学习情境3 表面粗糙度测量

1、资讯资讯1、表面粗糙度定义、评定参数、标注；、表面粗糙度定义、评定参数、标注；2、熟悉粗糙度测量仪结构原理、使用方法；、熟悉粗糙度测量仪结构原理、使用方法；学习情境学习情境33表面粗糙度测量表面粗糙度测量工作任务工作任务 1.识读表面粗糙度要求；识读表面粗糙度要求； 2.完成零件表面粗糙度测量完成零件表面粗糙度测量 。 经机械加工的零件表面，总是存在着宏观和微观的几何经机械加工的零件表面，总是存在着宏观和微观的几何形状误差。微观几何形状特性，即微小的峰谷高低程度形状误差。微观几何形状特性，即微小的峰谷高低程度及其间距状况称为表面粗糙度。及其间距状况称为表面粗糙度。资讯资讯 表面粗糙度定义表面粗

2、糙度定义1.1.影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等。影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等。2.2.影响零件的配合稳定性。影响零件的配合稳定性。3.3.影响零件的接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等。影响零件的接触刚度、密封性、产品外观及表面反射能力等。表面粗糙度对零件质量的影响表面粗糙度对零件质量的影响资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定1.轮廓滤波器轮廓滤波器 轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器轮廓滤波器是把轮廓分成长波和短波成分的滤波器 。在测在测量粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中，使用三种滤波器，量粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中，使用三种滤波器，分别是分别是 、 和

3、和 三种滤波器。三种滤波器。 一、评定表面粗糙度基本术语一、评定表面粗糙度基本术语scf资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定2.表面轮廓表面轮廓 表面轮廓是指定平面与实际表面相交所得的轮廓，表面轮表面轮廓是指定平面与实际表面相交所得的轮廓，表面轮廓有原始轮廓（廓有原始轮廓（P轮廓）、粗糙度轮廓（轮廓）、粗糙度轮廓（R轮廓）、波纹度轮廓）、波纹度轮廓（轮廓（W轮廓）三种。轮廓）三种。原始轮廓是通过轮廓滤波器原始轮廓是通过轮廓滤波器 之后的总轮廓。之后的总轮廓。粗糙度轮廓是对原始轮廓采用粗糙度轮廓是对原始轮廓采用轮廓滤波器抑制长波成分以后轮廓滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓，是经过人为修正形

4、成的轮廓，是经过人为修正的轮廓，粗糙度轮廓是评定粗的轮廓，粗糙度轮廓是评定粗糙度轮廓参数的基础。糙度轮廓参数的基础。 sc资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定3.3.取样长度取样长度 取样长度是指在取样长度是指在X轴方向上判别被评定轮廓不规则特征的轴方向上判别被评定轮廓不规则特征的长度。长度。lr通常采用一直角坐标体系，通常采用一直角坐标体系，其轴线形成一右旋笛卡尔其轴线形成一右旋笛卡尔坐标系，坐标系，X轴与中线方向一轴与中线方向一致，致，Y轴也处于实际表面上，轴也处于实际表面上，而而Z轴则在从材料到周围介轴则在从材料到周围介质的外延方向上。质的外延方向上。 资讯资讯 表面粗糙度的评定表

5、面粗糙度的评定取样长度在数值上同轮廓滤波器的截止波长取样长度在数值上同轮廓滤波器的截止波长 相等。若取相等。若取样长度过长，表面粗糙度的测得值会把表面波度的成分包样长度过长，表面粗糙度的测得值会把表面波度的成分包括进去；若取样长度过短，测量时没有足够的括进去；若取样长度过短，测量时没有足够的“峰峰”和和“谷谷”，不能反映表面粗糙度的实际情况。，不能反映表面粗糙度的实际情况。表面越粗糙，表面越粗糙，取样长度应越大，一个取样长度至少包含五个以上的轮廓取样长度应越大，一个取样长度至少包含五个以上的轮廓峰和谷。国标规定的取样长度见下表。峰和谷。国标规定的取样长度见下表。c资讯资讯 表面粗糙度的评定表面

6、粗糙度的评定4.评定长度评定长度 由于被测表面各处的粗糙度不可能均匀一致，若只取一个取由于被测表面各处的粗糙度不可能均匀一致，若只取一个取样长度上来评定该表面的粗糙程度，一般是不够客观的，需样长度上来评定该表面的粗糙程度，一般是不够客观的，需要取几个取样长度来评定，所以规定评定长度。要取几个取样长度来评定，所以规定评定长度。评定长度评定长度是是指用于评定被评定轮廓的指用于评定被评定轮廓的X轴方向上的长度。轴方向上的长度。 它一般取它一般取5个取个取样长度。样长度。若被测表面均匀性好，评定长度可小于若被测表面均匀性好，评定长度可小于5倍的取样长倍的取样长度；若均匀性差，评定长度可大于度；若均匀性

7、差，评定长度可大于5倍的取样长度倍的取样长度 。资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定5.中线中线是是具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 。1 1）轮廓最小二乘中线轮廓最小二乘中线: :在取样长度内，使轮廓上各点到该基在取样长度内，使轮廓上各点到该基准线的距离的平方和为最小。准线的距离的平方和为最小。资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定21minniiy2 2）轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线:是指在一个取样长度范围内，划分实是指在一个取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上部分的面积之和与下部分的际轮廓为上、下两部分，且使上部分的面积之和

8、与下部分的面积之和相等的基准线。面积之和相等的基准线。 资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定二、表面粗糙度的评定参数二、表面粗糙度的评定参数1、轮廓的幅度参数、轮廓的幅度参数1)1)评定轮廓的算术平均偏差评定轮廓的算术平均偏差Ra 在一个取样长度内，纵坐标值在一个取样长度内，纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均绝对值的算术平均值。值。Z(x)是指被评定轮廓在任一位置距是指被评定轮廓在任一位置距X轴的高度。轴的高度。01( )lRaZ x dxlRa 值越大，则表面越粗糙。值越大，则表面越粗糙。 Ra参数能充分反映表面微参数能充分反映表面微观几何形状的

9、特性，一般用电动轮廓仪进行测量。观几何形状的特性，一般用电动轮廓仪进行测量。资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定2)2)轮廓最大高度轮廓最大高度Rz 在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和。在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和。RzZpZv资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定2、间距参数、间距参数轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度RsmRsm 在一个取样长度内轮廓单元宽度在一个取样长度内轮廓单元宽度XsXs的平均值。的平均值。11miiRsmXsm资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定3、曲线和相关参数、曲线和相关参数轮廓支承长度率轮廓支承长度率RmrR

10、mr( (c c) ) 在给定水平截面高度在给定水平截面高度c c上轮廓的实体上轮廓的实体材料长度材料长度Ml(cMl(c) )与评定长度的比率。与评定长度的比率。 ( )( )nMl cRmr cl资讯资讯 表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定3、曲线和相关参数、曲线和相关参数轮廓的实体材料长度轮廓的实体材料长度Ml(c)，是指在评定长度内，一平行于，是指在评定长度内，一平行于X轴轴的直线从峰顶线向下移一水平截面高度的直线从峰顶线向下移一水平截面高度c时，与轮廓相截所得时，与轮廓相截所得的各段截线长度之和。的各段截线长度之和。 121( )niniiMl cbbbbb资讯资讯 表面粗糙度的评定表

11、面粗糙度的评定3、曲线和相关参数、曲线和相关参数轮廓支承长度率是随着水平截面高度轮廓支承长度率是随着水平截面高度c c的大小而变化的，其关的大小而变化的，其关系曲线称支承长度率曲线，支承长度率曲线对于反映表面耐磨系曲线称支承长度率曲线，支承长度率曲线对于反映表面耐磨性具有显著地功效，即从中可以明显看出支承长度的变化趋势，性具有显著地功效，即从中可以明显看出支承长度的变化趋势，且比较直观。且比较直观。资讯资讯 表面粗糙度标注表面粗糙度标注 1.1.表面粗糙度符号表面粗糙度符号 基本图形符号和扩展图形符号基本图形符号和扩展图形符号 完整图形符号完整图形符号 封闭轮廓相同表面粗糙度要求时的符号封闭轮

12、廓相同表面粗糙度要求时的符号 为了明确表面粗糙度要求，除了标注表面粗糙度参数和数值外，为了明确表面粗糙度要求，除了标注表面粗糙度参数和数值外，必要时应标注补充要求，补充要求包括传输带、取样长度、加工必要时应标注补充要求，补充要求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。工艺、表面纹理及方向、加工余量等。位置位置a注写表面粗糙度的单一要求，单一要注写表面粗糙度的单一要求，单一要求包括表面粗糙度求包括表面粗糙度参数代号、极限值和传输带参数代号、极限值和传输带或取样长度或取样长度等等;位置位置b注写第二个表面粗糙度要注写第二个表面粗糙度要求，注写方法同位置求，注写方法同位置a，如果

13、要注写第三个或更，如果要注写第三个或更多个表面粗糙度要求，图形符号应在垂直方向多个表面粗糙度要求，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空间。扩大，以空出足够的空间。 位置位置c注写加工方法、表面处理、涂层或其注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等；他加工工艺要求等；位置位置d注写表面纹理方向；注写表面纹理方向；位置位置e注写加工余量。注写加工余量。 1 1）极限值判断规则的标注）极限值判断规则的标注16%16%规则和最大规则规则和最大规则16%16%规则是指当参数的规定值为上限值时，如果所选参数在同一评规则是指当参数的规定值为上限值时，如果所选参数在同一评定长度上的全部实测值中，大

14、于图样或技术产品文件中规定的值定长度上的全部实测值中，大于图样或技术产品文件中规定的值的个数不超过实测值总数的的个数不超过实测值总数的16%16%，则该表面合格，或当参数的规定，则该表面合格，或当参数的规定值为下限值时，如果所选参数在同一评定长度上的全部实测值中，值为下限值时，如果所选参数在同一评定长度上的全部实测值中，小于图样或技术文件中规定值的个数不超过实测值总数的小于图样或技术文件中规定值的个数不超过实测值总数的16%16%，则，则该表面合格；该表面合格； 最大规则是指检验时，在被检表面的全部区域内测得的参数值一最大规则是指检验时，在被检表面的全部区域内测得的参数值一个也不应超过图样或技

15、术产品文件中的规定值。个也不应超过图样或技术产品文件中的规定值。16%16%规则是所有表规则是所有表面粗糙度要求标注的默认规则，一般不标注代号，如果最大规则面粗糙度要求标注的默认规则，一般不标注代号，如果最大规则应用于表面粗糙度要求，在参数代号后应加上应用于表面粗糙度要求，在参数代号后应加上“max”max”。 16%规则和最大规则都是单向极限，单向极限默认的是参数的规则和最大规则都是单向极限，单向极限默认的是参数的上限值。当需要标注参数的单向下限值时，应在参数代号前加上限值。当需要标注参数的单向下限值时，应在参数代号前加L，如如L Ra 0.8。在完整符号中表示双向极限时，上限值在上方用。在

16、完整符号中表示双向极限时，上限值在上方用U表示，下限值在下方用表示，下限值在下方用L表示，如果是同一个参数具有双向极限表示，如果是同一个参数具有双向极限要求，在不致引起歧义的情况下，可以不加要求，在不致引起歧义的情况下，可以不加U、L。 2 2）传输带和取样长度的标注传输带和取样长度的标注传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围。这意味着传输带就传输带是两个定义的滤波器之间的波长范围。这意味着传输带就是评定时的波长范围。粗糙度轮廓传输带的截止波长值代号是是评定时的波长范围。粗糙度轮廓传输带的截止波长值代号是 和和 ， 表示取样长度。默认的传输带定义的截止波长值是表示取样长度。默认的传输带定义的截

17、止波长值是 =0.8mm和和 =0.0025mm。传输带标注包含滤波器截止波。传输带标注包含滤波器截止波长，短波滤波器在前，长波滤波器在后，用连字号长，短波滤波器在前，长波滤波器在后，用连字号“”隔开，并隔开，并标注在参数代号的前面，用斜线标注在参数代号的前面，用斜线“/”与参数代号隔开。与参数代号隔开。scccs 评定长度是在评定表面粗糙度要求时所必须的一段长度。有些参评定长度是在评定表面粗糙度要求时所必须的一段长度。有些参数是基于取样长度定义的，有些参数是基于评定长度定义的。当数是基于取样长度定义的，有些参数是基于评定长度定义的。当参数基于取样长度定义时，在评定长度内取样长度的个数是非常参

18、数基于取样长度定义时，在评定长度内取样长度的个数是非常重要的，粗糙度参数默认的评定长度是由重要的，粗糙度参数默认的评定长度是由5 5个取样长度构成的。当个取样长度构成的。当采用默认的评定长度时，代号上不标注，否则在参数代号后面注采用默认的评定长度时，代号上不标注，否则在参数代号后面注上取样长度的个数，如图上取样长度的个数，如图b b）所示）所示RzRz1 3.21 3.2表示粗糙度最大高度表示粗糙度最大高度3.2m3.2m，评定长度包含一个取样长度。，评定长度包含一个取样长度。 3 3）表面粗糙度其它项目的标注）表面粗糙度其它项目的标注标注的参数代号、参数值和传输带只作为表面粗糙度要求，有时标

19、注的参数代号、参数值和传输带只作为表面粗糙度要求，有时不一定能完全准确地表示表面功能。加工工艺在很大程度上决定不一定能完全准确地表示表面功能。加工工艺在很大程度上决定了轮廓曲线的特征，因此一般应注明加工工艺、表面镀覆、表面了轮廓曲线的特征，因此一般应注明加工工艺、表面镀覆、表面纹理等。纹理等。纹理平行于视图所在的投纹理平行于视图所在的投影面影面 纹理垂直于视图所在的纹理垂直于视图所在的投影面投影面 纹理呈两斜向交叉且与纹理呈两斜向交叉且与视图所在的投影面相交视图所在的投影面相交 纹理呈近似同心圆纹理呈近似同心圆且圆心与表面中心且圆心与表面中心相关相关 纹理呈近似放射状纹理呈近似放射状且与表面圆

20、心相关且与表面圆心相关 纹理呈微粒、凸纹理呈微粒、凸起，无方向起，无方向 纹理呈多方向纹理呈多方向 4 4）表面粗糙度在图样上的标注）表面粗糙度在图样上的标注在图样上标注表面粗糙度时，注写和读取方向与尺寸的注写和读在图样上标注表面粗糙度时，注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致，一般标注在轮廓线或其延长线上，其符号从材料外取方向一致，一般标注在轮廓线或其延长线上，其符号从材料外指向并接触表面，有时也可用带箭头的指引线引出标出。指向并接触表面，有时也可用带箭头的指引线引出标出。 4 4）表面粗糙度在图样上的标注）表面粗糙度在图样上的标注表面粗糙度要求有时也可标注在几何公差框格的上方。表面粗糙度

21、要求有时也可标注在几何公差框格的上方。 4 4）表面粗糙度在图样上的标注）表面粗糙度在图样上的标注圆柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只标注一次。如果每个棱柱表圆柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只标注一次。如果每个棱柱表面有不同的表面粗糙度要求，则应分别单独标注。面有不同的表面粗糙度要求，则应分别单独标注。 4 4）表面粗糙度在图样上的标注）表面粗糙度在图样上的标注由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方法的表面粗糙度要求时，可按图所示标注。法的表面粗糙度要求时，可按图所示标注。 5 5）表面粗糙度简化标注）表面粗糙度简化标注如果在

22、工件的大多数表面有相同的粗糙度要求，可简化标注。此如果在工件的大多数表面有相同的粗糙度要求，可简化标注。此时将不同的表面粗糙度要求直接标注在图形上，相同的表面粗糙时将不同的表面粗糙度要求直接标注在图形上，相同的表面粗糙度要求统一标注在图样的标题栏附近，并在其后面用圆括号给出度要求统一标注在图样的标题栏附近，并在其后面用圆括号给出无任何其他标注的基本符号，或者在圆括号内给出不同的表面粗无任何其他标注的基本符号，或者在圆括号内给出不同的表面粗糙度要求。糙度要求。 5 5）表面粗糙度简化标注）表面粗糙度简化标注当多个表面具有共同的表面粗糙度要求或图纸空间有限时，可用当多个表面具有共同的表面粗糙度要求

23、或图纸空间有限时，可用带字母的完整符号以等式的形式在图形或标题栏附近进行简化标带字母的完整符号以等式的形式在图形或标题栏附近进行简化标注。或者只用表面粗糙度基本符号和扩展符号以等式的形式给出注。或者只用表面粗糙度基本符号和扩展符号以等式的形式给出对多个表面共同的表面粗糙度要求。对多个表面共同的表面粗糙度要求。 1 1）表示不允许去除材料，单向上限值，默认传输带，表示不允许去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓，轮轮廓，轮廓最大高度廓最大高度0.4m，默认评定长度，默认评定长度，“16%规则规则”（默认）（默认）2 2）表示去除材料，单向上限值，默认传输带，）表示去除材料，单向上限值，默认传输

24、带，R R轮廓，轮廓轮廓，轮廓最大高度的最大值最大高度的最大值0.2m0.2m，默认评定长度，默认评定长度，“最大规则最大规则” ” 3 3）表示去除材料，单向上限值，传输带：）表示去除材料，单向上限值，传输带：0.0080.8mm0.0080.8mm，R R轮轮廓，算术平均偏差廓，算术平均偏差3.2m3.2m，默认评定长度，默认评定长度，“16%16%规则规则”（默认）（默认） 4 4）表示去除材料，单向上限值，传输带：根据）表示去除材料，单向上限值，传输带：根据GB/T6062GB/T6062，取样长，取样长度度0.8mm0.8mm（默认（默认0.0025mm0.0025mm），），R R

25、轮廓，算术平均偏差轮廓，算术平均偏差3.2m3.2m，评定，评定长度包含长度包含3 3个取样长度，个取样长度，“16%16%规则规则”（默认）（默认） 5 5）表示不允许去除材料，双向极限值，两极限值均使用默）表示不允许去除材料，双向极限值，两极限值均使用默认传输带，认传输带，R R轮廓，上限值：算术平均偏差轮廓，上限值：算术平均偏差3.2m3.2m，默认评，默认评定长度，定长度，“最大规则最大规则”。下限值：算术平均偏差。下限值：算术平均偏差0.8m0.8m，默认评定长度，默认评定长度，“16%16%规则规则”（默认）（默认） 1.1.比较法比较法比较法就是将被测零件表面与表面粗糙度样块，比

26、较法就是将被测零件表面与表面粗糙度样块，通过视觉、触觉或其它方法进行比较后，对被检表面的粗糙度通过视觉、触觉或其它方法进行比较后，对被检表面的粗糙度作出评定的方法。作出评定的方法。用比较法评定表面粗糙度虽然不能精确地得出被检表面的粗糙用比较法评定表面粗糙度虽然不能精确地得出被检表面的粗糙度数值，但由于器具简单，使用方便且能满足一般的生产要求，度数值，但由于器具简单，使用方便且能满足一般的生产要求，故常用于生产现场。故常用于生产现场。一、表面粗糙度测量方法一、表面粗糙度测量方法资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量 2.2.针描法针描法电动轮廓仪是按针描法评定表面粗糙度的一种电动轮廓仪是按针描法

27、评定表面粗糙度的一种典型仪器。它具有性能稳定，测量迅速，数字显示，放大典型仪器。它具有性能稳定，测量迅速，数字显示，放大倍数高，使用方便等优点，因此在计量室和生产现场都获倍数高，使用方便等优点，因此在计量室和生产现场都获得了广泛应用得了广泛应用。资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量3.3.光切法光切法是利用是利用“光切原理光切原理”来测量零件表面的粗糙度，来测量零件表面的粗糙度，使用的仪器是光切显微镜（又称双管显微镜）。使用的仪器是光切显微镜（又称双管显微镜）。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 光切法一般用于测量表面粗糙度光切

28、法一般用于测量表面粗糙度的的RzRz参数，参数的测量范围参数，参数的测量范围RzRz为为0.8-80m0.8-80m。 资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量4.干涉法干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度，使用是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度，使用的仪器叫做干涉显微镜的仪器叫做干涉显微镜 资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量5.5.印模法印模法在实际测量中，常会遇到深孔，盲孔。凹槽，内螺纹等既不在实际测量中，常会遇到深孔，盲孔。凹槽，内螺纹等既不能使用仪器直接测量，也不能使用样板比较的表面。这时常能使用仪器直接测量，也不能使用样板比较的表面。这时常

29、用印摸法。用印摸法。 印摸法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料（如石蜡等）印摸法是利用一些无流动性和弹性的塑性材料（如石蜡等）贴合在贴合在 被测表面上。将被测表面的轮廓复制成模。然后被测表面上。将被测表面的轮廓复制成模。然后测量印模，从而来评定被测表面的粗糙度。测量印模，从而来评定被测表面的粗糙度。 SRT1（F）型表面粗糙度测量仪）型表面粗糙度测量仪资讯资讯 表面粗糙度测量表面粗糙度测量1数字显示器；数字显示器；2测量键；测量键；3测量参数选择键；测量参数选择键；4测量行测量行程选择拨键组；程选择拨键组；5公、英制选择拨键；公、英制选择拨键；6电源开关键；电源开关键；7数据输出插座；数据输出插座；8电池盖；电池盖；9去一起保护套；去一起保护套；102“V”形形地脚；地脚；11传感器