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1、5 表面粗糙度及检测表面粗糙度及检测表面粗糙度的评定、选用及标注表面粗糙度的评定、选用及标注主要内容主要内容 基基本本内内容容：掌掌握握表表面面粗粗糙糙度度的的基基本本概概念念，表表面面粗粗糙糙度的评定、选用、标注及测量。度的评定、选用、标注及测量。重点内容重点内容：表面粗糙度的评定、选用及标注。：表面粗糙度的评定、选用及标注。难点内容难点内容：表面粗糙度的评定、选用。：表面粗糙度的评定、选用。操作技能操作技能：表面粗糙度的测量。：表面粗糙度的测量。基本概念基本概念零件表面的形貌可分为三种情况：零件表面的形貌可分为三种情况：形形状状误误差差：峰峰谷谷的的波波长长和和波波高高之之比比大大于于10
2、00（波波距距大于大于10 mm)的不平程度属于形状误差。的不平程度属于形状误差。表表面面波波纹纹度度：峰峰谷谷的的波波长长和和波波高高之之比比等等于于501000(波波距距为为110 mm)的的不不平平程程度度称称为为波波纹纹度度。目目前前表表面面波波纹纹度度还还没没有有制制定定国国家家标标准准。国国际际标标准准化化组组织织第第57技技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。表表面面粗粗糙糙度度：零零件件表表面面所所具具有有的的微微小小峰峰谷谷的的不不平平程程度，其波长和波高之比一般小于度，其波长和波高之比一般小于 50（波距小于（波距小于1mm)。表
3、面粗糙度对零件性能的影响表面粗糙度对零件性能的影响 配配合合性性质质稳稳定定性性：配配合合表表面面经经跑跑合合后后，改改变变了了配合性质。配合性质。摩摩擦擦磨磨损损：摩摩擦擦系系数数增增大大，有有效效接接触触面面积积小小，单位面积压力大，越容易磨损。单位面积压力大，越容易磨损。工工作作精精度度和和抗抗振振性性：实实际际接接触触面面积积小小，接接触触刚度低。刚度低。对对零零件件的的外外观观、测测量量精精度度、表表面面光光学学性性能能、导导电电导热性能导热性能和和胶合强度胶合强度等也有着不同程度的影响。等也有着不同程度的影响。密密封封性性：只只在在局局部部点点上上接接触触，中中间间缝缝隙隙影影响响
4、密密封性。封性。抗抗腐腐蚀蚀性性：不不平平表表面面的的腐腐蚀蚀物物更更多多，越越容容易易腐蚀。腐蚀。疲劳强度疲劳强度：对应力集中越敏感，疲劳强度降低。：对应力集中越敏感，疲劳强度降低。5.1 表面粗糙度的国家标准表面粗糙度的国家标准5.1.1 表面粗糙度的评定参数及其数值表面粗糙度的评定参数及其数值5.1.1.1 主要术语及其定义主要术语及其定义(GB/T 3505-2000)一、取样长度一、取样长度 l 判判别别和和测测量量表表面面粗粗糙糙度度所所规规定定的的一一段段基基准准线线长长度度。一一般般在在一一个个取取样样长长度度内内应应包包含含个个以以上上的的波波峰峰和和波波谷谷。常用的取样长度
5、值常用的取样长度值 l 值见表值见表 5-1 所示。所示。二、评定长度二、评定长度 ln一般情况下：一般情况下：ln=5 l三、轮廓中线三、轮廓中线 m（最小二乘中线）最小二乘中线）在在取取样样长长度度内内，使使轮轮廓廓上上各各点点的的轮轮廓廓偏偏距距 yi 的的平平方和最小，即：方和最小，即：5.1.1.2 评定参数及数值评定参数及数值(GB/T 3505-2000)一、幅度参数一、幅度参数 轮轮廓廓算算数数平平均均偏偏差差 Ra：在在取取样样长长度度内内，被被测测实实际际轮轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即：廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即：或近似为或近似为v Ra 越大，
6、表面越粗糙。越大，表面越粗糙。Ra 能客观、全面反映表面能客观、全面反映表面微观几何形状特性。微观几何形状特性。微微观观不不平平度度十十点点高高度度y（新新标标准准中中已已无无此此项项）：在在取取样样长长度度内内个个最最大大的的轮轮廓廓峰峰高高 ypi 平平均均值值与与5个个最最大轮廓谷深大轮廓谷深 yvi 平均值之和。平均值之和。轮轮廓廓最最大大高高度度z（旧旧标标准准(GB/T 1031-1995)中中用用y 表表示示）：在在取取样样长长度度内内，轮轮廓廓的的峰峰顶顶线线和和谷谷底底线线之之间间的的距距离离。峰峰顶顶线线和和谷谷底底线线平平行行于于中中线线且且分分别别通通过过轮廓最高点和最
7、低点。轮廓最高点和最低点。vz 越大，表面越粗糙。越大，表面越粗糙。z 能不如能不如a 对表面粗糙度对表面粗糙度反映得客观、全面。反映得客观、全面。二、间距参数二、间距参数 轮轮廓廓单单峰峰平平均均间间距距 S（新新标标准准中中已已无无此此项项）：两两相相邻邻轮轮廓廓单单峰峰的的最最高高点点在在中中线线上上的的投投影影长长度度 Si 称称为为轮轮廓单峰间距，则廓单峰间距，则 S 为：为：间距参数反应轮廓疏、密况状，即间距参数反应轮廓疏、密况状，即 l 内峰、谷的数量。内峰、谷的数量。轮轮廓廓单单元元的的平平均均宽宽度度RSm（旧旧标标准准是是微微观观不不平平度度的的平平均均间间距距 Sm）：含
8、含有有轮轮廓廓峰峰和和相相邻邻轮轮廓廓谷谷的的一一段段中中线长度线长度 Smi 称为微观不平度间距，则称为微观不平度间距，则 Sm 为：为：三、综合参数三、综合参数 轮轮廓廓支支撑撑长长度度率率 Rmr（旧旧标标准准是是 tp）：与与轮轮廓廓峰峰顶顶线线相相距距为为 c 的的一一条条直直线线与与轮轮廓廓峰峰相相截截所所得得到到的的各各段段截截线线 bi 之之和和，称称为为轮轮廓廓支支撑撑长长度度 np，与与取取样样长长度度 l 之比，就是轮廓支撑长度率之比，就是轮廓支撑长度率 tp，且有：，且有：5.1.1 表面粗糙度代号及其标注表面粗糙度代号及其标注 a1、a2 处为粗糙度高度参处为粗糙度高
9、度参数的允许值（数的允许值（m）；）；b 处标注加工方法、镀涂处标注加工方法、镀涂或其它表面处理；或其它表面处理；c 处标出取样长度（处标出取样长度（mm）；）；d 标出加工纹理方向符号；标出加工纹理方向符号；e 处标出加工余量（处标出加工余量（mm）；）；f 处标出间距参数值（处标出间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。或轮廓支承长度率。GB/T 131-1993纹理方向纹理方向 表面是通过去除材料方法获得；表面是通过去除材料方法获得；表面是通过不去除材料方法获得；表面是通过不去除材料方法获得；去除材料，去除材料，Ra（可省略）最大允许（可省略）最大允许值为值为 6.3 m；6.3 任何方法任
10、何方法，Ra 最大允许值为最大允许值为 6.3 m；z 200不去除材料，不去除材料，z 最大允许值为最大允许值为 200 m。6.3 标注时将其标注时将其标注在可见轮标注在可见轮廓线、尺寸界廓线、尺寸界线、引出线或线、引出线或它们的延长线它们的延长线上，符号的尖上，符号的尖端必须从材料端必须从材料外指向被注表外指向被注表面。面。实例分析实例分析将表面粗糙度符号标注在图上，要求（1）用任何方法加工圆柱面d3，R a最大允许值为3.2m。（2）用去除材料的方法获得孔d1，要求R a最大允许值为3.2m。（3）用去除材料的方法获得表面a，要求Ry最大允许值为3.2m。（4）其余用去除材料的方法获得
11、表面，要求R a允许值均为25m。5.2 零件表面粗糙度参数值的选择零件表面粗糙度参数值的选择 总的原则总的原则：在满足零件功能的前提下，选取最经济的参数值。在满足零件功能的前提下，选取最经济的参数值。在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的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；参数值；同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面，易引起应力集中的部分要小；受循环载荷的表面，易引起应力集中的部分要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值配合要求高、联接
12、要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。值要小。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为公差为T，尺寸公差为尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以它们之间的关系可参照以下对应关系：下对应关系：若若 T0.6 IT，则则 Ra0.05 IT；Rz
13、 0.2 IT T0.4 IT，则则 Ra0.025 IT；Rz 0.1 IT T0.25 IT，则则 Ra0.012 IT；Rz 0.05 IT T0.25 IT，则则 Ra0.015 T；Rz 0.6 T5.3 表面粗糙度的测量表面粗糙度的测量5.3.1 比较法比较法 将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用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。于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。5.3.2 光切法光切法 利用光切原理，用双管显微镜测量利用光切原理，用双管显微镜测量。常用于测常用于测量量 Rz 为为0.560 m。5.3.3 干涉法干涉法 利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。常用于利用光波干涉原理，用干涉显微镜测量。常用于测量测量 Rz 为为0.0250.8 m。5.3.3 针描法针描法 这种方法是利用触针直接在被测表面上轻轻划过，这种方法是利用触针直接在被测表面上轻轻划过，常用于测量常用于测量 Ra 为为 0.0255 m。1支架；支架；2磁铁；磁铁；3运放；运放；4尾部；尾部；5线圈；线圈；6衔铁；衔铁；7弹簧；弹簧；8测杆；测杆；9工件；工件；10触针；触针；11指示仪表指示仪表