表面粗糙度 基础
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■ 1940年英国的Tylor-Hobson公司研制成功了粗糙度仪。
表面粗糙度 历史沿革
标准制定方面 美国在1940年发布了ASA B46.1国家标准，之后又经过几次修订，成为现行标准ANSI/ASME B46.1-1988
《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数。 苏联在1945年发布了GOCT2789-1945《表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法》国家标准，
表面粗糙度是不是越小越好？不一定：
当润滑非常重要时，表面上需有足够多的谷用于存储油 表面上足够的的峰用于吸附油漆和粘结剂 表面分布充足的谷可提高工件的可锻(塑)性 外观要求
流体阻力 光的反射
表面粗糙度 历史沿革
粗糙度研究的历史沿革
■ 表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1910s开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机 设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强 度的影响进行研究。但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉 来确定。
●其他影响：对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能、流体动力学性能和胶合强度等。
表面粗糙度 概念与基础
表面粗糙度对零件功用的影响
舰舶的船体由粗糙度引起的磨擦阻力占总的流体阻力的80~90%。 使用中的船舶因船体油漆裂纹、腐蚀及污秽（fouling）最多可能增 加40%的动力消耗。
测量表面粗糙度用于： 1 生产过程控制 2 预测工件的表现 3 监控零件的性能
我国的表面粗糙度标准的制订工作是从五十年代初开始的。1951年颁布的中华人民标准620.040—13 《工程制图表面记号及处理说明》。1981年到1982年期间对GB/T131—1974进行了修订，经过修订后的标 准改为三个标准，即GB/T1031—1983《表面粗糙度 参数及其数值》、GB/T3505—1983《表面粗糙度 术语 表面及其参数》和GB/T131—1983《表面粗糙度 代号及其注法》。
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
λf滤波器 λf profile filter
确定存在于表面上的波纹度与比 它更长的波的成分之间相交界限的 滤波器。
表面粗糙度 术语
表面粗糙度 术语
轮廓 profile
表面轮廓 Surface profile
平面与实际表面相交所得的轮廓，
* 实际上通常采用一条名义上与实际表面平行和在一个适当方向的法线来选择一个平面
■ 1930s起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的E.J.Abbott就提出了用距 表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度，于1936年研制成功了可供现场测 量表面粗糙度的轮廓仪。
德国的G.Schmaltz从1929年开始对表面不平度的深度进行了定量测量，1936年出版了论 述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。
随着我国加入WTO 和与国际标准接轨，1993年又对GB/T131—1983进行了修订，主要对表面粗糙度参数 Ra、Rz、Ry的上（下）限值和最大（小）值加以区分，指出了在什么情况下用最大值，什么情况下用最小 值。GB/T131—1993《表面粗糙度符号、代号及其注法》沿用至今
各国的国家标准中都采用了中线制作为表面粗糙度参数的计算制，尽管具体参数千差万别，但其定义 的主要参数依然是Ra(或Rq)，这也是国际间交流使用最广泛的一个参数。
表面粗糙度 概念与基础
基本概念
表面形态的三个层次：
形状误差
表面波纹度
表面粗糙度
形状误差
wenku.baidu.com
表面波纹度
表面粗糙度
表面粗糙度 概念与基础
基本概念
表面形态的三个层次：
表面粗糙度 概念与基础
表面粗糙度对零件功用的影响 ●影响零件的耐磨性。
●影响配合性质的稳定性。 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。
原始轮廓 Primary profile
在应用短波长滤波器λs之后的总的轮廓 * 原始轮廓是评定原始轮廓参数的基础
而后经过了3次修订成为GOCT2789-1973《表面粗糙度参数和特征》，该标准也采用中线制，并规定了包括 轮廓均方根偏差(即现在的Rq)在内的6个评定参数及其相应的参数值。
其它工业国家的标准大多是在50年代制定的，如联邦德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关 表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。
●影响振动与噪音。
●影响零件的疲劳强度。 零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中更敏感。使疲劳强度降低，导致零件 表面产生裂纹而损坏。
●影响零件的抗腐蚀性。 表面越粗糙，越容易将腐蚀物质存于谷中，造成对工件表面的腐蚀。
●影响零件的密封性。 粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。因此，提高表面粗糙度，可提 高其密封性。
表面粗糙度 术语
GB/T 3505《表面粗糙度术语表面及其参数》 ISO 4287 Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface texture: Profile method - Terms, definitions and surface texture parameters
■ 1920s～30s，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表 面。
■ 为定量研究表面粗糙度，1920s末到1930s，德、美、英等国专家设计制作了轮廓记录仪、 轮廓仪。同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法的测量仪器，给从数值上 定量评定表面粗糙度创造了条件。
轮廓 Profile
轮廓滤波器 profile filter 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器 *在测量粗糙度波纹度和原始轮廓的仪器中使用三种滤波器,它们的传输特性相同截止波长不同。
λs 滤波器 λs profile filter 确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。
λc滤波器 λc profile filter
表面粗糙度 历史沿革
标准制定方面 美国在1940年发布了ASA B46.1国家标准，之后又经过几次修订，成为现行标准ANSI/ASME B46.1-1988
《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数。 苏联在1945年发布了GOCT2789-1945《表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法》国家标准，
表面粗糙度是不是越小越好？不一定：
当润滑非常重要时，表面上需有足够多的谷用于存储油 表面上足够的的峰用于吸附油漆和粘结剂 表面分布充足的谷可提高工件的可锻(塑)性 外观要求
流体阻力 光的反射
表面粗糙度 历史沿革
粗糙度研究的历史沿革
■ 表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1910s开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机 设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强 度的影响进行研究。但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉 来确定。
●其他影响：对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能、流体动力学性能和胶合强度等。
表面粗糙度 概念与基础
表面粗糙度对零件功用的影响
舰舶的船体由粗糙度引起的磨擦阻力占总的流体阻力的80~90%。 使用中的船舶因船体油漆裂纹、腐蚀及污秽（fouling）最多可能增 加40%的动力消耗。
测量表面粗糙度用于： 1 生产过程控制 2 预测工件的表现 3 监控零件的性能
我国的表面粗糙度标准的制订工作是从五十年代初开始的。1951年颁布的中华人民标准620.040—13 《工程制图表面记号及处理说明》。1981年到1982年期间对GB/T131—1974进行了修订，经过修订后的标 准改为三个标准，即GB/T1031—1983《表面粗糙度 参数及其数值》、GB/T3505—1983《表面粗糙度 术语 表面及其参数》和GB/T131—1983《表面粗糙度 代号及其注法》。
确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。
λf滤波器 λf profile filter
确定存在于表面上的波纹度与比 它更长的波的成分之间相交界限的 滤波器。
表面粗糙度 术语
表面粗糙度 术语
轮廓 profile
表面轮廓 Surface profile
平面与实际表面相交所得的轮廓，
* 实际上通常采用一条名义上与实际表面平行和在一个适当方向的法线来选择一个平面
■ 1930s起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的E.J.Abbott就提出了用距 表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度，于1936年研制成功了可供现场测 量表面粗糙度的轮廓仪。
德国的G.Schmaltz从1929年开始对表面不平度的深度进行了定量测量，1936年出版了论 述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。
随着我国加入WTO 和与国际标准接轨，1993年又对GB/T131—1983进行了修订，主要对表面粗糙度参数 Ra、Rz、Ry的上（下）限值和最大（小）值加以区分，指出了在什么情况下用最大值，什么情况下用最小 值。GB/T131—1993《表面粗糙度符号、代号及其注法》沿用至今
各国的国家标准中都采用了中线制作为表面粗糙度参数的计算制，尽管具体参数千差万别，但其定义 的主要参数依然是Ra(或Rq)，这也是国际间交流使用最广泛的一个参数。
表面粗糙度 概念与基础
基本概念
表面形态的三个层次：
形状误差
表面波纹度
表面粗糙度
形状误差
wenku.baidu.com
表面波纹度
表面粗糙度
表面粗糙度 概念与基础
基本概念
表面形态的三个层次：
表面粗糙度 概念与基础
表面粗糙度对零件功用的影响 ●影响零件的耐磨性。
●影响配合性质的稳定性。 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。
原始轮廓 Primary profile
在应用短波长滤波器λs之后的总的轮廓 * 原始轮廓是评定原始轮廓参数的基础
而后经过了3次修订成为GOCT2789-1973《表面粗糙度参数和特征》，该标准也采用中线制，并规定了包括 轮廓均方根偏差(即现在的Rq)在内的6个评定参数及其相应的参数值。
其它工业国家的标准大多是在50年代制定的，如联邦德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关 表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。
●影响振动与噪音。
●影响零件的疲劳强度。 零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中更敏感。使疲劳强度降低，导致零件 表面产生裂纹而损坏。
●影响零件的抗腐蚀性。 表面越粗糙，越容易将腐蚀物质存于谷中，造成对工件表面的腐蚀。
●影响零件的密封性。 粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。因此，提高表面粗糙度，可提 高其密封性。
表面粗糙度 术语
GB/T 3505《表面粗糙度术语表面及其参数》 ISO 4287 Geometrical Product Specifications (GPS) - Surface texture: Profile method - Terms, definitions and surface texture parameters
■ 1920s～30s，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表 面。
■ 为定量研究表面粗糙度，1920s末到1930s，德、美、英等国专家设计制作了轮廓记录仪、 轮廓仪。同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法的测量仪器，给从数值上 定量评定表面粗糙度创造了条件。
轮廓 Profile
轮廓滤波器 profile filter 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器 *在测量粗糙度波纹度和原始轮廓的仪器中使用三种滤波器,它们的传输特性相同截止波长不同。
λs 滤波器 λs profile filter 确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。
λc滤波器 λc profile filter