表面粗糙度及检测
表面粗糙度及检测新
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表面粗糙度检测新技术的 挑战与展望
技术挑战
检Hale Waihona Puke 精度表面粗糙度检测需要高精度的测量 技术，以获得 准确的表面形貌信息。
动态范围
表面粗糙度检测需要覆盖较大的动态范围，以满 足不同表面粗糙度测量的需求。
实时性
对于在线检测和质量控制，需要实现快速、实时 的表面粗糙度检测。
发展趋势与展望
智能化
利用人工智能和机器学 习技术，实现表面粗糙 度检测的自动化和智能
表面电阻测量法
表面电阻测量法是一种利用表面电阻原理测量表面粗糙度的方法。
通过测量样品表面的电阻值，可以推算出表面粗糙度的大小。该方法适用于导体材 料的表面粗糙度测量。
表面电阻测量法的优点是操作简便、成本低廉，但其准确度受环境温度、湿度等因 素的影响较大，且只适用于导体材料的表面粗糙度测量。
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表面粗糙度检测新技术的 应用
在生物医学领域的应用
表面粗糙度检测新技术在生物医学领域的应用主要涉及医疗器械、人工关节、牙 科植入物等与人体直接接触的医疗产品的表面质量检测。
表面粗糙度对于医疗产品的生物相容性和使用寿命具有重要影响。通过表面粗糙 度检测新技术，可以评估医疗产品表面的细胞生长、蛋白质吸附和血液相容性， 为医疗产品的研发和改进提供有力支持。
表面粗糙度的影响因素
加工方法和工艺参数
不同的加工方法和工艺参数会对表面粗糙度产生影响， 如切削速度、进给量、刀具角度等。
材料性质
材料的硬度、韧性、热处理状态等对表面粗糙度有较 大影响。
环境因素
环境温度、湿度、清洁度等也会对表面粗糙度产生影 响。
表面粗糙度的应用
提高表面耐磨性
表面粗糙度可以影响表面的接触刚度和应力分布，从而提高表面 的耐磨性。
粗糙度检测方法及评定【干货技巧】
以下为表面粗糙度的评定及测量方法：一、表面粗糙度的概念表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。
具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况。
一般按S分：S＜1mm 为表面粗糙度；1≤S≤10mm为波纹度；S＞10mm为f 形状。
•二、VDI3400、Ra、Rmax对照表国家标准规定常用三个指标来评定表面粗糙度（单位为μm）：轮廓的平均算术偏差Ra、不平度平均高度Rz和最大高度Ry。
在实际生产中多用Ra指标。
轮廓的最大微观高度偏差Ry在日本等国常用Rmax符号来表示，欧美常用VDI指标。
下面为VDI3400、Ra、Rmax 对照表。
三、表面粗糙度形成因素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、电加工的放电凹坑等。
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。
四、表面粗糙度对零件的影响主要表现影响耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，摩擦阻力越大，磨损就越快。
影响配合的稳定性。
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，降低了连接强度。
影响疲劳强度。
粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。
影响耐腐蚀性。
粗糙的零件表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。
影响密封性。
粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
影响接触刚度。
接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。
机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
影响测量精度。
零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。
第三章--表面粗糙度及检测
第二节 表面粗糙度评估参数值旳 选择
评估参数值旳选择
总原则：在满足功能要求旳前提下，尽量选择较大旳表 粗糙度参数值，以减小加工难度，降低成本。
选择措施：类比法。 一般原则： （1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表面旳粗糙度参数值小，滚动摩擦 表面比滑动摩擦表面旳粗糙度参数值小。 （3）承受交变载荷旳表面及易引起应力集中旳部分（如圆 角，沟槽）粗糙度参数值应小些。
t
p
p
l
100%
1 l
n i 1
bi
100%
S、Sm和tp称为间距参数，值越小，轮廓表面越细密，密 封性愈好。
13
第一节 表面粗糙度旳评估
❖评估参数旳数值
原则要求：当Ra为0.025～6.3μm或Rz为0.100 ～25μm范围时，应优先 选用Ra参数。 Ra ＜0.025μm， Ra ＞6.3μm时，用光学仪器测量比较适 合，因而应选用Rz 。
个最大旳轮廓谷深平均值之和：
5
5
y pi yvi
Rz i1
i 1
5
Rz
(h2
h4
h10 ) (h1 5
h3
h9 )
Rz值越大，表面越粗糙。
10
第一节 表面粗糙度旳评估
（3）轮廓最大高度Ry 在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间旳距离。
Ra、Rz和Ry称为表面粗糙度旳高度参数。
11
要求：国标推荐， ln=5l；对均匀性好旳表面，可选ln＜5l；对均匀 性较差旳表面，可选ln＞ 5l。
5
第一节 表面粗糙度旳评估
取样长度、评估长度和轮廓中线
6
Hale Waihona Puke 第一节 表面粗糙度旳评估（3）中线 中线是指用以评估表面粗糙度参数旳一条基准线。
表面粗糙度与检测(新国标)
Rmr ( c ) =
∑
i =1
bi
ln
= Ml ( C ) / l n
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： 个
基本参数 2个 附加参数 (辅助参数 辅助参数) 辅助参数 2个
Ra —轮廓算术平均偏差 轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率 轮廓支承长度率
3. 中线 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的 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、 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
图5.5 轮廓中线
二. 评定参数 1. 幅度参数（高度参数） 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差 ）轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内 纵坐标值 在取样长度 内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值 的绝对值的算术平均值
Z v2
x
Z vmax
最大高度Rz 最大高度
2. 间距参数 轮廓单元: 轮廓单元 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 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。 轮廓单元宽度 中线与一个轮廓单元相交线段的长度 相交线段的长度。 轮廓单元的平均宽度 RSm:
新国标
表面粗糙度与检测
内 容 提 要:
1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响 2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数 3.表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用
表面粗糙度及检测
第5章表面粗糙度及检测5.1 表面粗糙度的基本概念5.1.1 表面粗糙度的定义微小峰谷高低程度和间距状况所组成的微观几何形状特性称为表面粗糙度（surface roughness）。
它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。
实际上，加工得到的零件表面并不是完全理想的表面，完工零件的截面轮廓形状由表面粗糙度、表面波纹度和表面形状误差叠加而成，如图5–1所示。
上述三者通常按相邻两波峰或两波谷之间的距离，即按波距的大小来划分：波距小于l mm并大体呈周期变化的属于表面粗糙度（微观几何形状误差），波距在l mm～10 mm并呈周期变化的的属于表面波纹度（中间几何形状误差），波距大于10 mm而无明显并周期变化的属于表面形状误差（宏观几何形状误差）。
5.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响1. 影响耐磨性2. 影响配合性质的稳定性3. 影响疲劳强度4. 影响耐腐蚀性此外，表面粗糙度还会影响结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力、测量精度以及机器、仪器的外观质量等。
5.2 表面粗糙度的评定5.2.1 术语和定义1. 实际表面（real surface）实际表面是零件上实际存在的表面，是物体与周围介质分离的表面（见图5–2）。
2. 表面轮廓（surface profile）表面轮廓是理想平面与实际表面相交所得的轮廓（见图5–2）。
按照相截方向的不同，表面轮廓又分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。
在评定和测量表面粗糙度时，除非特别指明，通常均指横向表面轮廓，即与实际表面加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。
3. 坐标系坐标系是确定表面结构参数的坐标体系（见图5–2）。
通常采用一个直角坐标系，其轴线形成一右旋笛卡尔坐标系，X轴与中线方向一致，Y轴也处于实际表面上，而Z轴则在从材料到周围介质的外延方向上。
4. 取样长度lr（sampling length）取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度，是测量和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，如图5–3所示，取样长度lr的方向与轮廓走向一致。
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。
表面粗糙度及检测
第六章表面粗糙度及检测第一节概述用任何方法获得的零件表面，都不会绝对的光滑平整，总会存在着由较小间距的峰和谷组成的微观高低不平。
这种加工表面上具有的微观几何形状误差称为表面粗糙度。
它主要是在加工过程中，由于刀具切削后留下的刀痕、切屑分离时的塑性变形、工艺系统中存在高频振动及刀具和零件表面之间的磨擦等原因所形成的。
表面粗糙度对零件的功能要求、使用寿命、可靠性及美观程度均有直接的影响。
为了正确地测量和评定零件表面粗糙度，自从1956年颁布了第一个表面光洁度标准JB 50-56以来，我国对表面粗糙度国家标准已进行了多次修订，现在实施的相关标准主要有GB/T3505-2000《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》（代替GB/T3505-2000）、GB/T1031-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》（代替GB/T 1031-1995）、GB/T 10610-2009《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》（代替GB/T 10610-1998）、GB/T131-2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》（代替GB/T 131-1993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》）、GB/T 6062-2009《产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法接触（触针）式仪器的标称特性》（代替GB/T 6062-2002）。
本章将对上述标准的主要内容进行介绍。
一、表面粗糙度轮廓的界定物体与周围介质分离的表面称为实际表面。
为了研究零件的表面结构，通常用垂直于零件实际表面的平面与该零件实际表面相交所得到的轮廓作为评估对象。
该轮廓称为表面轮廓，它是一条轮廓曲线，如图6.1所示。
图6.1零件的实际表面与表面轮廓加工以后形成的零件的实际表面一般处于非理想状态，其截面轮廓形状是复杂的，同时存在各种几何形状误差。
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
表面粗糙度与检测(新国标)
汽车工业领域
表面粗糙度对汽车零部件的性能和使用寿命具有重要影响，如活塞环、气缸、刹 车片等。通过检测表面粗糙度，可以优化零部件的设计和制造工艺，提高汽车的 性能和安全性。
标准化
随着新国标的实施，表面粗糙度 检测技术正逐步实现标准化，统 一检测方法和标准，提高检测结
果的准确性和可比性。
新材料对表面粗糙度检测的挑战与机遇
挑战
新材料具有不同的物理和化学性质， 对表面粗糙度检测技术提出了更高的 要求，需要不断更新和完善检测方法 和设备。
机遇
新材料的发展为表面粗糙度检测提供 了更多的应用场景和市场需求，推动 了表面粗糙度检测技术的发展和创新 。
与旧国标的对比
增加了表面粗糙度参数 的数值范围和测量精度 要求
01
02
删除了部分过时的内容 ，增加了新技术和新方 法的介绍
03
04
修订了表面粗糙度参数 的测量方法和技术要求
表面粗糙度与检测(新 国标)
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表面粗糙度检测的应用
机械工业领域
机械零件的表面粗糙度对机械性能和使用寿命具有重要影响 ，如滑动摩擦、耐磨性、疲劳强度等。通过检测表面粗糙度 ，可以控制机械零件的质量，提高设备运行的稳定性和可靠 性。
触针法
总结词
利用触针在待测表面上轻轻划过，测量其峰谷差值的表面粗糙度检测方法。
详细描述
触针法是一种常用的表面粗糙度检测方法，通过将触针悬挂在测量机构上，在待测表面上轻轻划过，利用电学或 光学原理测量触针在峰谷间的位移差值，从而得到表面粗糙度值。该方法具有较高的测量精度和稳定性，适用于 各种材料的表面粗糙度测量。
表面粗糙度设计与检测
密封性能
在机械制造中，表面粗糙度对密封性能具有重要影响。适 当的表面粗糙度可以提高密封件的密封效果，减少泄漏。
配合精度
机械零件之间的配合精度受到表面粗糙度的影响。合理控 制表面粗糙度可以提高机械零件之间的配合精度，减少运 动误差。
02
国际标准
国际标准化组织（ISO）也制定了相应的表面粗糙度检测标准，如ISO
4287-1997《表面粗糙度参数及行业也根据自身特点制定了相应的表面粗糙度检测标准，如机械行
业标准JB/T 7405-2008《滚动轴承 轴承制造技术条件》。
04
表面粗糙度与产品质量
表面粗糙度对产品性能的影响
设计方法
分析法
根据零件的功能需求，分析表面粗糙度对性能 的影响，从而确定合理的粗糙度值。
试验法
通过试验和对比，选择最佳的加工方法和参数， 以达到所需的表面粗糙度。
类比法
参考类似零件的表面粗糙度值，结合自身特点进行设计。
设计实例
01
轴类零件
对于需要承受摩擦和磨损的轴类 零件，应选择较低的表面粗糙度 值以提高耐磨性和寿命。
触针法
利用触针接触被测表面，通过测量触针的位 移来评定表面粗糙度。
02
表面粗糙度的设计
设计原则
01
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03
功能性原则
表面粗糙度应满足零件的 功能需求，如摩擦、密封、 耐磨等。
经济性原则
在满足功能需求的前提下， 尽量降低制造成本，避免 过度加工。
工艺性原则
考虑加工工艺的可行性和 经济性，选择合适的加工 方法和参数。
选择合适的刀具材料、刀具几何参数 和刀具刃磨参数，以提高加工表面的
表面粗糙度怎么测量 测量表面粗糙度的方法
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,；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：～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：；用放大镜：～；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：～；Rz：～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～；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;2．光切法：是应用光切原理来测量表面粗糙度的一种测量方法;常用仪器——光切显微镜,双管显微镜; 该仪器适用于车.铣.刨等加工方法获得的金属平面;或外圆表面;主要测量Rz值,测量范围为~60μm;3、干涉法：是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种测量方法;常用仪器是干涉显微镜;主要用于测量Rz值;测量范围为~μm;一般用于测量表面粗糙度要求高的表面;4、针描法：是一种接触式测量表面粗糙度的方法,常用的仪器是电动轮廓仪,该仪器可直接显示Ra值,适宜于测量Ra值~μm;5、印摸法：在实际测量中,常会遇到深孔,盲孔;凹槽,内螺纹等既不能使用仪器直接测量,也不能使用样板比较的表面;这是常用印摸法;印摸法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料如石蜡等贴合在被测表面上;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;内容来源网络,由深圳机械展收集整理更多相关内容,就在深圳机械展。
表面粗糙度及检测
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（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 ?
表面粗糙度与检测
3、绘制元件引脚
执行菜单命令Place→Pins，可将编辑模式 切换到放置引脚模式。此时鼠标指针旁边会多出 一个大十字符号及一条短线，可如下图所示按顺 序放置8根引脚。
在放置引脚时可以按Space键使其旋转到所 需角度。
4、编辑管脚
双击所要编辑的引脚，或者先选中该引脚， 然后单击鼠标右键，从快捷菜单中选取 Properties命令，进入“引脚属性”对话框，如 下图所示，在对话框中对引脚进行属性修改。
• 一、基本术语 • １.取样长度ｌｒ • 测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准长度称为取样长度. 用ｌ
ｒ 表示. 它至少包图５ －２ 取样长度和评定长度含５ 个以上轮廓 峰和谷. 如图５ － ２所示.
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第二节 表面粗糙度的评定
• 规定取样长度的目的在于限制和减弱其他几何形状误差. 特别是表面 波度对测量的影响. 表面越粗糙. 取样长度应越大.
• ２. 评定长度ｌｎ • 由于零件表面粗糙度的不均匀性. • 各处有一定差异. 为了合理地反映表面粗糙度特征. 在测量和评定时所
规定的一段最小长度称为评定长度. 用ｌｎ 表示.评定长度可包含一个 或几个取样长度. 如图５ －２ 所示. 一般情况下. 取ｌｎ ＝５ｌｒ. 如 被测表面均匀性较好. 可选用小于５ｌｒ 的评定长度. 若均匀性较差. 可选用大于５ｌｒ 的评定长度.
它们又同时叠加在同一表面轮廓上. 因此. 在测量评定三类轮廓上的参 数时. 必须先将表面轮廓在特定仪器上进行滤波. 以便分离获得所需波 长范围的轮廓. 这种可将轮廓分成长波和短波成分的仪器称为轮廓滤 波器.
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第二节 表面粗糙度的评定
• (２) 传输带 • 由两个不同截止波长的滤波器分离获得的轮廓波长范围则称为传输带.
粗糙度检测方法及评定
粗糙度检测方法及评定
一、粗糙度检测方法 1、用视觉来检测粗糙度：通过肉眼观察，直接观察工件表面的形貌，来判断其粗糙度。
这是一种简单、实用的方法。
2、用比较法检测粗糙度：将试件与一般平整的参考物体做比较，根据不同类型和尺寸的参考物体，来判断试件表面的粗糙度。
3、用量化法检测粗糙度：将表面粗糙度量化，以规定的尺寸和形状的金刚石弹头或砂轮装置，来测量试件表面的粗糙度。
4、用激光扫描技术检测粗糙度：用激光扫描仪来检测工件表面的粗糙度，它能够快速、准确的测量工件表面的精细尺寸。
二、粗糙度评定 1、粗糙度评定要根据粗糙度的标准来进行，主要有三种：粗糙度数值、粗糙度等级和粗糙度范围。
2、粗糙度数值：根据工件表面的粗糙度，用数字表示，来判断工件表面的粗糙程度。
3、粗糙度等级：将粗糙度分为几个等级，来判断工件表面的粗糙度。
4、粗糙度范围：将粗糙度的标准规定在一定的范围内，来判断工件表面的粗糙度。
5、粗糙度评价：根据粗糙度的标准，对工件表面的粗糙度进行评价，从而得出结论。
6、粗糙度分析：根据粗糙度的标准，分析工件表面的粗糙度，从而得出最优的粗糙度设定。
总之，粗糙度检测方法及评定，是一种对工件表面粗糙度进行检测和评定的方法，主要使用视觉比较法、量化
法和激光扫描技术，以及根据粗糙度的标准，来进行粗糙度评定、评价和分析。
这种方法可以检测出试件表面的粗糙度，从而得出准确的结论，提高产品质量，满足生产要求。
粗糙度测试方法
粗糙度测试方法引言：在工程领域中，粗糙度测试是一种常见的质量控制方法。
它用于评估表面的平滑程度和纹理，以确保产品符合规定的标准。
本文将介绍几种常用的粗糙度测试方法，以帮助读者了解这些方法的原理和应用。
一、表面触感法表面触感法是一种简单直观的粗糙度测试方法。
测试者使用手指或触摸笔轻轻触摸待测表面，根据触感判断表面的粗糙度。
通常，触感越光滑，表面越平整；触感越粗糙，表面越不平整。
这种方法适用于一些简单的场景，如评估家具表面的光滑度。
二、目测法目测法是一种直接观察表面特征的粗糙度测试方法。
测试者使用肉眼观察待测表面，根据表面的外观判断表面的粗糙度。
通常，光滑的表面具有均匀的光泽，而粗糙的表面则呈现出不规则的纹理和光泽。
目测法适用于一些外观要求较高的产品，如汽车外壳、电器外观等。
三、直尺法直尺法是一种常用的粗糙度测试方法。
测试者使用直尺或卡尺测量待测表面上的凹凸高度差，以确定表面的粗糙度。
通常，凹凸高度差越小，表面越光滑；凹凸高度差越大，表面越粗糙。
直尺法适用于一些需要量化粗糙度的场景，如金属加工、建筑材料等。
四、激光扫描法激光扫描法是一种高精度的粗糙度测试方法。
测试者使用激光扫描仪将激光束投射到待测表面上，通过测量反射光的偏移量和散射情况来确定表面的粗糙度。
激光扫描法可以提供精确的粗糙度数据，适用于一些对粗糙度要求极高的场景，如光学元件、半导体加工等。
五、纹理分析法纹理分析法是一种基于图像处理的粗糙度测试方法。
测试者使用高分辨率相机拍摄待测表面的图像，通过图像处理算法分析表面的纹理特征，进而确定表面的粗糙度。
纹理分析法可以提供详细的粗糙度数据，并可用于对比不同样品之间的粗糙度差异。
它适用于一些需要精确测量和分析的场景，如纺织品、纸张等。
六、声音检测法声音检测法是一种非接触式的粗糙度测试方法。
测试者使用声音传感器将声波发送到待测表面，并测量反射声波的特征，以确定表面的粗糙度。
通常，光滑的表面会产生清晰而明亮的声音，而粗糙的表面则会产生低沉而模糊的声音。
表面粗糙度检测标准
表面粗糙度检测标准表面粗糙度是指物体表面不规则程度的度量，通常用来描述表面的光滑程度或粗糙程度。
在工程领域中，表面粗糙度对于材料的质量和性能具有重要影响，因此需要对其进行准确的检测和评估。
本文将介绍表面粗糙度检测的标准和方法，以帮助读者更好地了解和应用表面粗糙度检测技术。
一、表面粗糙度的重要性。
表面粗糙度直接影响着材料的摩擦、磨损、润滑和密封等性能，对于机械零件的装配和运行稳定性具有重要影响。
粗糙表面会增加摩擦阻力，降低机械效率，同时也容易引起磨损和损伤。
因此，对于一些对表面粗糙度要求较高的工程领域，如航空航天、汽车制造、精密仪器等，对表面粗糙度的检测和控制显得尤为重要。
二、表面粗糙度的检测标准。
1. ISO 4287-1997 表面粗糙度参数术语和定义。
ISO 4287-1997是国际标准化组织发布的关于表面粗糙度参数术语和定义的标准。
该标准规定了表面粗糙度参数的术语和定义，包括主要的表面粗糙度参数如Ra、Rz、Rmax等，以及它们的测量方法和计算公式。
这些参数可以有效地描述和评估表面的粗糙程度，为表面粗糙度的检测提供了重要的依据。
2. GB/T 1031-2009 表面粗糙度参数和检测仪器术语和定义。
GB/T 1031-2009是中国国家标准化管理委员会发布的关于表面粗糙度参数和检测仪器术语和定义的标准。
该标准对ISO 4287-1997进行了补充和修订，增加了一些适用于中国国情的表面粗糙度参数和检测仪器术语和定义。
这些参数和术语的统一规范，有利于提高表面粗糙度检测的准确性和可靠性。
三、表面粗糙度的检测方法。
1. 传统测量方法。
传统的表面粗糙度测量方法主要包括划痕法、比色法和触针法等。
这些方法简单易行，但存在着测量精度低、易受人为因素影响等缺点，逐渐被现代化的数字化测量方法所替代。
2. 数字化测量方法。
数字化测量方法利用光学、机械或电子设备对表面进行扫描或触探，获取表面粗糙度数据，并通过计算机处理和分析得出粗糙度参数。
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任务二 表面粗糙度的评定
（２）轮廓的单峰平均间距S：在取样长度内，轮廓的单峰间距Si的算 术平均值。所谓轮廓单峰间距Si ，是指两相邻轮廓单峰最高点在 中线上的投影长度，如图４-６所示。用下式表示为
（３）轮廓的支承长度率Rmr(c) ：在取样长度内，一平行于基准线的线 与轮廓相截所得到的各段截线长度bi （图４-６）之和与取样长度l 之比。用下式表示为
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任务四 选用和检测表面粗糙度
４．印模法 印模法是指用塑性材料将被测表面印模下来，然后对印模表
面进行测量。常用的印模材料有川蜡、石蜡和低熔点合金等。这 些材料的强度和硬度都不高，故一般不用针触法测量它。由于印 模材料不可能填满谷底，且取下印模时往往使印模波峰削平，所 以测得印模的Rz值比实际略有缩小。一般需根据实验修正。印模 法适用于大尺寸零件的内表面，测量范围为Rz＝０．８～３３０μ ｍ。
１．取样长度lｒ 取样长度是指测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长
度，如图４-２所示。取样长度的方向与轮廓总的走向一致。规定 取样长度的目的在于限制和利减弱其他几何形状误差，特别是表 面波度对测量的影响，表面越粗糙，取样长度就越大。在所选取 的取样长度内，一般至少包含五个波峰和波谷。 ２．评定长度lｎ
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任务四 选用和检测表面粗糙度
（４）配合性质要求越稳定，表面粗糙度值应越小。配合性质相同时， 尺寸愈小的结合面，表面粗糙度值也应越小。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。
（５）尺寸公差、形状公差和表面粗糙度是在设计图样上同时给出的 基本要求，三者互相存在密切联系，故取值时应相互协调，一般 应符合：尺寸公差＞形状公差＞表面粗糙度。
表面粗糙度常用的检测方法有：比较糙度样板直接进行比较，两者的 加工方法和材料应尽可能相同，否则将产生较大误差。可用肉眼 或借助放大镜、比较显微镜比较；也可用手摸、指甲划动的感觉 来判断被测表面的粗糙度。
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任务四 选用和检测表面粗糙度
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任务四 选用和检测表面粗糙度
４.４.１ 表面粗糙度参数的选用
表面粗糙度是一项重要的技术经济指标，选取时应在满足零 件使用性能要求下，考虑工艺的可行性和经济性。表面粗糙度参 数值的选用原则是在满足功能要求的前提下，尽可能选用较大的 粗糙度数值，以减小加工困难，降低生产成本。选择评定参数值 的方法多采用类比法。根据类比法初步确定表面粗糙度，再结合 以下情况进行考虑。 （１）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值应小于非工作表面的粗 糙度参数值。 （２）摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦表面的粗糙度值小。对有相对 运动的工件表面，运动速度愈高，其表面粗糙度值也应愈小。 （３）受循环载荷的表面和易引起应力集中的部位（如圆角、沟槽等） 粗糙度参数要小。
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任务三 表面粗糙度的符号及标注
４.３.３ 表面粗糙度代（符）号在图样上的标 注
表面粗糙度符号、代号一般注在可见轮廓线、尺寸界线或其 延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面，数字及符号 的注写方向必须与尺寸数字方向一致。当零件大部分表面具有相 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。
项目四 表面粗糙度及检测
任务一 任务二 任务三 任务四
概述 表面粗糙度的评定 表面粗糙度的符号及标注 选用和检测表面粗糙度
任务一 概述
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 效接触面积减小，压强增大，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 连接强度。 （３）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙的零件表面，存在较大 的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而 影响零件的疲劳强度。
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任务一 概述
（４）表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气 体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面锈蚀。
（５）表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴 合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
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任务二 表面粗糙度的评定
４.２.１ 主要术语和定义
２．光切法 应用“光切原理”来测量表面粗糙度的方法称之为光切法。
光切法常用于测量Rz值为０．５～０．８μｍ的表面。常用的仪器 是双管显微镜（光切显微镜）如图４-１１所示。该种仪器适宜于 车、铣、刨或其他类似加工方法所加工的零件平面和外圆表面。
光切法的基本原理如图４-１２所示。 ３．干涉法
干涉法是指利用光学干涉原理来测量表面粗糙度的一种方法。 常用仪器是干涉显微镜。图４-１３是国产６ＪＡ型干涉显微镜外 形图，其光学系统见图４-１４。
４.３.１ 表面粗糙度符号
表面粗糙度符号及其意义见表４-６。
４.３.２ 表面粗糙度代号
有表面度符号及其他表面特征要求的标注，组成了表面粗糙度 的代号。表面特征各项规定在基本符号中注写的位置如图４-７所 示。
高度参数选用Ra时，可以省略其代号而只标注允许值。参数 为Rz或Ry时，允许值前必须注出相应的参数符号。
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表４-６ 表面粗糙度的符号
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图４-２取样长度和评定长度
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图４-４ 轮廓算术平均偏差
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图４-５ 高度特征参数
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图４-６ 轮廓间距参数
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图４-６ 轮廓间距参数
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图４-７ 表面粗糙度参数的标注
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图４-１１ 双管显微镜
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图４-１２ 光切显微镜测量原理
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图４-13 ６JA型干涉显微镜外形图
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任务二 表面粗糙度的评定
４-２-３ 表面粗糙度国家标准
表面粗糙度的评定参数值已经标准化，设计时应根据国家标 准规定的参数值系列选取。国家标准ＧＢ／Ｔ１０３１—２００ ９对参数系列值的规定有基本系列和补充系列，要求优先选用基 本系列。
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任务三 表面粗糙度的符号及标注
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任务二 表面粗糙度的评定
（３）轮廓最大高度Rz：在取样长度内，轮廓的峰顶线与轮廓谷底线 之间的距离。用下式表示为
２．间距特征、形状特征参数———附加参数 （１）轮廓微观不平度的平均间距Sm：在取样长度内，轮廓微观不平
度间距Sm的平均值。所谓轮廓微观不平度间距Smi ，是指含有一个 轮廓峰和相邻轮廓谷一段中线的长度，如图４-６所示。用下式表 示为
在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上、下两部分， 而且使上部分面积之和等于下部分面积之和。
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任务二 表面粗糙度的评定
４.２.２ 表面粗糙度的评定参数
（１）轮廓算术平均偏差Ra：在取样长度内，被测表面轮廓上各点至 基准线距离yi的绝对值的平均值，如图４-４所示。用下式表示为
（２）微观不平度十点高度Ry ：在取样长度内，被测实际轮廓上５个 最大轮廓峰高的平均值与５个最大轮廓谷深的平均值之和，如图 ４-５所示。用下式表示为
评定长度是指用于判别被评定轮廓表面粗糙度所必需的一段 长度，如图４-２所示。
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任务二 表面粗糙度的评定
３．轮廓中线犿 轮廓中线：是定量计算表面粗糙度数值大小的一条基准线，
基准线通常有以下两种： （１）轮廓最小二乘中线。
在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至一条假想线 的距离的平方和为最小。 （２）轮廓算术平均中线。
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图４-１４６JA型干涉显微镜光学系统 图
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任务四 选用和检测表面粗糙度
（６）要求防腐蚀、密封性能好或外表美观等表面的粗糙度值应较小。 （７）考虑加工方法确定表面粗糙度。表面粗糙度与加工方法有密切
的关系，在确定零件的表面粗糙度时，应考虑可能的加工方法。
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任务四 选用和检测表面粗糙度
４.４.２ 表面粗糙度的测量