第四章 表面粗糙度

基本内容

• 概述：基本概念、对产品质量的影响

• 表面粗糙度的评定：基本术语、评定参数

• 表面粗糙度的选择：评定参数的选择、参数值的选择

• 表面粗糙度的标注：符号、在图样中的标注

• 表面粗糙度的检测

零件表面的形貌可分为三种情况：

(1) 表面粗糙度：零件表面所具有微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于 50 。属于微观几何形状误差。

(2) 表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于 50～ 1000 的不平程度称为波纹度。

(3) 形状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于 1000 的不平程度属于形状误差。

一、概念 第一节 概述

二、表面粗糙度对产品质量的影响

影响零件的耐磨性。 影响配合性质的稳定性。 影响零件的疲劳强度。 影响零件的抗腐蚀性。 影响零件的密封性。 对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电

导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。

第二节 表面粗糙度的评定

（ 1 ）取样长度 l ：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。

（ 2 ）评定长度 ln ：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。

评定长度一般按 5 个取样长度来确定。

一、基本术语

一、基本术语（续）

表面粗糙度的轮廓中线：评定表面粗糙度的一段参考线。有以下两种：

min1

2

n

iiy

（ 1 ）轮廓的最小二乘中线：在取样长度内，是轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小，即：

（ 2 ）轮廓算术平均中线 ：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线 。即：

F1+F3+…+F2n-1= F2+F4+…+F2n

一、基本术语 ( 续 )

二、评定参数

（ 1 ）轮廓算术平均偏差Ｒ a 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离 绝对值的平均值，即 　　　

dxxyl

Rl

a 0

)(1

n

iia y

nR

1

1

国家标准 GB3505-83 和 GB/T1031-95 中规定了 6 个评定参数，其中有关高度特性的参数 3 个，间距特性的参数有 2 个，形状特性参数有 1 个，其中高度参数是主要的。

（ 2 ）微观不平度十点高度Ｒ c

在取样长度内５个最大的轮廓峰高 ypi 平均值与 5 个最大轮廓谷

深 yvi 平均值之和。

5

5

1

5

1

i

vii

pi

c

yyR

二、评定参数（续）

二、评定参数（续）

（ 3 ）轮廓最大高度Ｒ z

在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。

Rz = ︱ ypmax ︱ + ︱ yvma

x ︱

第三节 表面粗糙度的选择

如无特殊要求，一般仅选用高度参数。 推荐优先选用 Ra 值，因为 Ra 能充分反映零件表面轮 廓的特征。

一、评定参数的选择

以下情况下例外： （ 1 ）当表面过于粗糙（ Ra ＞ 6.3μm ）或过于光滑 （ Ra ＜ 0.025 μm ）时，可选用 Rz ，因为 此范围便于选择用于测量 Rz 的仪器测量。 （ 2 ）当表面不允许出现较深加工痕迹，防止应力过 于集中，需选用 Rz 。

一般原则：1. 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；2. 摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；3. 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都 应小；4. 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要 小。

二、评定参数值的选择

总原则：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。

第四节 表面粗糙度的标注

一、表面粗糙度的代号

a1 、 a2 ￣￣ 粗糙度高度参数的允许值（ μm ）； b――标注加工方法、镀涂或其它表面处理； c――标出取样长度（ mm ）； d――标出加工纹理方向符号； e――标出加工余量（ mm ）； f――标出间距参数值（ mm ）或轮廓支承长度率

。

（ 1 ）标注时将其标注在可见轮廓线、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被注表面。

（ 2 ）高度参数：当选用 Ra 时，只需在代号中标出其参数值，

“Ra”本身可以省略；

（ 3 ）当选用 Rc 或 Rz 时，参数和参数值都应标出；

（ 4 ）当允许实测值中，超过规定值的个数少于总数的 16%时，

应在图中标注上限值和下限值；

二、表面粗糙度的标注

1. 注意事项

（ 5 ）当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上 标注最大值或最小值。 （ 6 ）取样长度：如按国标选用，则可省略标注； （ 7）表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方 向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要 时才规定。

1. 注意事项（续）

2. 标注举例

第五节 表面粗糙度的检测

1. 比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多 用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。 2. 光切法：利用光切原理，用双管显微镜测量。 常用于测

量 Rc 为 0.5 ～ 60μm 。

3.干涉法：利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。可测量

Rc 和 Ry 值。

4.印模法：利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在 被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表 面的粗糙度。适用于笨重零件及内表面。