1、第3章 表面粗糙度和测量,3.1 概述3.2 表面粗糙度国家标准3.3 表面粗糙度的选用及标注3.4 表面粗糙度检验,3.1 概述3.1.1 表面粗糙度的概念机械加工或者其他方法获得的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹，表面粗糙度就是表述这些峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。,图3-1 表面粗糙度示意图,3.1.2 表面粗糙度对零件使用性能的影响1.摩擦和磨损方面2.配合性质方面3.疲劳强度方面4.耐腐蚀性方面5.接触刚度方面,此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品的外观和表面涂层的质量等。综上所述，为保证零件的使用性能和寿命，应对零件的表面粗糙度加以合理限制。,
2、3.2 表面粗糙度国家标准,3.2.1 基本术语 1.实际轮廓（表面轮廓）实际轮廓是指平面与实际表面相交所得的轮廓线。,图3-2 实际轮廓,2.取样长度lr取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。标准规定取样长度按表面粗糙程度合理取值，通常应包含至少5个轮廓峰和轮廓谷。,图3-3 取样长度和评定长度,3.评定长度ln评定长度是指评定轮廓表面粗糙度所必需的一段长度。 一般情况下，标准推荐ln =5lr ，,4.基准线（中线m）基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条参考线，据此来作为评定表面粗糙度参数大小的基准。（1）轮廓的最小二乘中线在取样长度内，使轮廓上各点至一条假想线
3、距离的平方和为最小,图3-4 轮廓最小二乘中线,（2）轮廓算术平均中线在取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分为上、下两部分，而且使上部分面积之和等于下部分面积之和,图3-5 轮廓算术平均中线,5.轮廓单元即一个轮廓峰和其相邻的一个轮廓谷的组合。 6.轮廓峰高zp轮廓峰高即轮廓最高点距中线的距离 7.轮廓谷深zv轮廓谷深即中线与轮廓最低点之间的距离,图3-5 轮廓算术平均中线,图3-6 轮廓单元,8.轮廓单元的高度zt轮廓单元的高度即一个轮廓单元的峰高和谷深之和 9.轮廓单元的宽度xs轮廓单元的宽度即中线与轮廓单元相交线段的长度 10.在水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml（c）即在一个给定水平位
4、置c上用一条平行于中线的线与轮廓单元相截所获得的各段截线长度之和 11.高度和间距辨别力 高度和间距辨别力分别是指应计入被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高度和最小间距。,3.2.2 表面粗糙度的评定参数1.与高度特性有关的参数（幅度参数） （1）评定轮廓的算术平均偏差Ra即在一个取样长度lr 内，轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值。,图3-8 轮廓算术平均偏差,（2）轮廓的最大高度Rz即在一个取样长度lr 内，最大轮廓峰高zp 和最大轮廓谷深zv之和的高度。用公式表示为,图3-9 轮廓的最大高度,（3）轮廓单元的平均线高度Rc即在一个取样长度lr 内，轮廓单元高度zt 的平均值。 用
5、公式表示为,图3-10 轮廓单元的平均线高度,2.与间距特性有关的参数（间距参数）轮廓单元的平均宽度RSm即在一个取样长度lr 内，轮廓单元宽度xs 的平均值。 用公式表示为,图3-11 轮廓单元的宽度,3.与形状特性有关的参数（曲线参数）轮廓的支承长度率Rmr（c）即在给定水平位置c上，轮廓的实体材料长度Ml（c）与评定长度ln 的比率。用公式表示为,图3-7 轮廓的实体材料长度,3.3 表面粗糙度的选用及标注 3.3.1 表面粗糙度评定参数的选用鉴于零件表面粗糙度对其使用性能的多方面影响，在选择表面粗糙度评定参数时，应能充分合理地反映表面微观几何形状的真实情况。,3.3.2 表面粗糙度主参
6、数值的选用（1）同一零件上，工作表面的粗糙度值应比非工作表面小。（2）摩擦表面的粗糙度值应比非摩擦表面小;滚动摩擦表面的粗糙度值应比滑动摩擦表面小。,（3）运动速度高、单位面积压力大的表面，受交变应力作用的重要零件的圆角、沟槽表面的粗糙度值都应该小。（4）配合性质要求越稳定，其配合表面的粗糙度值应越小;配合性质相同时，小尺寸结合面的粗糙度值应比大尺寸结合面小;同一公差等级时，轴的粗糙度值应比孔的小。（5）表面粗糙度参数值应与尺寸公差及形状公差相协调。（6）防腐性、密封性要求高，外表美观等表面的表面粗糙度值应较小。（7）凡有关标准已对表面粗糙度要求做出规定则应按标准规定的表面粗糙度参数值选用。,
7、3.3.3 表面粗糙度的标注1.符号表面粗糙度的评定参数及其数值确定后，应按 GB/T 1312006/ISO 1302:2002的规定，把表面粗糙度要求正确地标注在零件图上,图3-13补充要求的注写位置,2.表面粗糙度完整图形符号的组成 （1）概述为了明确表面粗糙度要求，除了标注表面粗糙度参数代号和数值外，必要时应标注补充要求，补充要求包括单一要求传输带/取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。,（2）表面粗糙度单一要求和补充要求的注写位置在完整符号中，对表面粗糙度的单一要求和补充要求应注写在指定位置。,位置a注写表面粗糙度的单一要求根据GB/T1312006标注表面粗糙度参数代号、
8、极限值和传输带或取样长度。传输带或取样长度后应有一斜线“/”，之后是表面粗糙度参数代号，最后是数值。示例1:0.0025-0.8/ Rz 6.3（传输带标注）示例2:-0.8/ Rz 6.3（取样长度标注）对图形法应标注传输带，后面应有一斜线“/”，之后是评定长度值，再后是一斜线“/”，最后是表面粗糙度参数代号及其数值。示例3:0.008-0.5/16/ R 10。,位置a和b 注写两个或多个表面粗糙度要求在位置a注写第一个表面粗糙度要求，方法同。在位置b注写第二个表面粗糙度要求。 位置c 注写加工方法注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等。如车、磨、镀等加工表面。 位置d 注写表面
9、纹理和方向注写所要求的表面纹理和纹理的方向，如“=”、“X”、“M”。 位置e 注写加工余量注写所要求的加工余量，以毫米为单位给出数值。,3.表面粗糙度符号、代号的标注位置与方向（1）概述总的原则是根据GB/T 4458.4的规定，使表面粗糙度的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。,图3-15 表面粗糙度要求的注写方向,（2）标注在轮廓线上或指引线上表面粗糙度要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。必要时，表面粗糙度符号也可用带箭头或黑点的指引线引出标注。,图3-16表面粗糙度标注在轮廓线上或指引线上示例,（3）标注在特征尺寸的尺寸线上在不致引起误解时，表面粗糙度要求可以标
10、注在给定的尺寸线上。 （4）标注在形位公差的框格上表面粗糙度要求可标注在形位公差框格的上方。,表面粗糙度要求 标注在尺寸线上,表面粗糙度要求标注在 形位公差框格的上方,（5）标注在延长线上表面粗糙度要求可以直接标注在延长线上，或用带箭头的指引线引出标注。,表面粗糙度要求标注在圆柱特征的延长线上,（6）标注在圆柱和棱柱表面上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。,圆柱和棱柱的表面粗糙度要求的注法,4.表面粗糙度要求的简化注法（1）有相同表面粗糙度要求的简化注法,大多数表面有相同表面粗糙度要求的简化注法,（2）多个表面有共同要求的注法概述当多个表面具有相同的表面粗糙度要求或图纸
11、空间有限时，可以采用简化注法。 用带字母的完整符号的简化注法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。,在图纸空间有限时的简化注法,（3）只用表面粗糙度符号的简化注法,可用基本图形符号、扩展图形符号，以等式的形式给出对多个表面共同的表面粗糙度要求,未指定工艺方法的多个 表面粗糙度要求的简化注法,要求去除材料的多个表 面粗糙度要求的简化注法,不允许去除材料的多个表面粗糙度要求的简化注法,5.两种或多种工艺获得的同一表面的注法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。,3.4 表面粗糙度检测3.4.1 比较法比较法是用已知其高度参数值的粗糙度样板与被
12、测表面相比较，通过人的感官，亦可借助放大镜、显微镜来判断被测表面粗糙度的一种检测方法。 3.4.2 光切法光切法是利用“光切原理”来测量零件表面粗糙度的方法。光切显微镜（又称双管显微镜）就是应用这一原理设计而成的。,图3-23 光切法测量原理,光切显微镜的外形结构,图3-24 光切显微镜外形结构,光切显微镜实物,3.4.3 干涉法干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。,图3-26 干涉法测量原理,干涉显微镜实物,3.4.4 针描法针描法又称触针法，是一种接触测量表面粗糙度的方法。电动轮廓仪（又称表面粗糙度检查仪）就是利用针描法来测量表面粗糙度。,图3-27 电动轮廓仪,电动轮廓仪实物,
