互换性A 5 表面粗糙度

几何量公差与测量技术第5章表面粗糙度本章基本内容§5.1概述§5.2表面粗糙度的评定§5.3表面粗糙度的参数值及其选用§5.4表面粗糙度在零件图上的标注§5.5表面粗糙度测量方法简述重点：掌握表面粗糙度的术语、定义和幅度参数的选用及其在零件图上的标注。

§5.1概述一、表面粗糙度的基本概念表面轮廓表面粗糙度轮廓(R轮廓

)波距＜1

mm波纹度轮廓宏观形状轮廓波距在1～10mm之间波距＞10mm波距＜1

mm

表面粗糙度的含义：完工零件表面存在的具有很小间距的微小峰、谷所形成的微观形状误差。微小峰、谷的高低程度和间距状况称为表面粗糙度。一、表面粗糙度的基本概念

影响零件的：①耐磨性②配合性质稳定性③疲劳强度④耐蚀性⑤其它性能（密封性、接触刚度、外观等等）

二、表面粗糙度对零件使用性能的影响§5.2表面粗糙度的评定一、表面粗糙度的评定方法（中线制）中线表面粗糙度（R）轮廓§5.2表面粗糙度的评定二、基本术语和定义

1、粗糙度轮廓中线：用于定量评定表面粗糙度参数值大小所确定的一条具有几何轮廓形状的基准线。

①轮廓的最小二乘中线：②轮廓的算术平均中线：

使轮廓线上各点的轮廓偏距的Zi

平方和为最小的线。

将实际轮廓划分为面积相等的上、下两部分的线。2、取样长度（lr）：是指在测量方向判别被评定轮廓不规则特征的长度。它至少包含5个以上的轮廓峰和谷，取样长度的方向与轮廓走向一致。§5.2表面粗糙度的评定注意：规定取样长度的目的在于限制和减弱其他形状误差，特别是表面波纹度对测量结果的影响。粗糙度参数值是在一个取样长度上评定出来的。二、基本术语和定义3、评定长度（ln）：是指用于评定被评定轮廓所规定的测量方向上的最小长度。§5.2表面粗糙度的评定注意：评定长度是由于零件表面粗糙度不均匀，为了充分合理地反映表面粗糙度特征，在测量和评定时所规定的。通常粗糙度测量结果是评定长度上的一个平均值。二、基本术语和定义ln（一般取ln＝5lr

）被测表面均匀可选ln

＜5lr被测表面均匀性差可选ln

＞5lr二、基本术语和定义4、长、短波轮廓滤波器截止波长及传输带：

①长波滤波器的截止波长（λc）：是指长波轮廓滤波器所能抑制的波长。一般lr

＝λc

②短波滤波器的截止波长（λs）：是指短波轮廓滤波器所能抑制的波长。

③传输带：是指从短波截止波长至长波截止波长这两个极限值之间的波长范围。即λs～

λc§5.2表面粗糙度的评定注意：接触式仪器测量表面粗糙度时，可用长波滤波器过滤掉波纹度成分；可用短波滤波器过滤掉比粗糙度波长更短的成分。国标规定了：幅度、间距、曲线和相关三类参数。§5.2表面粗糙度的评定三、表面粗糙度评定参数

1、幅度(高度)参数：①轮廓的算术平均偏差（Ra）：是指在一个取样长度内，轮廓偏距Z(x)绝对值的算术平均值。Rz

=︱Zpmax

︱+︱Zvmax︱§5.2表面粗糙度的评定三、表面粗糙度评定参数

1、幅度参数：

②轮廓的最大高度（Rz）

：在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。注意：幅度参数（

Ra、Rz

）是国标规定必须标注的参数，故称为基本参数。参数值越大表面越粗糙。峰顶线谷底线

2、间距参数：

轮廓单元的平均宽度（Rsm）：是指在一个取样长度内轮廓单元宽度Xsi

的平均值。§5.2表面粗糙度的评定三、表面粗糙度评定参数注意：间距及曲线和相关参数称附加参数，一般不作独立参数选用，只有零件表面有特殊使用要求时才附加选用。

3、曲线和相关参数：

轮廓支承长度率（Rmr

(c)）：是指在给定水平截面高度c上，轮廓的实体材料长度Ml(c)

与取样长度lr之比，即：Rmr

(c)

=Ml(c)

/lr三、表面粗糙度评定参数§5.3表面粗糙度的参数值及其选用一、表面粗糙度评定参数的选用1、幅度参数的选用：①在常用值范围（Ra=0.025~6.3µm，Rz=0.1~25µm）内，应优先选用轮廓算术平均偏差Ra。因为Ra能较充分合理地反映零件表面的粗糙度特征；通常用电动轮廓仪测量，其测量范围为0.02~8µm

。②对测量部位小、峰谷少或有疲劳强度要求的零件表面，可选轮廓最大高度Rz作为评定参数。Rz通常用双管显微镜和干涉显微镜测量，其测量范围为0.1~25µm

注意：在零件精度设计中，对于表面粗糙度要求通常只给出幅度评定参数（Ra

和Rz

）及其数值，而其它要求（如lr和ln等）采用默认的标准值。§5.3表面粗糙度的参数值及其选用一、表面粗糙度评定参数的选用2、附加参数的选用：①轮廓单元的平均宽度（Rsm）

：一般在对零件有涂漆、密封性能，以及光亮度等要求时才附加选用。②轮廓支承长度率（Rmr

(c)）：在对零件的耐磨性、接触刚度等要求较高的场合才附加选用。§5.3表面粗糙度的参数值及其选用二、表面粗糙度参数值的选用1、表面粗糙度参数值的标准化表5-2

轮廓的算术平均偏差(Ra)、轮廓的最大高度(Rz)、

轮廓单元的平均宽度(RSm)和轮廓的支承长度率(Rmr

(c)

)的数值Ra/µmRz/µmRsm/mmRmr

(c)（%）0.0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501000.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.5255010020040080016000.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090注：选用支承长度率Rmr

(c)参数时，应同时给出轮廓截面高度c值。c可用微米或Rz的百分数表示。c百分数系列为Rz的百分之：5，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80，90§5.3表面粗糙度的参数值及其选用二、表面粗糙度参数值的选用1、表面粗糙度参数值的标准化表5-1

轮廓的算术平均偏差(Ra)、轮廓的最大高度(Rz)、

轮廓单元的平均宽度(RSm)的标准取样长度(lr)和标准评定长度(ln)Ra/µmRz/µmRsm/mm标准取样长度lr/mm标准评定长度ln＝5×lr/mm短波截止波长λslr＝λc长波截止波长≥0.008~0.02＞0.02~0.1＞0.1~2.0＞2.0~10.0＞10.0~80.0≥0.025~0.10＞0.10~0.50＞0.50~10.0＞10.0~50.0＞50~320≥0.013~0.04＞0.04~0.13＞0.13~0.4＞0.4~1.3＞1.3~40.00250.00250.00250.0080.0250.080.250.82.58.00.41.254.012.540.0§5.3表面粗糙度的参数值及其选用二、表面粗糙度参数值的选用2、表面粗糙度参数值的选用①参数值的选择基本原则：在满足使用要求的前提下，应尽可能选用较大的参数允许值（轮廓的支承长度率除外），以减小加工难度，降低加工成本。②类比法选择参数值的原则：

1）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值比非工作表面小；

2）摩擦表面的参数值比非摩擦表面小；§5.3表面粗糙度的参数值及其选用二、表面粗糙度参数值的选用2、表面粗糙度参数值的选用②类比法选择参数值的原则：

3）运动速度高、单位面积压力大的表面，以及承受交变应力作用的重要零件圆角、沟槽处的粗糙度参数值应小；

4）配合性质要求高的配合表面（如小间隙配合表面）、承受重载荷作用的过盈配合表面的粗糙度参数值应小；

5）有密封性、防腐性要求或有外表美观要求的表面，粗糙度参数值应小；§5.3表面粗糙度的参数值及其选用二、表面粗糙度参数值的选用2、表面粗糙度参数值的选用②参数值通常采用类比法选择原则：

6）凡在有关标准中已对表面粗糙度作出规定（如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的表面粗糙的），则应按该标准规定选择表面粗糙度参数值；7）在确定表面粗糙度参数值时，应注意它与尺寸公差和几何公差的协调。尺寸公差越小，几何公差、粗糙参数值应越小；同一公差等级时，轴比孔的粗糙参数值应小。8）在实际经验不足的情况下，可以参考经验图表：如图5-13和表格5-3，5-4设计。§5.4表面粗糙度在零件图上的标注一、表面粗糙度符号表5-5表面粗糙度符号和含义符号含义基本图形符号，未指定加工工艺方法，当通过一个注释解释时，可单独使用。无任何注释，仅适用于简化代号标注。扩展图形符号，用去除材料方法获得的表面，如车、铣、刨、磨、钻、电火花、线切割、抛光等，仅当其含义是“被加工表面”时，可单独适用。扩展图形符号，用不去除材料方法获得的表面，如铸、段、冲压、热轧、粉末冶金等，也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管上道是去除材料或不去除材料。完整图形符号，可用于标注有关参数和说明。完整图形符号均可加一小圆圈，表示对视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面粗糙度要求。§5.4表面粗糙度在零件图上的标注二、表面粗糙度要求在完整图形符号上的标注完整符号标注位置位置a，注写表面粗糙度的第一个要求，包括：评定参数代号及其数值和传输带或取样长度等。代号和数值间应插入空格。传输带或取样长度后应有一斜线。表面粗糙度各项要求的标注顺序是：

①上、下限值代号（U、L），②传输带，③评定参数代号，④评定长度（包含取样长度的个数），⑤极限值判别规则，⑥评定参数的数值位置b，注写第二个表面粗糙度要求。有更多要求，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够空间。位置c，注写加工方法、表面处理、涂层和其他加工工艺要求等。如车、磨、镀等。位置d，注写所要求的表面纹理和纹理方向，如“＝”“⊥”“×”等。位置e，注写所要求的加工余量，以mm为单位给出数值。1、表面粗糙度各项要求在完整符号上的标注位置§5.4表面粗糙度在零件图上的标注二、表面粗糙度要求在完整图形符号上的标注2、表面粗糙度极限值的标注在完整图形符号上标注评定参数及其数值，其数值分为单向极限值和双向极限值。

①单向极限值：当只标注某个评定参数代号及其一个数值时为单向极限值。默认它是评定参数的上限值。

②双向极限值：同时标注评定参数的上下限值时为双向极限值。双向极限值应分成两行标注，上限值标注在上方，并在传输带前加注代号“U”；下限值标注在下方，并在传输带前加注代号“L”。一般在不会引起歧义的情况下，可以不加“U”“L”。§5.4表面粗糙度在零件图上的标注二、表面粗糙度要求在完整图形符号上的标注3、极限值判断规则的标注表面粗糙度要求中给定极限值判断规则有两种：

16﹪规则是指在同一评定长度范围内评定参数所有实测值中，大于上限值的个数少于总数的16﹪，小于下限值的个数少于总数的16﹪，则认为合格。16﹪规则是表面粗糙度要求标注中的默认规则。

最大规则是指整个被测表面上评定参数所有的实测值皆不大于上限值，才认为合格。标注时，在评定参数代号的后面加注一个“max”标记。4、表面纹理的标注(见表5-7)注：示例所举评定参数均为幅度参数。表面粗糙度的标注示例符号含义/解释表示不允许去除材料，单向上限值（默认），默认传输带，R轮廓，轮廓的最大高度0.4µm，评定长度为5个取样长度（默认），“16﹪规则”（默认）。表示去除材料，单向上限值，传输带0.008~0.8，R轮廓，轮廓的算术平均偏差3.2µm，评定长度为5个取样长度（默认），“16﹪规则”（默认）。表示去除材料，单向上限值，取样长度0.8mm，R轮廓，轮廓的算数平均偏差3.2µm，评定长度为3个取样长度，“16﹪规则”。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，R轮廓；上限值：轮廓的算数平均偏差3.2µm，评定长度为5个取样长度（默认），“最大规则”；下限值：轮廓的算数平均偏差0.8µm，评定长度为5个取样长度（默认），

“16﹪规则”（默认）。表示去除材料，两个单向上限值；Ra=1.6µm，“16﹪规则”，默认传输带和评定长度；Rzmax=6.3µm，“最大规则”，传输带－2.5，默认评定长度；表面纹理垂直于视图的投影面；加工方法为磨削；加工余量为3mm。①表面粗糙度符号注写和读取方向与尺寸一致；②要求标注在可见轮廓线（或其延长线）上；③其符号的尖端应从材料外指向并接触表面；§5.4表面粗糙度在零件图上的注法三、表面粗糙度在图样上的标注方法1、常规标注方法注意：要求对每一表面只标注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。除非另有说明，所标注的表面粗糙度要求是对完工零件表面的要求。×④表面粗糙度符号也可用带箭头的指引线引出标注；⑤实际表面也可用带黑点的指引线引出标注；⑥还可标注在几何公差框格的上方；

§5.4表面粗糙度在零件图上的注法三、表面粗糙度在图样上的标注方法1、常规标注方法⑦在不引起误解情况下，也可标注在给定的尺寸线或尺寸界线上；⑧圆柱和棱柱的表面一般只标注一次；