表面粗糙度及检测

表面粗糙度及检测1第1页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定

现行的国家标准：

1、《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/T3505-2000）；

2、《表面粗糙度：参数及其数值》（GB/T1031-1995）；

3、《机械制图：表面粗糙度符号、代号及其标注》（GB/T131-1993）表面粗糙度概述

零件表面几何形状误差的分类

（1）表面粗糙度：零件表面峰谷波距<1mm，大体呈周期变化的属于表面粗糙度范畴，即微观几何形状误差。（2）表面波纹度：零件表面峰谷波距在1~10mm，周期变化的属于表面波度。2第2页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定零件的截面轮廓形状

（3）形状误差：零件表面峰谷波距>10mm，无明显周期变化的属于表面形状误差的范畴，即宏观几何形状误差。3第3页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定表面粗糙度对零件质量的影响

（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、产品外观等。4第4页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定参数

表面粗糙度的基本术语（1）取样长度l(新标准用lr)

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基本长度。

规定：取样长度范围内至少包含五个以上的轮廓峰和谷。（2）评定长度ln

（新标准用ln）

评定长度是指评定表面粗糙度所需的一段长度。

规定：国家标准推荐，ln=5l；对均匀性好的表面，可选ln＜5l；对均匀性较差的表面，可选ln＞5l。5第5页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定取样长度、评定长度和轮廓中线

6第6页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定（3）中线中线是指用以评定表面粗糙度参数的一条基准线。有以列两种：（a）轮廓的最小二乘中线：在取样长度内，使轮廓线上各点的纵坐标值yi的平方和为最小的直线。（b）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，且使上下面积相等的直线。7第7页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定

表面粗糙度的评定参数（1）轮廓的算术平均偏差Ra

在一个取样长度内，各点相对中线纵坐标y（x）绝对值的算术平均值，数学表达式为：

Ra值越大，表面越粗糙。

8第8页，共21页，2023年，2月20日，星期二9第9页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定（2）微观不平度十点高度Rz

在一个取样长度内，五个最大的轮廓峰高平均值与五个最大的轮廓谷深平均值之和：

Rz值越大，表面越粗糙。

10第10页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定（3）轮廓最大高度Ry

在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。Ra、Rz和Ry称为表面粗糙度的高度参数。11第11页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定（4）轮廓单峰平均间距S

指在一个取样长度内，全部轮廓单峰间距Si的平均值。

（5）轮廓微观不平度平均间距Sm

指在一个取样长度内，所有轮廓微观不平度间距Smi的平均值。

12第12页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定（5）轮廓的支承长度率tp

S、Sm和tp称为间距参数，值越小，轮廓表面越细密，密封性愈好。

13第13页，共21页，2023年，2月20日，星期二

评定参数的数值

标准规定：当Ra为0.025～6.3μm或Rz为0.100～25μm范围时，应优先选用Ra参数。Ra

＜0.025μm，Ra

＞6.3μm时，用光学仪器测量比较适合，因而应选用Rz

。由表4-2到表4-6可知：Ra、

Rz、S及Sm的数值是由数系R10/3的数值组成。表4-6列出了粗糙度高度参数Ra、

Rz、Ry数值与原旧国标（1968年标准）表面光洁度等级的对照。第一节表面粗糙度的评定14第14页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定表面粗糙度代号及标注15第15页，共21页，2023年，2月20日，星期二第一节表面粗糙度的评定表面粗糙度数值及其有关规定在符号中注写的位置。

16第16页，共21页，2023年，2月20日，星期二第二节表面粗糙度评定参数值的选择评定参数的选择（1）如无特殊要求，优先选用Ra。在高度参数中，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）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S或Sm参数来控制间距的细密度。17第17页，共21页，2023年，2月20日，星期二第二节表面粗糙度评定参数值的选择评定参数值的选择总原则：在满足功能要求的前提下，尽量选择较大的表粗糙度参数值，以减小加工难度，降低成本。选择方法：类比法。一般原则：（1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。（2）摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值小，滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度参数值小。（3）承受交变载荷的表面及易引起应力集中的部分（如圆角，沟槽）粗糙度参数值应小些。18第18页，共21页，2023年，2月20日，星期二第二节表面粗糙度评定参数值的选择（4）要求配合稳定可靠时，粗糙度参数值应小些，小间隙配合表面，受重载作用的过盈配合表面，其粗糙参数值要小。（5）表面粗糙度与尺寸及形状公差应协调，通常尺寸及形状公差小，表面粗糙度参数值也要小，同一尺寸公差的轴比孔的粗糙度参数值要小。（6）密封性。防腐蚀性要求要求高的表面或外观美观的表面其粗糙度值应小些。（7）凡有关标准已对表面粗糙度要求作出规定者（如轴承，量规，齿轮等），应按标准规定作选取表面粗糙度参数值。19第19页，共21页，2023年，2月20日，星期二第二节表面粗糙度评定参数值的选择

表面粗糙度与尺寸公差、形状公差的对应关系：若T≈0.6IT，则Ra≤0.05IT，Rz≤0.21IT；若T≈0.4IT，则Ra≤0.025IT，Rz≤0.11IT；若T≈0.25