第五章表面粗糙度

第五章表面粗糙度互换性与技术测量第一节概述一、表面粗糙度的概念零件表面实际轮廓

||宏观的形状误差表面粗糙度

+表面波纹度+微小峰谷的高低程度及间距状况工件表面实际轮廓包含表面粗糙度、波纹度、形状误差等轮廓。表面粗糙度轮廓是评定表面粗糙度各项参数的基础。

短波滤波器λs：对表面实际轮廓进行滤波，抑制比表面粗糙度波长还短的短波成分，输出原始轮廓；

长波滤波器λc：对原始轮廓进行滤波，抑制比表面粗糙度波长还长的长波成分），输出表面粗糙度轮廓。表面粗糙度轮廓的获得

传输带（又称传输频带或传输通带）：表面粗糙度轮廓的短波波长和长波波长之间的范围。表面实际轮廓原始轮廓表面粗糙度轮廓短波滤波器λs长波滤波器λc二、表面粗糙度对零件使用性能的影响（1）影响零件的耐磨性零件表面的实际接触状态为降低接触面压强，同时能存储适量的润滑油表面粗糙度过高和过低都不利于提高耐磨性（2）影响配合性质的稳定性

表面粗糙度高，则会由于表面磨损快，而改变实际间隙（过盈），导致配合性质改变。（3）影响零件的疲劳强度

表面粗糙度高，则在交变载荷作用下，零件表面微观峰谷产生应力集中，导致微裂纹产生，最后导致疲劳破坏。（4）影响零件的抗腐蚀性能表面粗糙度高，则会降低零件表面抗腐蚀性能。（5）影响零件的密封性能（6）影响零件的测量精度第二节表面粗糙度的评定参数一、基本术语和定义1.几何参数术语轮廓峰轮廓谷轮廓单元的宽度轮廓中线轮廓单元的高度2.取样长度lr用于评定轮廓表面粗糙度，在X轴向上选择的一段基准线长度。合理规定取样长度，可以限制和减弱表面波纹度对评定结果的影响。

一般要求取样长度应至少包括5个轮廓单元。基准线（方向与实际表面轮廓走向一致）相关标准：GB/T1031-2009（表5-1）3.评定长度ln针对加工表面表面粗糙度的不均匀，评定表面粗糙度时规定一段能反映加工表面粗糙度特性的最小长度。可包括一个或几个取样长度。相关标准：GB/T1031-2009（表5-2）一般情况，ln=5*lr；表面粗糙度均匀性好，可取小于5倍的lr；反之应取大于5倍的lr。4.轮廓中线（基准线）——用以评定表面粗糙度参数值所给定的基准线。（1）轮廓的最小二乘中线按取样长度内，各点的轮廓偏距平方和最小确定。（2）轮廓的算数平均中线最小二乘中线是理想的基准线，但测量中不易确定，一般用轮廓算数平均中线代替。二、评定参数轮廓的算数平均偏差Ra轮廓最大高度Rz高度参数：间距参数：轮廓单元的评价宽度Rsm综合参数（形状特征参数）：轮廓的长度支承率Rmr(c)种类1.轮廓的算数平均偏差Ra2.轮廓最大高度Rz

GB/T3505-1983中，Rz符号曾用于指示“不平度的十点高度”。目前，一些表面粗糙度测量仪器大多是测量以前的Rz参数。因此，当采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重！峰顶线谷底线3.轮廓单元的平均宽度RsmRsm可反映加工表面纹理的致密程度，在给定高度参数的前提下，可更加全面反映表面粗糙度的状况。4.轮廓的支承长度率Rmr（c）评定长度内，一平行于X轴的直线从峰顶线向下移一水平截距c时，与轮廓相截所得各段截线长度bi之和。注意！给出该项参数时，要同时给出c。该参数可综合反映表面微观形状特性，评定值越高，则表明表面凸起的实体部分越大，接触刚度及耐磨性越高。第三节表面粗糙度的标注表面粗糙度的评定参数及其数值确定后，须按GB/T131—2006《机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法》的规定，在零件图上正确地标出。一、表面粗糙度的基本符号二、表面粗糙度的代号及其标注1.表面粗糙度的代号注写传输带或取样长度(单位：mm)以及表面粗糙度的单一要求（参数代号Ra不能省略）注写第二个表面粗糙度要求；依次纵向排列可注写第三个或更多个表面粗糙度要求。注写加工方法、镀覆、涂覆、表面处理或其他加工工艺要求等；注写表面纹理及方向符号“=、M、R等注写加工余量(单位：mm)单一要求（基本要求）：包括参数代号和数值。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。2、表面粗糙度参数的标注传输带的标注完整标注示例长波滤波器截止波长为默认值时的标注示例标注内容及形式：短波滤波器的截止波长-长波滤波器的截止波长/截止波长为默认值时，可省略不标。评定长度（取样长度的个数）的标注在相应参数代号之后、数值之前标注取样长度个数。取样长度个数为默认值时不标注。上限值（U）和下限值（L）16％规则和最大规则——数值标注规则

16％规则：在检测所得的全部实测值中，大于给定的上限值（或小于下限值）的个数不超过总数的16％时，判定该表面合格。

最大规则：在检测所得的全部实测值，均不大于给定的上限值（或小于下限值）时，判定该表面则合格。参数代号后注“max”表示。上限值：给出的参数数值为允许的最大值，参数前注“U”。下限值：给出的参数数值为允许的最小值，参数前注“L”。只标一个数值，默认为上限值；一个参数具有双向极限要求时，在不引起歧义的前提下，可省略U、L。标注示例：三、表面粗糙度在图样上的标注1.基本标注表面粗糙度在同一图样上，每一表面一般只标注一次，并应尽可能标注在具有确定该表面大小或位置的轮廓线（包括棱边线）上，或标注在轮廓线的延长线上或指引线上。其注写和读取方向要与尺寸的注写和读取方向一致。在特征位置上的标注方法2、简化标注

当工件全部表面有相同的表面粗糙度要求时，则应统一标注在图样的标题栏附近。如果工件的多数表面有相同的表面粗糙度要求时，则应统一标注在图样的标题栏附近，而且要在符号后面加以圆括号。第四节表面粗糙度的选择一、表面粗糙度评定参数的选择高度评定参数的选择Ra：一般情况下，Ra=0.025-6.3μm，推荐选择RaRz：辅助评定参数的选择：在已选择高度参数，且不能满足某些特殊要求的情况下，可选择辅助评定参数。二、表面粗糙度评定参数值的选择1.国标对表面粗糙度参数值的规定表5-7~表5-102.选择原则与方法

基本原则：在保证零件表面功能要求的前提下，尽量选用较大的表面粗糙度参数值（除外），以降低加工成本。

采用类比法选择时应注意：同一零件上工作表面粗糙度参数值应小于非工作表面的参数值；受交变应力作用及存在应力集中的表面的表面粗糙组参数值应小。摩擦表面应比非摩擦表面的粗糙度参数值小；摩擦表面的摩擦速度愈高，所受单位压力越大，粗糙度参数值愈小；滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值小。间隙配合，配合间隙越小，粗糙度参数值应越小；过盈配合，载荷越大则粗糙度参数值越小；一般情况下，间隙配合比过盈配合的粗糙度参数值要小。配合性质相同时，基本尺寸越小，则粗糙度参数值应越小；同一尺寸精度等级时，小尺寸比大尺寸的粗糙度参数值要小；同一尺寸