第四章表面微观轮廓精度

一、表面粗糙度的基本概念

二、表面粗糙度的评定

三、粗糙度参数及数值的选择

四、表面粗糙度在图样上的标注

一、表面粗糙度的基本概念 GB/T3505-2009 《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 术语、定义及表面结构参数》

GB/T10610-2009《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 评定表面结构的规则和方法》

GB/T131-2006《产品几何技术规范 技术产品文件中表面结构的表示法》 GB/T15757-2002《产品几何技术规范表面缺陷 术语、定义及参数》等。

一、表面粗糙度的基本概念1.定义： 加工表面上具有的间距很小的微小峰谷所形成的微观几何形状特征。

一、表面粗糙度的基本概念

表面粗糙度、表面波纹度和形状误差，

三者通常按波距（间距）来划分：

波距小于 1mm 的属于表面粗糙度；

波距在 1 ～ 10mm 的属于表面波纹

度；

波距大于 10mm 的属于形状误差。

一、表面粗糙度的基本概念

表面粗糙度、表面波纹度和形状误差，

也可按波距和幅度的比值来划分：

比值小于 50 的属于表面粗糙度；

比值在 50 ～ 1000 的属于表面波纹度；

比值大于 1000 的属于形状误差。

二、表面（粗糙度）结构的评定

零件表面的粗糙度是否满足设计要求，

需要进行测量和评定。

为了使测量和评定结果统一，根据国家标

准的要求，应规定取样长度、评定长度、基

准线和评定参数，且测量方向应垂直于表面

的加工纹理方向。

1. 取样长度 是指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准长度，用符号 lr 表示。 目的是限制、减弱波纹度、形状误差对测量结果的影响。

二、表面（粗糙度）结构的评定

1. 取样长度 测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准长度，用符号 lr 表示。从以下的系列中选取： 0.08 ， 0.25 ， 0.8 ， 2.5 ， 8.0 （ m

m ）

二、表面（粗糙度）结构的评定

2. 评定长度 为了合理且较全面地反映整个表面的粗糙度特征，而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段最小长度，用符号 ln 表示。 一般取 5 个取样长度。

二、表面（粗糙度）结构的评定

3. 基准线 通过测量手段获得表面轮廓曲线以后，需要提供一条定量评定表面粗糙度量值的基准线，作为计算各种参数的基础。 轮廓算术平均中线 轮廓最小二乘中线

二、表面（粗糙度）结构的评定

3. 基准线 ① 轮廓算术平均中线 : 具有理想的直线形状并在取样长度 lr 内与轮廓走向一致的基准线，该基准线将实际轮廓分成上、下两个部分，且使上部分面积之和等于下部分面积之和。 F 1 + F 3 + …= F 2 + F 4 +…

二、表面（粗糙度）结构的评定

3. 基准线 ② 轮廓最小二乘中线 : 具有理想的直线形状并划分被测轮廓的基准线，在取样长度 lr 内使轮廓上的各点到该基准线的距离的平方和为最小。

min)( l

dxxZ0

2

min

n

iiZ

1

2

二、表面（粗糙度）结构的评定

4. 评定参数定量评定表面粗糙度轮廓，用参数及数值来表示表面粗糙度轮廓的特征。包括： ☆ 微小峰、谷的幅度； ☆ 间距的大小； 通常采用下列幅度参数和间距参数。

二、表面（粗糙度）结构的评定

l

dxxZl

Ra0

1|)(|

n

iiZn

Ra1

||1

1. 高度特征参数① 轮廓算术平均偏差 Ra

在取样长度 lr 内，被测轮廓上各点到基准线的距离 Zi 的绝对值的算术平均值。

二、表面（粗糙度）结构的评定

② 轮廓最大高度 Rz 在取样长度 lr 内，最大轮廓峰高 Zp 与最大轮廓谷深 Zv 之和的高度。 Rz=Zp+ Zv

二、表面（粗糙度）结构的评定

2. 间距特征参数 轮廓单元的平均宽度 RSm 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。 在取样长度 lr 范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元的宽度，用符号 Xsi表示。 轮廓单元的平均宽度是指在一个取样长度 lr 范围内所有轮廓单元的宽度 Xsi 的平均值。

m

isiXm

RSm1

1

二、表面（粗糙度）结构的评定

轮廓单元的平均宽度 RSm

m

isiXm

RSm1

1

二、表面（粗糙度）结构的评定

3. 形状特征参数 轮廓支承长度率 Rmr(c)

在评定长度 ln 内，一条平行于中线的直线从峰顶线向下移动到某一水平位置（移动距离 c ）时，轮廓的实体材料长度 Ml(c) 与评定长度 ln 之比（用百分率表示）。

ln

)c(Ml)c(Rmr

二、表面（粗糙度）结构的评定

轮廓支承长度率 Rmr(c)

ln

)c(Ml)c(Rmr

二、表面（粗糙度）结构的评定

参数的选择： ⒈ 与高度特性有关的评定参数是基本评定参数，通常只给出 Ra 或 Rz 及允许值。 ⒉ 与间距和形状特性有关的参数是附加评定参数，在有特殊要求时才选用。

三、粗糙度参数及数值的选择

德国产的轮廓仪

表面粗糙度检查记录仪

双管显微镜

光栅干涉显微镜

粗糙度参数及数值的新旧标准对比

Ra μm Rz μm

100 600 1

50 300 2

25 150 3

12.5 75 4

6.3 40 5

Ra μm Rz μm

3.2 20 6

1.60 10 7

0.80 5 8

0.40 2.5 9

0.20 1.5 10

粗糙度参数及数值的新旧标准对比

Ra μm Rz μm

0.100 0.7 11

0. 050 0.35 12

0. 025 13

0. 012 14

粗糙度参数及数值的新旧标准对比

四、表面粗糙度在图样上的标注

面粗糙度轮廓符号和代号的形式，

正确地标注在零件图上。

GB/T 131-2006 规定了零件表面结构（粗

糙度）符号、代号及其在图样上的标注方

法。

2. 表面粗糙度高度参数值的注写及涵义 ①给定上限值：同一评定长度范围内，幅度

参数所有实测值中，大于上限值的个数少于总数的 16% ，则认为合格。

②给定上限值和下限值：同一评定长度范围内，

幅度参数所有实测值中，大于上限值的个数少于总数的 16% ，且小于下限值的个数少于总数的 16% ，则

认为合格。

Ra 6.3 Rz 12.5

U Ra 6.3U Rz 12.5

Ra 6.3Ra 3.2

U Ra 6.3L Ra 3.2

2. 表面粗糙度高度参数值的注写及涵义 ③ 给定最大值：整个被测表面上幅度参数

所有的实测值皆不大于允许值，则认为合格。

④给定最大值和最小值：整个被测表面上幅度

参数所有的实测值皆在最大与最小允许值范围内，

才认为合格。

Ra max 3.2

Ra max 3.2Ra min 1.6

2. 表面粗糙度高度参数值的注写及涵义

1.6 用任何方法获得的表面粗糙度 Ra 的上限值为 1.6μm

Ra 1.6 U Ra 1.6

U“X” 0.08-0.8 /Ra3 max 1.6

1.5

磨

=

加工工艺类型

加工余量

表面结构纹理

加工工艺

传输带

上、下限 符号

轮廓

特征

评定长度

极限判断 规则

极限值

滤波器 类型

3. 表面粗糙度在图样上的标注 标注表面粗糙度代号时，代号的尖端指向可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，必须从材料外指向零件表面。

旧标准中的标注

3. 表面粗糙度在图样上的标注 标注表面粗糙度代号时，代号的尖端指向可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，必须从材料外指向零件表面。

Ra 0.8 Rz 12.5

3. 表面粗糙度在图样上的标注 标注表面粗糙度代号时，代号的尖端指向可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或它们的延长线上，必须从材料外指向零件表面。

Ra 6.3

Rz

3.2

用细实线相连的不连续的同一表面只标注一次。当零件所有表面具有相同的粗糙度时，其代号可在图样的标题栏附近统一标注。

Ra 6.3

（ ）

减速器的输出轴

作业：教材 P94， 4-7， 4-

9,4-10

按时交作业，过后不收，作业质量计入平时成绩！