报告第四章 表面粗糙度及测量.ppt
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表面粗糙度与形状误差和表面波度是有区别的。通常波距(相 邻两波峰或两波谷之间的距离)小于1 mm的属于表面粗糙度， 波距在1-10 mm的属于表面波度，波距大于10 mm的属于形 状误差。如图4-1所示。
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第四章 表面粗糙度及测量
表面粗糙度数值的大小直接影响产品的质量。因此，在保证 零件尺寸、形状和位置精度的同时，对表面粗糙度要有相应的 要求，特别是对高速度、高精度和密封要求较高的产品，更为 重要。
(2)轮廓的算术平均中线。在取样长度lr内划分实际轮廓为上下 两部分，且使上部分所围面积之和与下部分所围面积之和相等的基 准线就是轮廓的算术平均中线，如图4-5所示。 上一页 下一页
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
n
n
即
Ai
Ai'
i 1
i 1
(4-1)
采用微机化表面粗糙度测量仪器测量时，很容易确定最小二乘中
线的位置，故常使用最小二乘中线作为基准线;采用光学仪器测量时，
通常用口测估计来确定轮廓的算术平均中线，并以此作为评定表面
粗糙度数值的基准线。
二、评定参数
国家标准GB/T 3505-2000规定的评定表面粗糙度的参数有 幅度参数、间距参数、混合参数以及曲线和相关参数等。
1.轮廓的幅度参数
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第四章 表面粗糙度及测量
§4. 1表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 §4. 2表面粗糙度的国家标准 §4. 3表面粗糙度的选用 §4. 4表面粗糙度的符号、代号及图样标注 §4. 5表面粗糙度的检测
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第四章 表面粗糙度及测量
在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后遗留的刀痕、切 削过程中切屑分离时的塑性变形以及机床的振动等原因，会使被 加工零件的表面产生微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间 距状况构成了零件的微观几何形状特征，用表面粗糙度来表征。 它是一种微观几何形状误差，也称微观不平度。表面粗糙度数值 越小，则表面越光滑。
长度，如图4-3所示。
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
一般取ln=5Lr，见表4-1。 3.基准线
基准线是指用以评定表面粗糙度参数的给定的一条参考线。基准 线有以下两种:
(1)轮廓最小二乘中线(简称中线)。在取样长度lr内，使轮廓线 上各点至一条基准线的距离的平方和为最小，此基准线就是轮廓的 最小二乘中线，如图4-4所示。它是根据实际轮廓用最小二乘法来 确定的。
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
(1)轮廓算术平均偏差Ra。轮廓算术平均偏差Ra是指在一个取
样长度lr内，纵坐标y,绝对值的算术平均值，如图4-6所示。Ra数
学表达式为
Ra 1
lr
| y | dx
lr 0
(4-2)
测得的Ra值越大，则表面越粗糙。Ra能较全面客观地反映表
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§ 4. 1表面粗糙度对机械 零件使用性能的影响
五、对结合密封性的影响
粗糙不平的两个结合表面，仅在局部点上接触必然产生缝隙， 气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏，影响密封性。因此，提高 零件表面粗糙度质量，可提高其密封性。
此外，表面粗糙度对接触刚度、产品外观及测量精度等都有 很大影响。因此，为保证机械零件的使用性能，在设计零件时， 除了要保证零件尺寸、形状和位置精度要求以外，必须提出合理 的表面粗糙度要求。
实验证明，磨损量与表面粗糙度参数Ra之间的关系如图4-2 所示。
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§ 4. 1表面粗糙度对机械
零件使用性能的影响
二、对配合性质的影响
对于有配合要求的零件表面，无论是哪种配合，表面粗糙度 都影响配合性质的稳定性。对于间隙配合，表面越粗糙，就越易 磨损，使得配合面之间的间隙增大，破坏原有的配合性质。对于 过盈配合，由于零件表面凸凹不平，配合零件经过压装后，零件 表面的峰顶会被挤平，减小了实际有效过盈，从而降低了联结强 度。对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使 配合变松。
取样长度方向与轮廓走向一致。表面越粗糙，取样长度就应越大。
在取样长度范围内，一般应包括五个以上的完整轮廓的峰和谷。如
图4-3所示。国标规定的取样长度见表4-1。
2.评定长度La 一个零件的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度内不能完
全合理地反应某一表面粗糙度的特性，规定在测量和评定表面粗糙
度时的一段表面长度，称为评定长度La，它可包括一个或几个取样
三、对抗腐蚀性的影响
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§ 4. 1表面粗糙度对机械 零件使用性能的影响
零件表面越粗糙，腐蚀性气体或液体越容易积存在凹谷底， 腐蚀作用便从凹谷深人到金属内部。因此提高零件表面粗糙度质 量，可以增强其抗腐蚀能力。
四、对抗疲劳强度的影响
零件在交变载荷、重载荷及高速工作条件下，表面越粗糙， 对应力集中越敏感。特别是在交变载荷作用下，零件表面凹谷处 容易产生应力集中而引起零件的损坏。对于承受交变载荷的零件， 若提高其表面粗糙度质量，则可提高其抗疲劳强度。
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
表面粗糙度国家标准由三个标准构成:GB3505-2000《产品 几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》; GB/T1031-1995《表面粗糙度、参数及其数值》;GB/T 1311993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》。
一、基本术语和定义
为了客观地评定表面粗糙度，首先要确定测量的长度范围和方向， 即评定基准，它包括取样长度、评定长度和基准线。
1.取样长度Lr
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
取样长度z:是指在测量和评定表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的
走向一致的长度。选择和规定取样长度的口的是为了限制和减小其
他几何形状误差，特别是表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。
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பைடு நூலகம்
§ 4. 1表面粗糙度对机械
零件使用性能的影响
表面粗糙度对机械零件的耐磨性、配合性质、抗腐蚀性、疲 劳强度及密封性都有很大影响，尤其对在高温、高速、高压条件 下工作的机械零件影响更大。
一、对耐磨性的影响
表面越粗糙，则摩擦阻力就越大，零件的磨损也越快;表面过 于光滑，由于磨损下来的金属微粒的磨划作用以及润滑油被挤出 和分子间的吸附作用，也会使摩擦阻力增加，表面磨损反而加剧。
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第四章 表面粗糙度及测量
表面粗糙度数值的大小直接影响产品的质量。因此，在保证 零件尺寸、形状和位置精度的同时，对表面粗糙度要有相应的 要求，特别是对高速度、高精度和密封要求较高的产品，更为 重要。
(2)轮廓的算术平均中线。在取样长度lr内划分实际轮廓为上下 两部分，且使上部分所围面积之和与下部分所围面积之和相等的基 准线就是轮廓的算术平均中线，如图4-5所示。 上一页 下一页
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
n
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即
Ai
Ai'
i 1
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(4-1)
采用微机化表面粗糙度测量仪器测量时，很容易确定最小二乘中
线的位置，故常使用最小二乘中线作为基准线;采用光学仪器测量时，
通常用口测估计来确定轮廓的算术平均中线，并以此作为评定表面
粗糙度数值的基准线。
二、评定参数
国家标准GB/T 3505-2000规定的评定表面粗糙度的参数有 幅度参数、间距参数、混合参数以及曲线和相关参数等。
1.轮廓的幅度参数
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第四章 表面粗糙度及测量
§4. 1表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 §4. 2表面粗糙度的国家标准 §4. 3表面粗糙度的选用 §4. 4表面粗糙度的符号、代号及图样标注 §4. 5表面粗糙度的检测
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第四章 表面粗糙度及测量
在机械加工过程中，由于刀具或砂轮切削后遗留的刀痕、切 削过程中切屑分离时的塑性变形以及机床的振动等原因，会使被 加工零件的表面产生微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间 距状况构成了零件的微观几何形状特征，用表面粗糙度来表征。 它是一种微观几何形状误差，也称微观不平度。表面粗糙度数值 越小，则表面越光滑。
长度，如图4-3所示。
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
一般取ln=5Lr，见表4-1。 3.基准线
基准线是指用以评定表面粗糙度参数的给定的一条参考线。基准 线有以下两种:
(1)轮廓最小二乘中线(简称中线)。在取样长度lr内，使轮廓线 上各点至一条基准线的距离的平方和为最小，此基准线就是轮廓的 最小二乘中线，如图4-4所示。它是根据实际轮廓用最小二乘法来 确定的。
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
(1)轮廓算术平均偏差Ra。轮廓算术平均偏差Ra是指在一个取
样长度lr内，纵坐标y,绝对值的算术平均值，如图4-6所示。Ra数
学表达式为
Ra 1
lr
| y | dx
lr 0
(4-2)
测得的Ra值越大，则表面越粗糙。Ra能较全面客观地反映表
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§ 4. 1表面粗糙度对机械 零件使用性能的影响
五、对结合密封性的影响
粗糙不平的两个结合表面，仅在局部点上接触必然产生缝隙， 气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏，影响密封性。因此，提高 零件表面粗糙度质量，可提高其密封性。
此外，表面粗糙度对接触刚度、产品外观及测量精度等都有 很大影响。因此，为保证机械零件的使用性能，在设计零件时， 除了要保证零件尺寸、形状和位置精度要求以外，必须提出合理 的表面粗糙度要求。
实验证明，磨损量与表面粗糙度参数Ra之间的关系如图4-2 所示。
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§ 4. 1表面粗糙度对机械
零件使用性能的影响
二、对配合性质的影响
对于有配合要求的零件表面，无论是哪种配合，表面粗糙度 都影响配合性质的稳定性。对于间隙配合，表面越粗糙，就越易 磨损，使得配合面之间的间隙增大，破坏原有的配合性质。对于 过盈配合，由于零件表面凸凹不平，配合零件经过压装后，零件 表面的峰顶会被挤平，减小了实际有效过盈，从而降低了联结强 度。对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使 配合变松。
取样长度方向与轮廓走向一致。表面越粗糙，取样长度就应越大。
在取样长度范围内，一般应包括五个以上的完整轮廓的峰和谷。如
图4-3所示。国标规定的取样长度见表4-1。
2.评定长度La 一个零件的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度内不能完
全合理地反应某一表面粗糙度的特性，规定在测量和评定表面粗糙
度时的一段表面长度，称为评定长度La，它可包括一个或几个取样
三、对抗腐蚀性的影响
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§ 4. 1表面粗糙度对机械 零件使用性能的影响
零件表面越粗糙，腐蚀性气体或液体越容易积存在凹谷底， 腐蚀作用便从凹谷深人到金属内部。因此提高零件表面粗糙度质 量，可以增强其抗腐蚀能力。
四、对抗疲劳强度的影响
零件在交变载荷、重载荷及高速工作条件下，表面越粗糙， 对应力集中越敏感。特别是在交变载荷作用下，零件表面凹谷处 容易产生应力集中而引起零件的损坏。对于承受交变载荷的零件， 若提高其表面粗糙度质量，则可提高其抗疲劳强度。
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
表面粗糙度国家标准由三个标准构成:GB3505-2000《产品 几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》; GB/T1031-1995《表面粗糙度、参数及其数值》;GB/T 1311993《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》。
一、基本术语和定义
为了客观地评定表面粗糙度，首先要确定测量的长度范围和方向， 即评定基准，它包括取样长度、评定长度和基准线。
1.取样长度Lr
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§4. 2 表面粗糙度的国家标准
取样长度z:是指在测量和评定表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的
走向一致的长度。选择和规定取样长度的口的是为了限制和减小其
他几何形状误差，特别是表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。
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பைடு நூலகம்
§ 4. 1表面粗糙度对机械
零件使用性能的影响
表面粗糙度对机械零件的耐磨性、配合性质、抗腐蚀性、疲 劳强度及密封性都有很大影响，尤其对在高温、高速、高压条件 下工作的机械零件影响更大。
一、对耐磨性的影响
表面越粗糙，则摩擦阻力就越大，零件的磨损也越快;表面过 于光滑，由于磨损下来的金属微粒的磨划作用以及润滑油被挤出 和分子间的吸附作用，也会使摩擦阻力增加，表面磨损反而加剧。