互换性与测量技术4

第4章表面粗糙度4.1概述4.2表面粗糙度的评定4.3表面粗糙度的标注4.4表面粗糙度的选用4.5表面粗糙度的测量重点：表面粗糙度的标注和选用目的：使同学们掌握表面粗糙度在图样上的标注方法和设计选用原则，掌握常用粗糙度测量仪器的测量原理和操作使用14.1概述

在机械加工过程中，使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度一.表面粗糙度的实质零件表面的几何形状误差分为三类：1、表面粗糙度零件表面峰谷波距<1mm。属微观误差2、表面波纹度零件表面峰谷波距在1~10mm。3、形状公差零件表面峰谷波距>10mm。属宏观误差2表面粗糙度标准：《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/T3505-2009）《表面粗糙度参数及其数值》（GB/T1031-2006）《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》（GB/T131-2006）

3二.表面粗糙度对零件使用性能的影响1、影响零件的耐磨性、强度和抗腐蚀性等。2、影响零件的配合稳定性。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。一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。配合性能越容易改变，稳定性越差。越容易产生疲劳裂纹和破坏。实际承载面积越小，接触刚度越低。越易腐蚀生锈。所以要给予充分的重视。44.2表面粗糙度的评定

一.基本术语1.取样长度

取样长度是在测量表面粗糙度时所取的一段与轮廓总的走向一致的长度。用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。规定：取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷。4.评定长度

评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。为了充分合理地反映表面的特性，一般取

=5。53.轮廓中线m

用以评定表面粗糙度值的基准线。⑴轮廓的最小二乘中线

具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距的平方和为最小。即：

dx=6⑵轮廓的算术平均中线在取样长度内，将实际轮廓划分为上、下两部分，并使上、下两部分的面积相等的基准线。即：

F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n7二.评定参数(GB/T3505-2009)1.幅度参数(高度参数)⑴轮廓的算术平均偏差Ra

在取样长度内，被测轮廓上纵坐标Z（x）绝对值的算术平均值。数学表达式为：测得的值越大，则表面越粗糙。Ra参数的测量：用精密粗糙度仪（针描原理）

8

⑵轮廓的最大高度Rz

在一个取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度。数学表达式为：测得的值越大，则表面越粗糙。Rz

参数对某些小表面上不允许出现较深的加工痕迹和小零件的表面有实用意义。Rz值可用双管显微镜利用光切原理进行检测。干涉显微镜利用干涉原理进行检测92.间距参数轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值。即轮廓单元的平均宽度RSm是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。103.形状参数轮廓的支承长度率Rmr在给定水平位置c上的轮廓实体材料长度Ml（c）与评定长度的比率。数学表达式为

当c一定时，Rmr（c）值越大，则支承能力和耐磨性更好。11国家标准GB/T1031-2009规定：基本评定参数：高度参数Ra和Rz附加评定参数：间距参数和形状参数124.3表面粗糙度的符号及其标注

一.基本符号

13Ra6.314二.表面粗糙度参数及其数值的标注

Ra6.315a：粗糙度高度参数允许值（μm)

用RaRz

或Ry

值时，则应在其允许值前加注相应的代号。如：表示Ra值应不大于3.2μm

表示Ra值应在1.6~3.2μm之间表示Rz

值应不大于12.5μm

表示Ry

值应不大于25μmRa6.316b：加工方法，涂镀或其它表面处理，若无特殊要求，一般不予标注。表示表面镀硬铬，镀层厚度（60±5)μm,镀后抛光且Ra值不大于0.4μm。表示表面刮削后，在25mm×25mm面积内，接触点不小于10点，且Ra值不大于1.6μmc：取样长度值（mm)，若按规定选取取样长度值，则不必标注。Ra6.317d：

加工纹理方向，一般对纹理方向无要求时，不必标注，若需控制纹理方向时，则标注相应的纹理方向符号。

＝表示加工纹理方向为水平；⊥表示加工纹理方向为垂直；

×表示加工纹理方向为网纹；

M表示加工纹理方向为螺旋线形状。18e：加工余量（mm)，一般均在工艺文件中说明，所以基本上也不标注

f：间距参数值RSm或Rmr值(mm)19三、表面粗糙度标注示例

表面粗糙度符号、代号一般标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向表面。左侧和上方直接标注Ra6.3204.4表面粗糙度的选用

一.评定参数的选用1、优先选用Ra和Rz。在幅度参数中，Ra值能较完整、全面地表达零件表面的微观几何特征，应优先选用。Rz值常用在小零件（如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件等）或表面不允许有较深的加工痕迹（防止应力过于集中）的零件。2、附加参数一般不单独使用，一些重要表面有特殊要求时：如有涂镀性、抗腐蚀性、密封性要求时才选RSm参数来控制间距的细密度；对表面的支承刚度和耐磨性有较高要求时，需加选Rmr（c）控制表面的形状特征。21二.评定参数值的选用表面粗糙度评定参数值的选择不但与零件的使用性能有关还与零件的制造及经济性有关。选用原则：在满足零件表面功能的前提下，评定参数的允许值尽可能大（除Rmr(c)外），以减小加工困难，降低生产成本。选择方法

1）计算法

2）试验法

3）类比法221995--20092324选用时应考虑下列关系：1.工作表面应比非工作表面的参数值小；2.摩擦表面应比非摩擦表面的参数小；3.承受交变载荷的表面，其圆角、沟槽等易产生应力集中的部位，参数值应小；4.配合性质要求愈高的表面，其粗糙度值应愈小；5.尺寸精度和几何精度要求愈高的部位，参数值应愈小；6.与标准件配合的表面，按标准件的有关规定选取25

表面粗糙度与加工方法的关系：

钻、粗车、粗刨等；

半精（车、刨、铣、镗等）加工；

精（车、铣、刨、镗）加工及拉削、刮削

铰孔、滚压；（有配合要求的内孔，精度较高的平面如减速器的分离平面等）

磨、精铰、精细镗；（有配合要求的外圆如轴颈，轴头等）

超精加工如：精磨、珩磨、研磨、镜面磨抛光等等。（如各种量具工作面，量规

0.1、量块工作面0.012、非工作面0.05等）Ra6.3264.5表面粗糙度的测量测量表面粗糙度的方法有比较法、光切法、针描法、干涉法和印模法等。

1.比较法：用表面粗糙度样板进行比较测量；

2.光切法：用双管显微镜测量Rz值；

3.针锚法：用精密粗糙度仪(电动轮廓仪)测量Ra值；

4.干涉法：用干涉显微镜测量Rz值；

5.印模法：用塑性材料将表面印模下来，再测量有关参数值。27举例0.4与0.81.6与3.26.3与12.5Ra6.328?表面粗糙度的所有评定参数值都是越小越好（）

?精密粗糙度仪是采用针描原理进行测量的（）

?精密粗糙度仪是采用光切原理测量表面粗糙度的（）

?RSm是在一个取样长度内轮廓单元宽度的平均值（）

?表面粗糙度评定参数Ra称为

；Rmr为

。

?同一零件上，工作表面的粗糙度值应

非工作表面29?表面粗糙度评定参数中

更能充分反映被测表面的实际情况。

a.Ry；b.Rz；c.Ra；d.Rmr

；?表面粗糙度评定参数Ra是采用

原理进行测量的

a.光切原理b.针描原理c.干涉原理d.比较原理

?立式光学计可用来测量

。

a.轴径；b.孔径；c.几何误差；d.表面粗糙度?同一表面的Ra值一定小于Rz值（）?评定粗糙度在高度方向上只有一个参数()3031表面粗糙度轮廓及其检测学习指导

本章学习目的是掌握表面粗糙度轮廓的评定参数和标注，为合理选用表面粗糙度轮廓打下基础。学习要求是从微观几何误差的角度理解表面粗糙度轮廓的概念；了解表面粗糙度轮廓对机械零件使用性能的影响。理解规定取样长度及评定长度的目的及中线的作用；掌握表面粗糙度轮廓的幅度参数及其检测手段；了解表面粗糙度轮廓的间距特性参数；掌握表面粗糙度轮廓参数和参数值的选用原则和方法。熟练掌握表面粗糙度轮廓技术要求在零件图上标注的方法。32第一节

表面粗糙度轮廓的基本概念

一、表面粗糙度轮廓的界定完工零件实际表面轮廓图5-1表面轮廓表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。33表面粗糙度轮廓波纹度轮廓宏观形状轮廓λ实际表面轮廓零件表面几何形状误差及其组成成份341．取样长度lr

取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。

中线lnlrlrlrlrlr取样长度和评定长度

35二、表面粗糙度轮廓的中线lryi最小二乘中线

表面粗造度轮廓的最小二乘中线表面粗糙度轮廓中线是为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。1．轮廓最小二乘中线

36算术平均中线lrF1′F2′Fi′F1F2Fi2．轮廓算术平均中线

表面粗造度轮的算术平均中线371)轮廓的算术平均偏差轮廓算术平均偏差Ra的确定Raxynyiy1y2近似为1．幅度参数38

在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示，即Rz=Rp

+Rv

表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中线Zv1Zv22)轮廓的最大高度39一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范围内所有轮廓单元的宽度Xsi的平均值，用符号RSm表示，即

Xs6Xs5Xs4Xs3Xs2Xs1lr中线轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度2．间距特征参数40a1，a2——粗糙度幅度参数代号及其数值（mm）；b——加工要求、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等；c——取样长度（mm）或波纹度（mm）；d——加工纹理方向符号；e——加工余量（mm）；f——粗糙度间距参数值（mm）(e)bc/fa