5表面粗糙度分析

评定长度一般按5个取样长度来确定。
基准线
L
L
L
L
L
n
表面粗糙度的基本术语（二）
评定表面粗糙度的基准线：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基 准线。有以下两种：
轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至一条 该线的距离平方和为最小。即：
n
yi2 min
i 1
轮廓算术平均中线m ：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两 部分，且使上下面积相等的直线 。即：F1+F2+…+Fn=
和胶合强度等也有着不同程度的影响。
5.2 表面粗糙度的评定
表面粗糙度的基本术语（一）
取样长度l：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应 与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和 减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个 取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。
评定长度ln：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在 评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包 括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长 的评定长度。
轮廓支承长度np 与取样长度 l 之比,称之为轮廓支承
长度率 tp。
t p
np l
100 %
1 l
n i 1
bi
100 %
轮廓的支承长度率tp(c)是指在给定水平位置c上轮廓的实
体材料长度Ml(c)与评定长度的比率（体现耐磨性）。
tp (c)
Ml(c) ln
5.3、表面粗糙度的选用
表面粗糙度参数值的选择
Ry
Zp1 ZZvv21
Zp2 Zv 3 Zv
4
Zp3
Zp4 Zp5 Zv5
Zp6 Zv6
中线
lr
表面粗糙度评定参数（三）
一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个取样长
度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元 的宽度，用符号Xsi表示。
轮廓单元的平均宽度 ：是指在一个取样长度lr范围内所有
它影响机械的使用性能、寿命等。
表面轮廓：物体与周围介质的物理边界，称为表面轮廓。
完工零件实际 表面轮廓
表面粗糙度的实质
表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其 波长和波高之比一般小于 40。属于微观几何形状误差。
表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于40～ 1000的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、 噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的. 形 状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不 平程度属于形状误差。
选用
表面粗糙度（评定参数）的选择
评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选 用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：
当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（ Ra＜ 0.025 μm ）时， 可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。
1 l
l 0
y( x) dx
Ra
1 n
n i 1
yi
Ra
1 l
l 0
y( x) dx
Ra
1 n
n i 1
yi
表面粗糙度评定参数（二）
（3）轮廓最大高度Ｒy
在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷 底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点
Ry= = Rp + Rv =︱zpmax︱+︱zvmax︱
轮廓单元的宽度Xsi的平均值，用符号RSm表示，即
RSm
1 m
m i 1
Xsi
Xs1 Xs2 Xs Xs4
Xs5
Xs6
3
中线
lr
图 轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度
表面粗糙度评定参数（四）
形状特征参数tp：
一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距为C的线与轮廓峰
相截所得到的各段截线图bi之和，称之为轮廓支承长 度np 。
6.3 12.5 25 50 Rz： 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3
12.5 25 50 100 200
间距参数的选用 • RSm主要在对涂漆性能，冲压成形时抗裂纹、抗振、
抗腐蚀、减小流体流动摩擦阻力等有要求时选用 形状参数的选用 • tp(c)主要在耐磨性、接触刚度要求较高等场合附加
5 表面粗糙度
基本要求
（1）表面粗糙度的基本概念； （2）表面粗糙度轮廓的评定； （3）表面粗糙度轮廓的技术要求； （4）表面粗糙度轮廓的检测。
教学重点与难点
表面粗糙度轮廓代号的标注方法。
5.1 概述
表面粗糙度（surface roughness）: 在机械零件切削的过 程中，刀具或砂轮遗留的刀痕、切屑分离时的塑性变形和机 床振动等因素，会使零件的表面形成微小的峰谷。这些微小 峰谷的高低程度和间距状况就叫做表面粗糙度，也称为微观 不平度，它是一种微观几何形状误差。
λ<1mm
1mm< λ<10mm
λ
λ>10mm
实际表面轮廓线 表面粗糙度轮廓
波纹度轮廓
宏观形状轮廓
表面粗糙度对零件使用性能的影响
影响零件的耐磨性。 影响配合性质的稳定性。 影响零件的疲劳强度。 影响零件的抗腐蚀性。 影响零件的密封性。 对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能
幅度参数的选用 • 一般情况下可从Ra和Rz中任选一个 • 在常用值范围内（Ra为0.025~6.3μm），优先选用Ra • 粗糙度要求特别高或低时，选用Rz，用于测量部位小或有
疲劳强度要求的零件表面的评定。
参数值：μm Ra：0.012 0.025 0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2
G1+G2+…+Gn
F1
wk.baidu.com
F2
y=f(x)
0
G1
G2
L
Fn
x Gm
表面粗糙度的评定参数（一）
国家标准GB/T3505-2009中规定了高度特性参数、间距 特性参数、形状特性参数，其中高度参数是主要的。
（1）轮廓算术平均偏差Ｒa 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值
的平均值，即
Ra
当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。 当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可
选用Rz值。
表面粗糙度（参数值）的选择
表面粗糙度参数值的选择原则是：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。
一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩 擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合要求高、 联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺 寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。