第五章 表面粗糙度

④ 评定长度的标注：如果默认的评定长度( 5lr )时，可省略标注。如 果不等于5lr时,则应注出取样长度的个数。
28
表面粗糙度的单一要求标注示例
⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如上图中所 示上限为“16％规则”，下限为“最大规则” 。为了避免误解，在参数 代号和极限值之间插入一个空格。
表面粗糙度幅度参数的标注.3
序号 代号
Ra 3.2 max
意
义
9
10
用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的 最大值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的最大值为3.2μm
Ra 3.2 max
11
Ra 3.2 max
用不去除材料的方法获得的表面粗糙 度，Ra的最大值为3.2μm
表面粗糙度幅度参数的标注.4
(a) 取样长度个数“3”
(b) 取样长度个数“6”
5、单向和双向极限的标注
（1）单向极限的标注 单向上极限：标注参数代号、参数值和传输带； 单向下极限：参数代号前应加L，例L Ra 0.32。 （2）双向极限的标注 上限值在上方用U表示，下极限在下方用L表示。 • 上下极限值均为 16%规则或最大规则的极限值。
1、正确理解表面粗糙度的含义。
2、了解表面粗糙度对零件功能的影响。
3、理解并掌握有关术语的定义。
4、理解并掌握表面粗糙度评定参数。
5、掌握幅度参数在图样上的标注方法。
6、掌握表面粗糙度的选用。
本章结构
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 表面粗糙度的评定 表面粗糙度的标注 表面粗糙度的选择 表面粗糙度的测量
URa3.2 LRa1.6
意
义
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
Rz3.2
用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的上限 值为3.2μm
用去除材料的方法获得的表面粗糙度，Ra 的上限值为3.2μm， Rz的下限值为1.6μm
6
URa3.2 LRz1.6
表面粗糙度幅度参数的标注.2
17
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lr内纵坐标Z(x) 绝对值的算术平均值。
z2 z1 lr zn 1
zn
1 lr Ra | Z ( x) | dx lr 0
Ra 1 Zi n i1
n
测得的 Ra 值越大，则表面越粗糙。Ra 参数能充分反映表面微观几何 形状高度方面的特征，一般用电动轮廓仪进行测量，因此是普遍采用 18 的评定参数。
1、取样长度lr——规定的测量长度0.08、0.25、0.8、2.5、 8，是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。 2、评定长度ln——一般取ln=5,是指为了合理较全面反映整 个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙时所 必需的一段长度。
13
5.2
表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
1.轮廓峰
序号 12 代号
Ra 3.2 max Ra 1.6 min Rz 3.2 max
意
义
用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的最大值为3.2μm，Ra的最小值为 1.6μm 用任何方法获得的表面粗糙度，Rz的 最大值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Rz的最大值为3.2μm， Rz的最小值为 1.6μm
(4) 影响抗腐蚀性——谷底渗入腐蚀；
(5) 影响接触刚度——表面局部接触； (6) 影响接合面的密封性——缝隙油气渗漏等。
9
5.2
表面粗糙度的评定
一、轮廓滤波器
（1） λs滤波器（短波滤波器） 确定表面粗糙度 与比它更短的波之间相交界限的滤波器。 （2） λc滤波器（长波滤波器） 确定表面粗糙度 与波纹度成分之间相交界限的滤波器。 （3） λf滤波器 确定波纹度与比它更长波成分之 间相交界限的滤波器。
序号 代号
URz3.2 LRz1.6
意
义
7
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， Rz的下限值为 1.6μm （如果引不起误会，也可省略U、L） 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的最大值为3.2μm， Rz的最大值为 6.3μm
8
Ra 3.2 max Rz 6.3 max
5
5.1
概述
6
5.1
概述
一、表面粗糙度的界定
截面轮廓误差放大曲线
表面粗糙度成分

波纹度成分 形状误差成分
λ<1mm λ>10mm 1mm<λ<10 mm
表面粗糙度 形状误差 表面波纹度
7
表面粗糙度是指加工后零件表面的微小峰谷（Z）高低程度和 间距（S）状况。 一般按S分： S＜1mm 为表面粗糙度轮廓； 1≤S≤10mm为表面 波纹度轮廓； S＞10mm为 f形状.。
5.4
表面粗糙度的选择
一、评定参数项目的选择
摘自GB/T1031-2009
Ra 的数值( μm)
0.012 0.025 0.050 0.100 0.20 0.40 0.80 1.60 3.2 6.3 12.5 25 50
Rz 的数值( μm)
0.025 0.050 0.100 0.20 0.40 0.80 1.60 3.2 6.3 12.5 25 50 100 200 400 800 1000
6、表面粗糙度幅度参数的标注
序号 代号
Ra3.2
意
义
1
2 3
用任何方法获得的表面粗糙度，Ra的上 限值为3.2μm 用去除材料的方法获得的表面粗糙度， Ra的上限值为3.2μm
Ra3.2
Ra3.2
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
表面粗糙度幅度参数的标注.1
序号 4 5 代号
极限判断规则及标注
(2) 最大规则
表面粗糙度参数的所有实测值均不得超过规定值。
在Ra（或Rz）后面标注“max”或“min”的标记
4、传输带和lr、ln的标注
① 传输带的标注
短滤波器—长滤波器 / Ra
(a) 标长—短滤波器
(b)标短滤波器“—”
(c)标“—”长滤波器
传输带和lr、ln的标注
② lr、ln的标注 默认评定长度不标，需要指定评定长度 ，要在幅度参数代号的后面注写取样长 度的个数。
13
14
Rz 3.2 max Rz 1.6 min
表面粗糙度幅度参数的标注.5
序号 代号
0.008—0.8/Ra3.2
意
义
15
用去除材料的方法获得的表面粗糙 度，Ra的上限值为3.2μm ，传输带 0.008—0.8mm 用去除材料的方法获得的表面粗糙 度，Ra的上限值为3.2μm，取样长度 0.8mm，评定包含3个取样长度
间距 S
表面粗糙度轮廓的产生： (1) 切削后遗留 的刀痕；
高低 Z
(2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形； (3) 以及机床等工装系统的振动等。
8
5.1
概述
二、表面粗糙度对零件工作性能的影响 (1) 影响摩擦和磨损——Ra↑，f↑，磨损↑； (2) 影响配合性能——间隙配合磨损后X↑，过盈 配合挤压后影响有效过盈Y↓； (3) 影响疲劳强度——凹痕应力集中；
23
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
5.3
表面粗糙度的标注
无补充说明不 能单独使用
一， 表面粗糙度符号
任何方法获得表面 用去除材料方法获得表面
用不去除材料的方法获得的表面
24
5.3
表面粗糙度的标注
一， 表面粗糙度符号
符号上边加一横线， 标注有关参数及说明
第 5 章 表面粗糙度及其检测
1
课时数：2课时
重点：表面粗糙度概念 难点：表面粗糙度与表面宏观几何形状误差、 表面波度的区别
新课导入： 切削加工的零件，不仅有尺寸精度和形位公差 的要求，而且有表面质量的要求。表面质量影响 零件的使用性能。表面粗糙度就是用来衡量零件 表面质量的。
2
3
基 本 要 求
轮廓峰(profile peak)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 外（从材料到周围介质）的轮廓部分。轮廓峰高Zp为轮廓 峰最高点距X轴的距离
14
5.2
表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
2.轮廓谷
轮廓谷(profile valley)是连接（轮廓和X轴）两相邻交点向 内（从周围介质到材料）的轮廓部分。轮廓谷深Zv为X轴 线与轮廓谷最低点之间的距离。
2) 轮廓最大高度——Rz
轮廓最大高度是指在一个取样长度lr内，最大轮廓峰 高和最大轮廓谷深之和。
Rz=Rp+Rv
Rp Rz Y 中线 L
最大高度Rz
X Rv
注意：在旧标准中也有轮廓最大高度，其符号为Ry。旧标准中微观不平度 十点高度Rz，在新标准中已取消。但是我国当前使用的一些测量仪器大多 是测量旧标准中的Rz ，因此，当采用现行的技术文件和图样时必须注意它 们的区别。
16பைடு நூலகம்
—0.8/Ra 3 3.2
附加评定参数的标注
43
二、表面粗糙度要求的图样标注
① 表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮 廓线或其延长线和指引线、尺寸线、尺寸 界线上，也可标注在公差框格上。 ② 符号的尖端必须从材料外指向被注表面。
③ 符号、数字的方向按规定标注。
不
46
47
48
49
50
19
2.间距参数(附加评定参数)
附加评定参数 Rsm
轮廓单元的平均宽度是指在取样长度 上 内，轮廓 lr 单元宽度Xs的平均值。其计算式为：
1 n Rsm X si n i 1
式中：Xsi — 含有一个轮廓峰（与中线有交点的峰）和相邻 轮廓谷（与中线有交点的谷）的一段中线长度。 n — 在取样长度内间距Xsi的个数。
15
5.2
表面粗糙度的评定
三、轮廓参数
3.轮廓单元
轮廓单元(profile element)是指为轮廓峰和轮廓谷的组合。 轮廓单元的高度Zt是指一个轮廓单元的峰高Zp和谷深Zv之 和；轮廓单元的宽度Xs是指X轴线与轮廓单元相交线的长 度。
16
5.2
表面粗糙度的评定
四、评定参数
1. 高度评定参数
1).轮廓算术平均偏差——Ra 2).轮廓最大高度—— Rz
Mln c
Rz
m
ln
Ml1 Mli Mln
c
b
a)
b)
b
c)
Rmr(c)值大，表示该轮廓的凸起实体部分较多，即起支承载荷作用的长度 上，接触刚度高，承载能力及耐磨性也好。
c
c
b
c
Rz
m
表轮 面廓 耐支 磨承 性长 指度 标率 ： 可 反 映
表面粗糙度轮廓评定参数共 4个： 基本参数 2个 附加参数 (辅助参数) 2个
5.2
表面粗糙度的评定
中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线
取样长度和评定长度
11
5.2
表面粗糙度的评定
二、评定基准
1.轮廓的最小二乘中线
z
Y
轮 廓 偏 距
i 1
n
2
i
min
ln
轮廓的最小二乘 中线
l
zi
轮廓总的走向
X
5.2
表面粗糙度的评定
基准线
2、取样长度和评定长度
l
l
l
ln
l
l
表示视图上构成封闭 轮廓的各表面具有相同 的表面粗糙度要求
25
二， 表面粗糙度标注代号
加工方法
加工纹理方向符号
c a d b
幅度参数代号及数值 附加参数符号及数值
加工余量
e
26
表面粗糙度要求在图形中注法
表面粗糙度轮廓单一要求标注示例
(1) 位置a处—注写表面粗糙度的单一要求，该要求不能省略。
① 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号“ L”。 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和 “ L” 的标注。若为单向下限值，则必需加注“ L” 。
27
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 表面粗糙度的单一要求标注示例 取样长度lr。 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（ λs ）还是长波（ λc =lr ）。 ③ 参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间 用“/”隔开。
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(2) 位置b处—注写第二个（附加参数）表面粗糙度轮廓要求。 (3) 位置c处—注写加工方法。
(4) 位置d处—注写 所要求的表面纹理和纹理方向。
(5) 位置e处—注写 所要求的加工余量（mm）。
30
加工纹理符号及说明
31
三、极限判断规则及标注
(1) 16%规则 允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超 过规定值的个数少于总数的16％。 默认规则，图样不标
20
3.相关参数（附加评定参数） 轮廓支承长度率Rmr(c)：是指在给定水平截面高度c上轮廓的
实体材料长度Ml（c），即在一个给定水平截面高度c上用一条 平行于X轴的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和， 与评定长度ln的比率。
Mlc Mli
i 1
n
ln
Ml1 Mli
Ml c Rmr c ln