，寻头
• 上下位移量非常小加固9—14(a)所示。但若轮廓哆距增大PS头的垂盲位移变化亦将随着增大，直到 它完全和触
• 针同步地作上下运动，如图L14(b)．＜c)所示，此时圆弧形导头显然E个适用。
•
由于e6针和导头不可能在表面的同一点上接触(不能同袖)，因此综合其结果*除了幅度变化LJ
外，还取决于
实际轮廓图
横向实际轮廓图
2．取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基
准线长度。 • 量取方向：它在轮廓总的走向上。 • 目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响
表面粗糙度参数
第4章表面粗糙度4.1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，刀具和巳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垦，通常按波距的大小分为：波距的属表面粗糙度；波距在1-lOmm间的属表面波度；波距〉10mm的属于形状误垦。
住肚it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，稳定性越蚩。
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。
4.2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.M虑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41。
在取样长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。
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1口=51。
5.轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。
(1)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：(，r Z2J(> " dx = min(2)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
（2）在不致引起误解时，表面粗糙度可标注在给定 的尺寸线上。也可标注在几何公差框格的上方。
（3）由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要 明确每种工艺方法的表面粗糙度要求时，应分别进行 标注。
（4）圆柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只标注一次。如 果每个棱柱表面有不同的粗糙度要求，则应分别单独标注。 零件上连续表面的粗糙度要求只标注一次。
在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有 关参数和说明
符号画法：
H1=1.4h (即比字高大一号， h=字高), H2=2H1+1
2.表面粗糙度代号
位置a ：注写表面结构的单一要求 a和b：a注写第一表面结构要求 b注写第二表面结构要求 位置c ：注写加工方法，如“车”、“磨” 等 位置d ：注写表面纹理方向，如“＝”、“×”等 位置e ：注写加工余量
3.表面粗糙度的标注 基本规定： （1）在同一张图样上，每一表面一般只标注一次代 (符)号，并按规定分别注在可见轮廓线、尺寸界线、 尺寸线和其延长线上。 （2）符号的尖端必须从材料外指向表面。 （3）表面粗糙度参数值的大小、方向与尺寸数字的大小、 方向一致。
标注方法： （1）表面粗糙度可标注在轮廓线或其延长线上，其 符号应从材料外指向并接触表面。必要时，也可用带 箭头或黑点的指引线引出标注。
（8）如果在工件的多数（包括全部）表面有相同的表面粗糙度要 求时，则其表面粗糙度可统一标注在图样的标题栏附近。此时， 表面粗糙度符号后面应有：在圆括号内给出无任何其他标注的基 本符号或者在圆括号内给出不同的表面粗糙度要求。不同的表面 粗糙度要求应直接标注在图形中。
（9）如果零件的所有表面有相同的表面粗糙度要求， 则可将表面粗糙度代号统一标注在图样的标题栏附近。
（5）螺纹、齿轮工作表面没有画出牙（齿）形时， 螺纹的表面粗糙度标在尺寸线上，齿轮的表面粗糙度 标在分度圆上。
表面 粗糙度
及状态列于引脚列表中，用于显示引脚信息。
4、Mode元件模式区域
主要功能是指定元件的模式，包括 Normal、De-Morgan和IEEE三种模式。
注意：上述元件管理器的功能也可以通过 Tools菜单命令来实现。
二、查找元件
在元件管理器中，单击Find按钮，系统将 弹出如下图所示的查找元件对话框。
表面粗糙度参数及其数值的上限值(下限值)和最大值(最小 值).取样长度等的正确注写
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表4-6 表面粗糙度代号标注示例(1)
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表4-6 表面粗糙度代号标注示例(2)
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4.3 表面粗糙度的符号及标注
表面粗糙度代号在图样上的标注方法，如表4-7和图4-8所 示，表面粗糙度代号在图样上一般注在可见轮廓线，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
如下图所示，IEEE工具栏的打开与关闭可 以通过执行菜单命令View→Toolbars→IEEE Toolbars来实现。
IEEE工具栏中各个按钮的功能见下表所示。
此外，元件库编辑器IEEE工具栏中的各项 命令也可以在Place菜单中的IEEE Symbols子菜 单找到。
任务二：手工创建原理图元器件
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4. 2表面粗糙度的评定参数及其数值
R之出y和现值，较是因深微此加观它 工不不 痕平如 迹度值 ，十经R点z常反中承映最受的高交几点变何和应特最力性低作准点用确至的.中但工线对作的某表垂些面直不，距允如离许 齿廓表面常标注及，参数，此外，当被测表面很小，不宜采 用面R加a工或的评痕定迹时越，深也常采用Ry参数.测得的Ry值越大，表示表
第一节表面粗糙度的评定参数
❖ 1．L 2 表面粗糙度测量的基本原则
❖
(1)测量方向
❖ 按现行标准所定义的各种粗糙度评定参数，是基于轮廓法确定数值，是在被测表面的法向截面上的 实际轮廓上进行测量的结果。由于垂直于被测表面的法向截面存在各种不同的测量方向．所以规定在垂 直于加工纹理力向的d向截面(参R图g”8)测得的结果，称作横向轮廊的表面粗糙度数值(d)；在平行于加 工纹理方向的5向截面上所作的测量，称为纵向轮廓的粗糙度数值(6)。试验表明，大多数的切削加工表
2．表面粗糙度：是一种微观几何形状误差又称微观不平度。 3．表面粗糙度的产生原因：在加工过程中，刀具和零件表面
间产生磨擦、高频振动及切削时在工作表面上留下的微观 痕迹。
二．表面粗糙度的影响
❖ 表面粗糙度对机器零件的使用性能有着重要的影响，主要表 现在：
1．对摩擦和磨损的影响 2．对配合性的影响 3．对接触刚度的影响 4．对疲劳强度的影响 5．对抗腐蚀性的影响 6．对结合密封性的影响 ❖ 此外表面粗糙度还影响检验零件时的测量不确定度、零件外
1、轮廓算术平均偏差Ra
在取样长度L内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。
用公式表示为：
1l
Ra L 0 y(x) dx
Ra
1 n
n i 1
yi
Rz
图4-3 表面粗糙度的高度参数
2．微观不平度十点高度
❖ 在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮
廓谷深的平均值之和，如图4-3所示。用公式表示为：
§4－1 表面粗糙度的评定参数
主要内容：
1、主要术语及定义 取样长度L 评定长度L
n
轮廓中线m 2、6个评定参数
3个基本、3个附加 3、一般规定
重点： 3个基本评定参数
表面粗糙度参数
R轮廓参数（表面粗糙度参数）值的选择应遵循在 满足表面功能要求的前提下，尽量选用较大的粗糙度参 数值的基本原则，以便简化加工工艺，降低加工成本。
R轮廓参数（表面粗糙度参数）值的选择一般采用类比法
具体选择时考虑下列因素：
1．在同一零件上，工作表面一般比非工作表面的粗糙度参数值要小。 2．摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小；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、压力大的摩擦表面比运动速度低、 压力小的摩擦表面的粗糙度参数值要小。 3．承受循环载荷的表面及易引起应力集中的结构（圆角、沟槽等），其粗糙 度参数值要小。 4．配合精度要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面及要求连接可靠且承 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，在一般情况下，零件尺寸越小，则粗糙度参数值应越小 ；在同一精度等级时，小尺寸比大尺寸、轴比孔的粗糙度参数值要小；通 常在尺寸公差、表面形状公差小时，粗糙度参数值要小。 6．防腐性、密封性要求越高，粗糙度参数值应越小。
二、R轮廓参数（表面粗糙度参数）的检测
1．比较法 将被测表面与标准粗糙度样块进行比较，用目测和手 摸的感触来判断粗糙度的一种检测方法。
2．仪器检测法 传统的仪器检测方法有：光切法、干涉法和感触法 （又称针描法）。
粗糙度参数检测仪器
想一想
在车间进行实习生产时，你是怎样来 检测工件表面粗糙度参数的？
表面粗糙度的参数、评定及标注方法
表面粗糙度的参数、评定及标注方法1．表面结构的基本概念（1）概述为了保证零件的使用性能，在机械图样中需要对零件的表面结构给出要求。
表面结构就是由粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓构成的零件表面特征。
（2）表面结构的评定参数评定零件表面结构的参数有轮廓参数、图形参数和支承率曲线参数。
其中轮廓参数分为三种：R轮廓参数（粗糙度参数）、W轮廓参数（波纹度参数）和P 轮廓参数（原始轮廓参数）。
机械图样中，常用表面粗糙度参数Ra和Rz作为评定表面结构的参数。
①轮廓算术平均偏差Ra 它是在取样长度lr内，纵坐标Z(x)(被测轮廓上的各点至基准线x的距离)绝对值的算术平均值，如图1所示。
可用下式表示：②轮廓最大高度它是在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和，如图1所示。
图1 Ra、Rz参数示意图国家标准GB/T1031-2009给出的Ra和Rz系列值如表1所示。
表1 Ra、Rz系列值（ um）Ra Rz Ra Rz0.012 6.3 6.30.025 0.025 12.5 12.50.05 0.05 25 250.1 0.1 50 500.2 0.2 100 1000.4 0.4 2000.8 0.8 4001.6 1.6 8003.2 3.2 16002．标注表面结构的图形符号（1）图形符号及其含义在图样中，可以用不同的图形符号来表示对零件表面结构的不同要求。
标注表面结构的图形符号及其含义如表2所示。
表2 表面结构图形符号及其含义符号名称符号样式含义及说明基本图形符号未指定工艺方法的表面；基本图形符号仅用于简化代号标注，当通过一个注释解释时可单独使用，没有补充说明时不能单独使用扩展图形符号用去除材料的方法获得表面，如通过车、铣、刨、磨等机械加工的表面；仅当其含义是“被加工表面”时可单独使用用不去除材料的方法获得表面，如铸、锻等；也可用于保持上道工序形成的表面，不管这种状况是通过去除材料或不去除材料形成的完整图形符号在基本图形符号或扩展图形符号的长边上加一横线，用于标注表面结构特征的补充信息工件轮廓各表面图形符号当在某个视图上组成封闭轮廓的各表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，标注在图样中工件的封闭轮廓线上。
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
表面粗糙度等级常用
表面粗糙度等级(可以直接使用，可编辑优质资料，欢迎下载）本人从事机械行业多年，为大家提供一些简单的数据：【表面粗糙度等级】【表面粗糙度Ra特征】参数的情况列表如下，如有问题，由时代公司负责解释。
本表还适用于公司TR1系列粗糙度仪。
修改后可测量参数的总数没有变化，仍为13个参数，只是显示在不同的标准中,也就是说：时代粗糙度仪产品参数：涵盖新旧标准参数！（详表面粗糙度有Ra,Rz,Ry 之分，据GB 3505摘录：表面粗糙度参数及其数值（Surface Roughness Parameters and their Values）常用的3个分别是：轮廓算数平均偏差(Ra)--arithmetical mean deviation of the profile；微观不平度十点高度(Rz)--the point height of irregularities；轮廓最大高度(Ry)--maximum height of the profile。
Ra--在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。
Rz--在取样长度内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。
Ry--在取样长度L内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
如果图面没标注粗糙度选用Ra /Rz /Ry 的情况下默认为Ra。
表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，则表面越光滑。
表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：①表面粗糙度影响零件的耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
②表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。
(完整版)常用表面粗糙度数值
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
定心精度高
的
配合表面
表面
径向跳动公差/ □m
2.5
4
6
10
16
20
轴
0.05
0.1
0.1
0.2
0.4
0.8
孔
0.1
0.2
0.2
0.4
0.8
1.6
滑动轴承
表面
表面
公差 等级
液体润滑
IT6 〜IT9
IT10 〜IT12
轴
0.4〜0.8
0.8〜3.2
0.1〜0.4
孔
0.8〜1.6
1.6〜3.2
0.2〜0.8
导
轨
面
性质
速度
/m • s1
平面度公差/（卩m/100mm）
〜6
10
20
60
>60
滑动
〜0.5
0.2
0.4
0.8
1.6
3.2
>0.5
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
滚动
〜0.5
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
>0.5
0.05
0.1
0.2
0.4
0.8
（转下表）
（续前表）
圆锥结合
3.2〜12.5
分度机构表面
女口：分度板
插销
定位 精度/□m
〜4
6
10
25
63
>63
0.1
0.2
0.4
0.8
1.6
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。
表面粗糙度的评定参数
评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或数个取样长 度。
❖ 目的： 为充分合理地反映某一表面的粗糙度特征。
Hale Waihona Puke （加工表面有着不同程度的不均匀性）。
❖ 选择原则：一般按五个取样长度来确定。
4．轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。具有几 何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加 以划分的线。类型有：
❖ 15．1 测量方法综述 ❖ 对加工表面质量的评定，除了用视觉和触觉进行定性地比较检验的方
法以外，并逐步实现了用数值确定表面粗糙度参数值的定量测量。从本 世纪30年代陆续提出了测量粗糙度的方法原理和仪器以来，已发展了一 系列利用光学、机械、电气原理的表面粗糙度专用测量仪器，其基本结 构模式如图9—7所示。 ❖ 粗糙度测量方法主要是以不同类型的传感器所反映的测量原理来分类的。 表9—l 4列出了各类转换形式的传感器。运算装置包括信号放大器、滤 波器和各种型式的计算处理(如信号变换、模数转换、时控、数字计算等) 装置。输出设备包括指针式电量表、记录器、光电输出器、电传打字机、 磁带输出器、Tv显示屏、绘图仪等。其中，传感器是基本组成部分，在 取得表面测量信号以后，亦可用人工进行计算处理给出结果。
13
2．微观不平度十点高度
❖ 在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮
廓谷深的平均值之和，如图4-3所示。用公式表示为：
5
5
ypi yvi
Rz i1
i1
5
❖ 在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m的任意一根线算起， 计算被测轮廓的五个最高点（峰）到五个最低点（谷）之间 的平均距离
Rz
= (h2h4...h10)(h1h3...h9) 5
编辑ppt
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。
表面粗糙度参数
第4章表面粗糙度4.1 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。
4.2 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。
在取样长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。
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：⎰lr i Z02dx = min⑵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。
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表面参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量甘晓川张瑜刘娜石作德谷荣凤
在GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构术语、定义及参数》中定义了表面幅度参数(纵坐标平均值)R a、R q、R sk、R ku和间距参数、混合参数等，虽然该标准等效采用了ISO4287:1997《几何产品规范(GPS)表面特征:轮廓法表面结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满足我国目前工业生产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出一
些非标的表面参数的技术要求，例如R max(DIN EN ISO 4287)、RP c(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。
这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此生产部
门对这些参数的准确测量都有迫切的需求。
同时，对这些参数
的正确认识及理解能有效地指导生产过程，在使产品技术指标
满足要求的同时可有效降低生产成本。
笔者在实际工作中经常会为一些厂家测量这样的参数，如发
动机冷凝管内表面的R max、R t等参数、轴类零件的RP c参数。
现结合实例对这些参数的定义和测量方法作一些说明，以供参考。
一、参数的定义
1.参数R z(GB/T3505-2000)
在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图1所示。
图1 参数R z示意图
这里R z的定义和GB/T3505-1983《表面粗糙度术语表面及其参数》中的定义已经完全不同。
GB/T3505-1983中R z符号曾用于指示“不平度的十点高度”。
正在使用中的一些表面粗糙度测量仪器大多只能测量以前的参数R z。
因此，采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重，因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差别，并不都是非常微小而可忽略的。
2.参数R max(DIN EN ISO 4287)
参数R max与参数R zi之间有些关系，因此首先介绍R zi的定义。
R zi的定义为，在一个取样长度lr内最高峰和最低谷之间的垂直距离。
R max的定义为在评定长度lc内R zi的最大值(在DIN EN ISO 4288中，R max的符号为R z1max)，其示意图如图2所示。
图2 参数R max示意图
3.参数R t(GB/T3505-2000)
参数R t的定义为评定长度内最大的峰谷垂直距离，如图3所示。
图3 参数R t示意图
4.参数R3z(Daimler Benz Standard 31007)
R3zi的定义为，粗糙度轮廓上一个取样长度lr内第3高的轮廓峰和第3高的轮廓谷之间的垂直距离，如图4所示。
图4 参数R3z示意图
R3z是5个连续取样长度上粗糙度深度R3zi的平均值。
5.参数RP c(prEN 10049)
参数RP c的定义为单位长度内连续穿过规定的上轮廓截止线c1和下轮廓截止线c2的粗糙度轮廓元素的数量。
在使用中取c1等于c2，它们间的距离也叫做带宽(Bandwidth)或Peak Count Level。
通常会取它们位于中线(Mean Line)或平行于中线指定的另外的直线的两侧，如图5所示。
图5 参数RP c示意图
三、测量使用的仪器
测量使用的仪器为英国某公司生产的粗糙度仪。
该仪器采用的是触针式测量方法，其粗糙度参数的测量误差为2%，具有分析评定25个参数R、22个参数P、23个参数W、12个参数R&W 和7个参数R k的能力。
此外，对同一测量数据可以进行多次不同参数的分析评定，而不需要多次测量。
四、参数
R max、R t、R3z的测量
参数R max、R t、R3z的测量同测量参数R a一样，都需要使仪器的探针在被测表面上扫描规定的长度，从而得到表面轮廓。
表面轮廓经滤波器滤波后得到原始轮廓，用规定的方式对原始轮
廓进行分析就得到对应的参数。
它们的评定与R a的评定类似，滤波器、取样长度lc等评定条件的选取都对评定结果有明显的改变。
笔者使用的滤波器是
2CR-PC。
而取样长度lc的选取由于没有明确的规定，工作中可选用与参数R a同样的取样长度lc，这也是广泛采用的方式。
图6为使用粗糙度仪对某钢管内表面进行测量后得到的粗糙度轮廓，表1为该粗糙度轮廓各粗糙度参数的测量结果。
图6 某钢管内表面粗糙度轮廓
由表1的测量结果可以看出，R t>R max>R z>R3z，这与前面介绍的这些参数定义的含义是一致的。
表1 某钢管内表面粗糙度参数测量结果
五、参数
RP c的测量
R max、R t、R3z等这些参数的评定过程不再涉及其他条件的设定，所以对它们的评定相对简单。
而参数RP c的评定稍显复杂一些，其评定过程还需要设定3个条件，分别为参考类型、高度、带宽。
其中参考类型和高度是配合在一起的，笔者使用“平均值以上的高度”，且高度为“0”，也就是以中线为中心，上下各半个带宽。
而带宽的大小就依靠产品的技术要求了，表2即为一个技术要求的实例。
该要求分别对7个带宽每英寸长度内的峰值数量都提出了要求。
表2 参数RP c技术要求实例
分别在带宽中设定所要求的数值，然后计算机将依照设定的条件对粗糙度轮廓进行分析计算，从而得到所需的参数RP c数值。
表3为通过设定不同条件后对图7分析后得到的参数RP c，图7为包含29个评定长度的粗糙度轮廓。
图7 某轴类零件的外表面粗糙度轮廓
参数测量结果实例表3 某轴类零件的外表面粗糙度RP
c
六、结束语
表面粗糙度可用具有不同定义的多种参数进行评定，前面涉
及的仅仅为几个比较常见的参数。
虽然有些参数在我国的国标
中并未定义，但由于这些参数在国外已大量使用，使得我们的制造部门不得不在对外贸易中面对对方设置的贸易壁垒。
开展此类参数的测量可为生产和研究部门的研制提供有力的技术支持，对打破技术性贸易壁垒也起到巨大的作用。
作者单位【辽宁省计量科学研究院】。