Q TCL低压电器（无锡）有限公司企业标准
Q/J.1.5.2-05-2008
表面粗糙度选用原则
2008-08-15发布2008-08-30实施TCL低压电器（无锡）有限公司发布
第五章表面粗糙度及其检测 学时：4 课次：2 目的要求： 1．了解表面粗糙度的实质及对零件使用性能的影响。 2．掌握表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。 3．掌握表面粗糙度的标注方法。 4．初步掌握表面粗糙度的选用方法。 5．了解表面粗糙度的测量方法的原理。 重点内容： 1．表面粗糙度的定义及对零件使用性能的影响。 2．表面粗糙度的评定参数（重点是轮廓的幅度参数）的含义及应用场合。 3．表面粗糙度的标注方法。 4．表面粗糙度的选用方法。 5．表面粗糙度的测量方法 难点内容： 表面粗糙度的选用方法。 教学方法：讲+实验 教学内容：（祥见教案） 一、基本概念 1．零件表面的几何形状误差分为三类： （1）表面粗糙度：零件表面峰谷波距<1mm。属微观误差。 （2）表面波纹度：零件表面峰谷波距在1~10mm。 （3）形状公差：零件表面峰谷波距>10mm。属宏观误差。 图5-1 零件的截面轮廓形状 2．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、产品外观及表面反射能力等。 二．表面粗糙度的基本术语
1、取样长度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如图5-2所示。 图5-2 取样长度、评定长度和轮廓中线 1．评定长度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 = 5lr ，对均匀性好的表面，可选ln > 5lr, 对均匀性较差的表面，可选ln < 5lr 。 2．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： （1）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Z （x ）的平方和 为最小，如图5-2 a 所示。 （2）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。如图5-2 b 所示。 三．表面粗糙度的评定参数 国家标准GB/T3505—2000规定的评定表面粗糙度的参数有：幅度参数2个，间距参数1个，曲线和相关参数1个，其中幅度参数是主要的。 1、轮廓的幅度参数 （1） 轮廓的算术平均偏差Ra 在一个取样长度内，纵坐标Z （x ）绝对值的算术平均值，如图5-3a 所示。 Ra 的数学表达式为： Ra = lr 1 lr x Z 0）（dx 测得的Ra 值越大，则表面越粗糙。一般用电动轮廓仪进行测量。
第3章表面粗糙度
3.1 表面粗糙度标注识读 任务6 识读齿轮表面粗糙度标注 表面粗糙度是一种微观几何形状误差，是零件的几何参数的精度指标之一。 以如图3-1所示的零件图为例，识读表面粗糙度的标注。 图3-1 表面粗糙度标注实例 3.1.1 表面粗糙度概念 任何零件的表面都不是绝对的光滑的，零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微观高低不平的痕迹，表面粗糙度是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。 表面误差通常按(波距)的大小划分为三类误差：表面粗糙度、表面波度和表面上宏观形状误差。波距小于1mm 的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)，波距在l ～10 mm 的属于表面波度(中间几何形状误差)，波距大于10 mm 的属于形状误差(宏观几何形状误差)，如图3-2
所示。 图3-2 零件表面的几何形状误差 3.1.2 表面粗糙度对零件的影响 表面粗糙度的大小对零件的实用性能和使用寿命有很大的影响： 1.对摩擦和磨损的影响 表面越粗糙，摩擦系数就越大，两相对运动的表面磨损也越快，表面过于光滑，由于润滑油被挤出和分子见的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加剧磨损。 2.对配合性能的影响 对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。 3.对抗腐蚀性的影响 粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。 4.对疲劳强度的影响 零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感。使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。 5.对接触刚度的影响 接触刚度影响零件的工作精度和抗振性。这是由于表面粗糙度使表面间只有一部分面积接触。一般情况下，实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。 6.对结合面密封性的影响 粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。因此，降低表面粗糙度，可提高其密封性。 7.对零件其他性能的影响 表面粗糙度对零件其他性能，如对测量精度、流体流动的阻力及零件外形的美观等都有
实验三 表面粗糙度测量 实验3—1 用双管显微镜测量表面粗糙度 一、实验目的 1. 了解用双管显微镜测量表面粗糙度的原理和方法。 2. 加深对粗糙度评定参数轮廓最大高度Rz 的理解。 二、实验内容 用双管显微镜测量表面粗糙度的Rz 值。 三、测量原理及计量器具说明 参看图1，轮廓最大高度Rz 是指在取样长度lr 内，在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp 与最大轮廓谷深Rv 之和称之为轮廓最大高度 。 即 Rz = Rp + Rv 图1 图2 双管显微镜能测量80~1μm 的粗糙度，用参数Rz 来评定。 双管显微镜的外形如图2所示。它由底座1、工作台2、观察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等几部分组成。 双管显微镜是利用光切原理来测量表面粗糙度的，如图3所示。被测表面为P 1、P 2阶梯表面，当一平行光束从450方向投射到阶梯表面上时，就被折成S 1和S 2两段。从垂直于 光束的方向上就可在显微镜内看到S 1和S 2两段光带的放大象1 S '和2S '。同样，S 1和S 2之间距离h 也被放大为1S '和2S '之间的距离1h '。通过测量和计算，可求得被测表面的不平度高度 h 。 图4为双管显微镜的光学系统图。由光源1发出的光，经聚光镜2、狭缝3、物镜4以 450方向投射到被测工件表面上。调整仪器使反射光束进入与投射光管垂直的观察光管内，经物镜5成象在目镜分划板上，通过目镜可观察到凹凸不平的光带（图5 b ）。光带边缘即工件表面上被照亮了的h 1的放大轮廓象为h 1′，测量亮带边缘的宽度h 1′，可求出被测表面的不平度高度h 1： Z p 2 lr Z v 6 Z v 5 Z p 6 Z p 5 Z p 4 Z p 3 Z v 4 Z v 3 Z p 1 R z 中线 Z v 1 Z v 2
机械零件表面粗糙度的选择 表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据。通常，机械零件表面粗糙度的大小与加工方法和加工精度有关，它直接影响静配合的坚固程度、摩擦消耗功多少、零件的疲劳强度及耐蚀性能。它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。 1、零件表面粗糙度的选择原则 ⑴在满足表面工作要求的情况下，尽量选大值。 ⑵同一零件上，工作表面粗糙度值低于非工作表面粗糙度值。 ⑶摩擦表面粗糙度值低于非摩擦表面粗糙度值。 ⑷受循环负荷的表面及易引起应力集中的表面粗糙度值要小。 ⑸配合性质稳定性要求高的结合表面，粗糙度值要小。对动配合，配合间隙小的表面，粗糙度值要小；对静配合，要求连接牢固可靠，承受载荷大时粗糙度值要小。 ⑹配合性质相同，零件尺寸越小则粗糙度值越小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸的粗糙度值要小，轴比孔的粗糙度值要小。 2、常用的选择零件表面粗糙度的方法及弊病 在机械零件设计工作中粗糙度的选择方法有3 种，即计算法、试验法和类比法。应用最普遍的是类比法，此法虽简便、迅速、有效，但需要有充足的参考资料。目前，设计中最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度，即计算法。通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但它们之间又不存在固定的函数关系。如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑（即表面粗糙度要求很高），但其尺寸公差要求却很低。 一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。虽然机械零件表面粗糙度与尺寸公差之间关系的经验计算公式在相关工具书中都有很多介绍，并列表供读者选用。但只要细心阅来就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。这就给不熟悉这方面情况的人带来了困惑，同时也增加了他们在机械零件设计工作中选择表面粗糙度的困难。 3、按零件类型及公差等级选择零件表面粗糙度 在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的，原因是在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。因此，我们把粗糙度的选择同零件类型联系起来更趋于合理。机械零件设计手册中把零件分为精密机械零件、普通精密机械零件及通用机械零件3 种类型。在此我们通过对机械设计手册中的相关数值进行统计分析，将旧的表面粗糙度国标(GB1031—68)转换为参照采用国际标准ISO 颁布的新国标(GB1031—83)，采用优先选用的评定参数，即轮廓算术平均偏差值Ra= (1)/ (1) !10 y dx。并采用Ra 优先选用的第一系列数值，推导出表面粗糙度Ra 与尺寸公差IT 之间的有关关系式为： 第1 类：Ra≥1.6 时，Ra≤0.008×IT；Ra≤0.8 时，Ra≤0.010×IT。 第2 类：Ra≥1.6 时，Ra≤0.021×IT；Ra≤0.8 时，Ra≤0.018×IT。 第3 类：Ra≤0.042×IT。 并将上述3 种关系式列表，如表1、表2、表3 所示。
粗糙度等级区分 钢材在防腐前需要除锈，达到一定的除锈等级和表面粗糙度才能进行防腐。除锈等级和表面粗糙度等级是两个不同的概念。 钢材表面的锈蚀按GB8923分为四个等级： A 全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面； B已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经脱落的钢材表面； C氧化皮已经因锈蚀而剥落，或者可以刮厨，并且与少量点蚀的钢材表面； D氧化皮已经因锈蚀而全面剥离，并且已普遍发生点蚀的钢材表面。 除锈等级，也有时候成为表面清洁度 钢材表面的除锈等级以采用的除锈方法用字母Sa、St或FI表示。如果字母后面有阿拉伯数字，则表示其清除氧化皮、铁锈和尤其涂层等附着物的程度等级。 喷射或抛射除锈用字母sa表示。其有4个等级。Sa1，轻度的喷射或抛射除锈；Sa2，侧底的喷射或抛射除锈；Sa2.5，非常侧底的喷射或抛射除锈；Sa3，使钢材表面洁净的喷射或抛射除锈。 手动工具除锈用St表示，有两个等级。St2为彻底的手工或动力工具除锈；St3为非常彻底的手工或动力工具除锈。 火焰除锈以FI表示。 Sa1级——相当于美国SSPC—SP7级。采用一般简单的手工刷除、砂布打磨方法，这是四种清洁度中度最低的一级，对涂层的保护仅仅略好于未采用处理的工件。Sa1级处理的技术标准：工件表面应不可见油污、油脂、残留氧化皮、锈斑、和残留油漆等污物。Sa1级也叫做手工刷除清理级。（或清扫级） Sa2级——相当于美国SSPC—SP6级。采用喷砂清理方法，这是喷砂处理中最低的一级，即一般的要求，但对于涂层的保护要比手工刷除清理要提高许多。Sa2级处理的技术标准：工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质（疵点除外），但疵点限定为不超过每平方米表面的33%，可包括轻微阴影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。如果工件原表面有凹痕，则轻微的锈蚀和油漆还会残留在凹痕底部。Sa2级也叫商品清理级（或工业级）。 Sa2.5级——是工业上普遍使用的并可以作为验收技术要求及标准的级别。 Sa2.5级也叫近白清理级（近白级或出白级）。Sa2.5级处理的技术标准：同Sa2要求前半部一样，但疵点限定为不超过每平方米表面的5%，可包括轻微暗影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。
JIS UDC 003.62:621.7.015 B 0601 表面粗糙度－定义及表示JIS B 0601-1994 平成6年2月1日修正 日本工业标准调查协会审议 （日本规格协会发行）
日本工业规格 JIS 表面粗糙度－定义及表示 B 0601-1994 1．适用范围这一规格是，作为表示工业制品的表面粗糙度的参数的算术平 均粗糙度、最大高度、十点平均粗糙度、凹凸的平均间隔、局部山顶的平均间隔及负载长度率的定义，并且规定了关于表示。 备考这一规格的对应国际规格，如下所示。 ISO 468-1982 Surface roughness-Parameters, their values and general rules for specifying requirements ISO 3274-1975 Instruments for the measurement of surface roughness by the profile method-Contact (stylus) instruments of consecutive profile transformation-Contact profile meters, system M ISO 4287/1-1984 Surface roughness-Terminology Part 1: Surface and its parameters ISO 4287/2-1984 Surface roughness-Terminology Part 2: Measurement of surface roughness parameters ISO 4288-1985 Rules and procedures for the measurement of surface roughness using stylus instruments 2．用语的定义·记号在这一规格所用的主要用语的定义，如下所示。 另外，记号，在各自的用语后面的括弧内表示。 （1）表面粗糙度在从对象物体的表面（以下，称为对象面）随机地抽样的各部分上的，作为表示表面粗糙度的算术平均粗糙度（R a）、最大高度（R y）、十点平均粗糙度（R z）、凹凸的平均间隔（S m）、局部山顶的平均间隔（S）及负载长度率（tp）的，各自的算术平均值。 备考1．所谓一般的对象面，在各自的位置上的表面粗糙度不是一样的，而是通常表示相当大的误差的。从而，为了求出对象面的表面粗糙度，其总平均值能象有效地推测那样确定测量位置及其个数是有必要的。 2．根据测量目的，能够在对象面的1 个位置以所求出值代表表面全体的表面粗糙度。 （2）断面曲线以与对象面成直角的平面切断对象面时，在其切口出现的轮廓。 备考这一切断为，一般说来有方向性即对于对象面在其方向成直角切断。 （3）粗糙度曲线从断面曲线，以位相补偿形高通滤波器除去比所定的波长长的表面波纹成分的曲线。 （4）粗糙度曲线的截止值（λc）位相补偿形高通滤波器对应增益成为50％频率的波长（以下，称为截止值）。 （5）粗糙度曲线的基准长度（l）从粗糙度曲线在截止值的长度抽样部分的长度（以下，称为基准长度）。 （6）粗糙度曲线的评价长度（ln）以一个以上包含在表面粗糙度的评价使用的基准长度的长度（以下，称为评价长度）。评价长度的标准值为，规定为基准
表面粗糙度选用 ----------------------------------------------------------- 序号=1 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 ----------------------------------------------------------- 序号=2 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 ----------------------------------------------------------- 序号=3 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 ----------------------------------------------------------- 序号=4 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 ----------------------------------------------------------- 序号=5 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 ----------------------------------------------------------- 序号=6 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿
各种加工方式对应的粗糙度等级 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 4级 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹
加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 5级 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 6级 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿 应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面 7级
v1.0 可编辑可修改 标题：粗糙度检验规范 文件编号：WI/ZB 版本：A
修订履历表 1.0目的 对来自于外购模具、工装、治具、夹具等零配件、本厂加工的模具、工装、治具、夹具等零配件按要求进
行表面粗糙度检验，以确保模具、工装、治具、夹具等零配件满足预期的要求。 范围 适用于所有组成模具、工装、治具、夹具的零配件，包括委外和内部加工的零配件。 定义 表面粗糙度：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。 表面粗糙度对工件的影响： 3.2.1表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。 3.2.2表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐 渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。 3.2.3表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应 力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。 3.2.4表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属 内层，造成表面腐蚀。 3.2.5表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。 3.2.6表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。 3.2.7影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是 在精密测量时。 表面粗糙度比较样块定义及检验要求： 3.3.1定义：表面粗糙度比较样块是检查加工后工件表面的一种对比量具，他的使用方法是以样块工作面的表 面粗糙度为标准，凭触觉（如手摸）或视觉（可借助放大镜、比较显微镜等）与待检查的工件表面进行比对，从而判别被检查表面的表面粗糙度是否合乎要求，这是一种定性的检查工具。 3.3.2检验要求：在用比较样块对工件表面进行比较时，所选用的样块和被检查工件的加工方法必须相同，同 时样块的材料、形状、表面色泽等应尽肯能的与被检查工件一致，判断的准则是根据工件加工痕迹的深浅来决定表面粗糙度是否符合图纸（或工艺）要求。当被检查工件表面的加工痕迹深浅程度相当或者小于样块工作面加工痕迹深度时，则被检查工件表面粗糙度一般不大于样块的标记公称值。 国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)：
表面粗糙度等级对照表[整理] 表面粗糙度级别对照及应用 国际标注 Rz Ra 表面形状特征加工方法举例 N12 200 50 明显可见刀痕锯断、粗车、粗铣、粗刨、 N11 100 25 粗糙面可见刀痕钻孔以及用粗纹锉刀、粗砂 轮等加工 N10 50 12.5 微见刀痕 N9 25 6.3 可见加工痕迹 冷拉、精车、精绞、粗绞、粗N8 12.5 3.2 半光面微见加工痕迹 磨、刮削、粗拉刀加工等 N7 6.3 1.6 看不见加工痕迹 N6 6.3 0.8 光面可辨加工痕迹的方向研磨、金刚石车刀的精车、精 N5 3.2 0.4 微辨加工痕迹的方向绞、冷拉、拉刀加工、抛光等 N4 1.6 0.2 不可辨加工痕迹的方向 N3 0.8 0.1 暗光泽面 N2 0.4 0.05 亮光泽面 精磨、研磨、抛光、超精磨、 N1 0.2 0.025 最光面镜状光泽面 镜面磨削等 0.1 0.012 雾状镜面 0.05 镜面 表面特征表面粗糙度(Ra)数值加工方法举例明显可见刀痕 Ra100、Ra50、Ra25、粗车、粗刨、粗铣、钻孔微见刀痕 Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨看不见加工痕迹，微辩加工方向 Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、
精车、精磨、精铰、研磨暗光泽面 Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、研磨、珩磨、超精磨、抛光 镜面 0.006微米 雾状镜面 0.012 镜状光泽面 0.025 亮光泽面 0.05 暗光泽面 0.1 不可见加工痕迹的方向 0.2 可见加工痕迹方向 0.8 微见加工痕迹方向 0.4 看不清加工痕迹方向 1.6 微见加工痕迹方向 3.2 可见加工痕迹方向 6.3 微见刀痕 12.5 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面
表面粗糙度符号及其标注说明 粗糙度是衡量零件表面粗糙程度的参数，它反映的是零件表面微观的几何形状误差，必须借助放大镜等进行测量。它是由于零件加工过程中刀具与加工表面之间的摩擦、挤压以及加工时的高频振动等方面的原因造成的。表面粗糙度对零件的工作精度、耐磨性、密封性、耐蚀性以及零件之间的配合都有着直接的影响。 粗糙度的评定常用轮廓算术平均偏差Ra、轮廓最大高度Ry、微观不平度十点高度Rz三个参数表示。数值越小，零件的表面越光滑，数值越大零件的表面越粗糙。 1、轮廓算术平均偏差Ra 取样长度：取样长度是指具有粗糙度几何特征的一段长度，在取样长度内应该具有几个波峰和波谷。测量时可选5倍的取样长度作为测量长度进行测量。 Ra是指在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值，可以表示为：
关于表面粗糙度的数值和表面特征、获得方法、应用举例请参见下表。 从上图中也可以看出,粗糙度参数的数值.基本上成倍数的关系。标注时应当选用这些数值，不能选用其他的数值。 2、轮廓最大高度Ry 3、轮廓不平度十点高度Rz
标注 2.1代号及意义 粗糙度代号可以分为：符号，粗糙度项目及数值。 常用标注参数是Ra, 标注Ra时Ra可以省略，标注Rz和Ry时，在粗糙度数值前加对应的符号Rz和Ry。 2.2 标注原则 1)、在同一图样上每一表面只注一次粗糙度代号，且应注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，并尽可能靠近有关尺寸线。 2）、当零件的大部分表面具有相同的粗糙度要求时，对其中使用最多的一种，代（符）号，可统一注在图纸的右上角。并加注“其余”二字。 3）、在不同方向的表面上标注时，代号中的数字及符号的方向必须下图的规
表面粗糙度：指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面： ① 表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。 ② 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。 ③ 表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。 ④ 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 ⑤ 表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有影响。 表面粗糙度有Ra,Rz,Ry 之分，据GB 3505摘录： 表面粗糙度参数及其数值（Surface Roughness Parameters and their Values）常用的3个分别是： 轮廓算数平均偏差(Ra)--arithmetical mean deviation of the profile； 微观不平度十点高度(Rz)--the point height of irregularities； 轮廓最大高度(Ry)--maximum height of the profile。
粗糙度设定规范 目录 1.粗糙度的定义-----------------------------------------------------------------2 2.内容-----------------------------------------------------------------------------2 4.1粗糙度介绍--------------------------------------------------------------2 4.1.1粗糙度产生的原因-------------------------------------------------2 4.1.2粗糙度的评价标准-------------------------------------------------3 4.1.3表面粗糙度代（符）号及其注法------------------------------6 4.2表面粗糙度的选用----------------------------------------------------11 4.2.1表面粗糙度的选用原则-----------------------------------------11 4.2.2表面粗糙度参数值的适用表面--------------------------------12 4.2.3轴和孔的表面粗糙度参数推荐值-----------------------------13 4.2.4各种常用加工方法可能达到的表面粗糙度-----------------14 4.2.5座椅常用部品粗糙度设定--------------------------------------15 4.3表面粗糙度的检测方法----------------------------------------------16 3.相关文件---------------------------------------------------------------------17 4.实施要求---------------------------------------------------------------------17 5.附件---------------------------------------------------------------------------17
表面粗糙度选用序号=1 Ra值不大于卩m=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 序号=2 Ra值不大于卩m=25 50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 序号=3 Ra值不大于卩m=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 序号=4 Ra值不大于卩m=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等序号=5 Ra值不大于卩m=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铳、刮 1 ~ 2点/cm A2、拉、磨、锉、滚压、铳齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面序号=6 Ra值不大于卩m=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铳、铰、拉、磨、滚压、刮1~ 2点/cmA2铳齿 应用举例=安装直径超过80mm 的G 级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V 型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面序号=7 Ra值不大于卩m=0.8 表面状况=可辨加工痕迹的方向 加工方法=车、镗、拉、磨、立铳、刮3?10点/cmA2、滚压 应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径， 直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7 ）, 间隙配合IT8?IT9级的孔（H8 , H9）,磨削的齿轮表面等 序号=8 Ra值不大于卩m=0.4 表面状况=微辨加工痕迹的方向 加工方法=铰、磨、镗、拉、刮 3 ~ 10点/cm A2、滚压 应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7 级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直 径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13?IT16级孔和轴用量规的测 量表面序号=9 Ra值不大于卩m=0.2
本人从事机械行业多年，为大家提供一些简单的数据： 【表面粗糙度等级】 粗糙等级 （mm ） （μm ） 基本尺寸 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 ＞0~10 0.2 0.8 0.8 1.6 1.6 1.6 3.2 ＞10~18 3.2 ＞18~30 1.6 ＞30~50 0.4 3.2 ＞50~80 1.6 ＞80~120 3.2 6.3 ＞120~180 6.3 ＞180~250 0.8 6.3 【表面粗糙度Ra 特征】 Ra max/μm 表面特征 加工方法 常用类型 0.0063 雾状表面 块规的工作表面，高精度测量仪器的测量面，高精度仪器摩擦机构的支承表面。 0.012 雾状镜面 仪器的测量表面和配合表面，尺寸超过 100mm 的块规工作面。 0.025 镜面光泽面 高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面，中等精度仪器零件配合表面，尺寸大于120mm 的IT6级孔用量规、小于120mm 的IT7～IT9级轴用和孔用量规测量表面。 0.05 亮光泽面 保证高气密性的接合表面，如活塞、柱塞和汽缸内表面。摩擦离合器的摩擦表面。对同轴度有精确要求的轴和孔。滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面。 0.1 暗光泽面 超级加工 工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面，活塞销的外表面，仪器导轨面，阀的工作面。尺寸小于120mm 的IT10～IT12级孔和轴 用量规测量面等。 0.2 不可辩加工痕 迹方向 布轮磨、磨、研磨、 超级加工 工作时承受变应力的重要零件表面，保证零件的疲劳强度、防蚀性及耐久性，并在工作时不破坏配合性质的表面，如轴颈表 面、要求气密的表面和支承表面、圆锥定 心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的齿面，与C 级滚动轴承配合的轴颈 表面，尺寸大于315mm 的IT7～IT9级孔
标题：粗糙度检验规范文件编号：WI/ZB 版本：A
修订履历表 1.0目的 对来自于外购模具、工装、治具、夹具等零配件、本厂加工的模具、工装、治具、夹具等零配件按要求进行表面粗糙度检验，以确保模具、工装、治具、夹具等零配件满足预期的要求。
范围 适用于所有组成模具、工装、治具、夹具的零配件，包括委外和内部加 工的零配件。 定义 表面粗糙度：表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。无论采用哪种加工方法所获得的零件表面，都不是绝对平整和光滑的，放在显微镜（或放大镜）下观察，都不得可以看到微观的峰谷不平痕迹，一般是受刀具与零件间的运动、摩擦，机床的振动及零件的塑性变形等各种因素的影响而形成的。表面上所具有的这种较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征，称为表面粗糙度。 表面粗糙度对工件的影响： 3.2.1表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大， 磨损就越快。 3.2.2表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过 程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。 3.2.3表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹 一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。 3.2.4表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷 渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 3.2.5表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面 间的缝隙渗漏。 3.2.6表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的 能力。 3.2.7影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的 精度，尤其是在精密测量时。 表面粗糙度比较样块定义及检验要求： 3.3.1定义：表面粗糙度比较样块是检查加工后工件表面的一种对比量具，他的使用方法是以样块 工作面的表面粗糙度为标准，凭触觉（如手摸）或视觉（可借助放大镜、比较显微镜等）与待检查的工件表面进行比对，从而判别被检查表面的表面粗糙度是否合乎要求，这是一种定性的检查工具。 3.3.2检验要求：在用比较样块对工件表面进行比较时，所选用的样块和被检查工件的加工方法必 须相同，同时样块的材料、形状、表面色泽等应尽肯能的与被检查工件一致，判断的准则是根据工件加工痕迹的深浅来决定表面粗糙度是否符合图纸（或工艺）要求。当被检查工件表面的加工痕迹深浅程度相当或者小于样块工作面加工痕迹深度时，则被检查工件表面粗糙度一般不大于样块的标记公称值。 国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)：
图一：放大n倍后的工件截面/表面粗糙度及轮廓： 图二：各种加工方法能得到的表面光度： 图三：常见的表面粗糙度仪的工件测量：
表面粗糙度关键技术术语： (1)表面粗糙度：取样长度L 取样长度是用于判断和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上取样。 (2)表面粗糙度：评定长度Ln 由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时所必须的一段表面长度， 它包括一个或数个取样长度，称为评定长度Ln。 (3)表面粗糙度：轮廓中线（也有叫曲线平均线）M 轮廓中线M是评定表面粗糙度数值的基准线。 评定参数及数值: 国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。 表面粗糙度高度参数共有三个: (1)轮廓算术平均偏差 Ra ：
在取样长度L内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。 (2)微观不平度十点高度Rz 在取样长度L内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。 (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。 表面粗糙度间距参数共有两个： (4)轮廓单峰平均间距S 两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si，称为轮廓单峰间距，在取样长度L内，轮廓单峰间距的平均值，就是轮廓单 峰平均间距。 (5)轮廓微观不平度的平均间距Sm
含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Sm i，称轮廓微观不平间距。 表面粗糙度综合参数： (6)轮廓支承长度率t p 轮廓支承长度率就是轮廓支承长度n p与取样长度L之比。 另附： 中美表面粗糙度对照表 中国旧标准(光洁度)中国新标准(粗糙度)Ra美国标准(微米 )Ra美国标准(微英寸)，Ra ▽4 6.38.00320 6.30250 ▽5 3.25.00200 4.00160 3.20125 ▽6 1.62.50100 2.0080 1.6063 ▽70.81.2550 1.0040 0.8032 ▽80.40.6325 0.5020 0.4016 国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ) 表面光洁度 ▽1▽2▽3▽4▽5▽6▽7
表面粗糙度级别对照及应用国际标注Rz N12 N11 N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1200 100 25Ra 50 25 6.3粗糙面表面形状特征 明显可见刀痕 可见刀痕
微见刀痕 可见加工痕迹 微见加工痕迹 看不见加工痕迹 可辨加工痕迹的方向 光面微辨加工痕迹的方向 不可辨加工痕迹的方向 暗光泽面 亮光泽面 镜状光泽面 雾状镜面 镜面精磨、研磨、抛光、超精磨、 镜面磨削等研磨、金刚石车刀的精车、精绞、冷拉、拉刀加工、抛光等加工方法举例锯断、粗车、粗铣、粗刨、钻孔以及用粗纹锉刀、粗砂 轮等加工冷拉、精车、精绞、粗绞、粗磨、刮削、粗拉刀加 工等5012.5 12.53.2半光面 6.31.6 6.30.8 3.20.4 1.60.2
0.80.1 0.40.05 0.20.025最光面 0.10.012 0.05 表面特征 明显可见刀痕 微见刀痕 看不见加工痕迹，微辩加工方向暗光泽面 雾状镜面0.012 镜状光泽面0.025 亮光泽面0.05 暗光泽面0.1 不可见加工痕迹的方向0.2 可见加工痕迹方向0.8 微见加工痕迹方向0.4 看不清加工痕迹方向1.6 微见加工痕迹方向3.2 可见加工痕迹方向6.3 微见刀痕12.5
可见刀痕25 明显可见刀痕50表面粗糙度(Ra)数值 Ra100、Ra50、Ra25、 Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、 Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、 Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、加工方法举例 粗车、粗刨、粗铣、钻孔精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨精车、精磨、精铰、研磨研磨、珩磨、超精磨、抛光镜面0.006微米
第五章表面粗糙度及其检测复习题与参考答案 5-1．填空题。 （1）表面粗糙度是指 _________________ 所具有的 _________________和_________________ 不平度。 （2）取样长度用_________________表示，评定长度用____________表示；轮廓中线用_______________表示。 （3）轮廓算术平均偏差用_________________表示；微观不平度十点高度用_________________表示；轮廓最大高度用_________________表示。 （4）表面粗糙度代号在图样上应标注在_________________、_________________或其延长线上，符号的尖端必须从材料外_________________表面，代号中数字及符号的注写方向必须与_________________一致。 （5）表面粗糙度的选用，应在满足表面功能要求情况下，尽量选用_________________的表面粗糙度数值。 （6）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值_________________非工作表面的粗糙度参数值。 5-2．问答题。 （1）简述表面粗糙度对零件的使用性能有何影响。 （2）规定取样长度和评定长度的目的是什么？ （3）表面粗糙度的主要评定参数有哪些？优先采用哪个评定参数？ （4）常见的加式纹理方向符号有哪些？各代表什么意义？ 5-3．综合题。 （1）解释表3.１中表面粗糙度标注的意义。 图 （3）将下列技术要求标注在图中。 第五章表面粗糙度参考答案 5-1．填空题。 （1）表面粗糙度是指加工表面__所具有的较小间距_和微小峰谷不平度。 （2）取样长度用_l _表示，评定长度用_ln_表示；轮廓中线用_ m__表示。（3）轮廓算术平均偏差用_Ra 表示；微观不平度十点高度用_ Rz 表示；轮廓最大高度用_Ry 表示。