Transcript 5－表面粗糙度轮廓及其检测

互换性与技术测量
——表面粗糙度轮廓
及其检测
主 要 内 容
一、表面粗糙度轮廓的概念
二、表面粗糙度轮廓的评定
三、表面粗糙度轮廓的技术要求
四、技术要求在零件图上的标注
互 换 性 与 技 术
一 表面粗糙度的概念
一
表面粗糙度轮廓的概念
放大的实际表面轮廓
形状误差成分
实际加工表面
横向实际轮廓
波纹度成分
加工纹理方向
表面粗糙度成分
某一平面
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一 表面粗糙度轮廓的概念
1 表面粗糙度轮廓
零件加工表面微小轮廓
峰谷的高低程度和间距
状况称为表面粗糙度。
2 表面粗糙度形成的原因
刀具在零件表面上留下的刀痕；
切削分裂时表面金属的塑性变形；
工艺系统中的高频振动；
刀具与被加工表面的摩擦。
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一 表面粗糙度的概念
3 表面粗糙度对零件使用性能的影响
对摩擦和磨损性能：表面越粗糙，抗磨损性能越差，零件寿
命越低；
对耐腐蚀性能：粗糙的表面易造成表面锈蚀；
对配合性质：表面粗糙度影响配合性质的稳定性；
对疲劳性能：表面越粗糙，疲劳强度越低，抗疲劳性越差。
零件
放大镜
表面轮廓
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二 表面粗糙度轮廓的评定
1 评定基准
（1）取样长度和评定长度（附表5-1）
取样长度：评定表面粗糙度的一段基准长度，用 lr 表示。


取样长度方向应与轮廓走向一致；
一般一个取样长度 lr 内，应包含5个以上的轮廓峰和轮廓谷。
评定长度：测量和评定表面粗糙度所规定的一段最小长度，
用ln表示。一般情况下，取 ln= 5lr。
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二 表面粗糙度轮廓的评定
（2）轮廓滤波器的截止波长和传输带（附表5-1）
轮廓滤波器：能将表面轮廓分离成长波和短波的滤波器。
截止波长：轮廓滤波器能够抑制的波长，包括短波截止波长和
长波截止波长。
传输带：从短波截止波长到长波截止波长之间的波长范围。
接触测量式表面粗糙度测量仪器：



长波滤波器：截止波长为λc， λc＝ lr ；
短波滤波器：截止波长为λs 。
传输带： λc ～λs
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二 表面粗糙度轮廓的评定
（3）最小二乘中线和算术平均中线
最小二乘中线：在取样长度内使轮廓上各点的轮廓偏距zi的
平方和为最小的那条直线。即：

lr
0
z 2 dx  min
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二 表面粗糙度轮廓的评定
算术平均中线：取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，
且使上、下两部分面积相等的直线。即：
n
n
i 1
i 1
'
F

F
 i  i
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二 表面粗糙度轮廓的评定
2 评定参数
表面粗糙度的评定参数分为幅度（高度）参数、间距参数。
（1）幅度参数
★轮廓算术平均偏差Ra： 指在取样长度 lr 内，各点轮廓
偏距绝对值的算术平均值。
1 lr
1 n
Ra   y( x) dx   y( x)
lr 0
n i 1
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二 表面粗糙度轮廓的评定
★轮廓最大高度Rz： 取样长度 lr 内，最大轮廓峰高ZP
和最大轮廓谷深ZV之和的距离。
Rz  Zp  Zv
说明：幅度特性参数（Ra、Rz）是国家标准规定必须标注的
参数，称为基本参数。对于同一表面，只需选择其中一个。
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二 表面粗糙度轮廓的评定
（2）间距参数
轮廓单元的宽度Xsi：含有一个轮廓峰和相邻一个轮廓谷的一段中线长度。
★轮廓单元的平均宽度RSm：
1 n
在取样长度lr内所有轮廓单元的宽度的平均值，即： RSm   Xsi
n i 1
说明：当少数零件表面有特殊要求时，才选用间距参数，不
能独立采用，故又称附加参数。
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三 表面粗糙度轮廓的技术要求
表面粗糙度评定参数数值见附表5-2。
1 评定参数的选择
幅度特性参数Ra、Rz是基本参数，必须选择一个标出。
在Ra常用数值范围（0.025~6.3微米）内，优先选用参数Ra；（触针式轮
廓仪测量）
对极光滑表面和极粗糙表面，不宜采用Ra作为评定参数，可选用 Rz。
（干涉显微镜和光切显微镜测量）
间距特性参数RSm是附加参数，一般不独立标出，只在幅
度特性参数不能满足要求时，附加标出。
例如：对耐磨性能、抗腐蚀性能等要求较高的表面可附加规定RSm
触针式轮廓仪
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三 表面粗糙度轮廓的技术要求
2 评定参数数值的选用
数值选用的总原则：在满足功能要求的前提下尽可能选择大些的粗糙度数值。
选用方法：计算法、试验法、类比法
具体选用原则：
同一零件上，工作表面的表面粗糙度值应比非工作表面小。
受循环载荷的表面及容易引起应力集中的表面（如圆角、沟槽），表面
粗糙度值要小。
在腐蚀性、密封性工况下工作的零件，其表面粗糙度值要小。
要求配合性质稳定可靠的零件表面,粗糙度值应小些；一般地说，尺寸和
几何精度要求高的表面，粗糙度数值要小 ；尺寸公差等级相同时，轴比孔
的表面粗糙度值要小。
运动速度高、单位压力大的摩擦表面比运动速度低、单位压力小的摩擦
表面的粗糙度值要小。
有关标准已对表面粗糙度作出规定的标准件或常用典型零件，应按相应
的标准确定其表面粗糙度参数值。
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不同加工方法可能达到的表面粗糙度
加工
方法
Ra 的数值（第一系列）
0.012
0.025
0.05
0.10
0.20
0.40
0.80
（微米）
1.60
3.2
6.3
12.5
25
50
100
砂型铸造
金属型铸造
压力铸造
热轧
冷轧
刨削
钻孔
镗孔
绞孔
滚铣
端铣
车外圆
车端圆
磨外圆
磨平面
研磨
抛光
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四 技术要求在零件图上的标注
1 表面粗糙度轮廓的符号
符号
意义及说明
基本符号，仅用于简化标注，不能单独使用。
表示表面可用任何方法获得。
表示表面是用去除材料的方法获得，如：车、
铣、刨、磨、钻、抛光、腐蚀、电火花加工、气
割等。
表示表面用 不去除材料的方法 获得，如：铸、
锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。
在上述三个符号的长边上均可加一小圆，表示
所有表面具有相同的表面粗糙度要求。
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四 技术要求在零件图上的标注
（1）表面粗糙度轮廓符号和各种要求的标注
a——粗糙度幅度参数符号及其数
值（单位μm）；
b——附加评定参数及其数值（单
位mm）；
c——加工要求，镀覆、涂覆等表
面处理方法或其他工艺要求；
d——加工纹理方向符号；
e——加工余量（单位mm）；
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四 技术要求在零件图上的标注
（2）幅度参数及其数值的标注
标注上、下限值
仅标注上限值：参数符号＋[空格]＋极限值（μm）
同时标注上限值和下限值：U＋参数符号＋[空格]＋上极限值（μm）
L＋参数符号＋[空格]＋下极限值（μm）
判断合格的准则——16％规则
表示同一评定长度范围内，所有实测值中超过规定值（大于上限值、小于
下限值）的个数少于总数的16%，则认为合格。这是表面粗糙度轮廓技术要求
标注中的“默认规则”。
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四 技术要求在零件图上的标注
标注最大、最小值
仅标注最大值：参数符号＋[空格]＋max＋ [空格]＋极限值（μm）
标注最大值和最小值：U＋参数符号＋[空格]＋max＋ [空格]＋最大极限
值
值
L＋参数符号＋[空格]＋min＋ [空格]＋最小极限
判断合格的准则——最大规则
表示整个被测表面上，所有实测值皆不超过规定值（即大于最大值、小于
最小值），则认为合格。
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四 技术要求在零件图上的标注
（3）传输带和取样长度、评定长度的标注
传输带的标注
若采用传输带标准化值，则表示采用“默认传输带”，省略标注。
若采用非标准化传输带值，则必须标出：
短波数值－长波数值/评定参数符号＋[空格]＋极限值
取样长度、评定长度的标注
若采用标准评定长度，则表示采用默认ln=5lr，省略标注。
若采用非标准评定长度，则应在评定参数符号后标注取样长度的个数。
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四 技术要求在零件图上的标注
（4）加工纹理方向的标注
（5）附加评定参数、加工方法及加工余量的标注
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四 技术要求在零件图上的标注
2 表面粗糙度代号在图样上的一般标注
符号的尖端必须从材料外指向表面。
在同一图样上，每一表面一般只标注一次。
标注不同位置的表面时，代号应作相应旋转，与尺寸方向
一致。
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四 技术要求在零件图上的标注
表面粗糙度代号一般标注在可见轮廓线或其延长线上、尺
寸界线、指引线上。
可以标注在特征尺寸的尺寸线上。
可以标注在公差框格的上方。
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四 技术要求在零件图上的标注
3 表面粗糙度代号在图样上的简化标注
当零件上大部分表面具有相同的表面粗糙度时，其代号可统一标注在
零件图标题栏附近。
可采用形式简化标注。
当图样某个视图上的所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，可采用
带圆周符号的代号。
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本 章 小 结
一 表面粗糙度轮廓的概念（理解）
二 表面粗糙度轮廓的评定

评定基准（了解）

评定参数：名称、代号、含义（重点掌握）
三 表面粗糙度轮廓的技术要求（应用）

评定基准及评定参数的选择（初步学会）

评定参数数值的选择（初步学会）
四 技术要求在零件图上的标注

理解图样上粗糙度标注要求的含义（重点掌握）

掌握粗糙度要求在图样上的正确标注（重点掌握）
五 表面粗糙度的测量（实验）
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