表面粗糙度值的选用
表面粗糙度值的选用实例
使用时代TR200粗糙度仪测量时需要选定取样长度，这又牵涉到被测工件本身的粗糙
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。
表面结构的图样表示法 加工零件时，由于刀具在零件表面上留下刀痕和切削分裂时表面金属的塑性变形等影响，使零件表面存在着间距较小的轮廓峰谷。这种表面上具有较小间距的峰谷所组成的微观几何形状特性，称为表面粗糙度。机器设备对零件各个表面的要求不一样，如配合性质、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、外观要求等，因此，对零件表面粗糙度的要求也各有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运动的表面，表面粗糙度参数值小。因此，应在满足零件表面功能的前提下，合理选用表面粗糙度参数。 1.评定表面结构常用的轮廓参数 ①算术平均偏差Ra是指在一个取样长度内纵坐标值Z(x)绝对值的算术平均值 ② 轮廓的最大高度Rz是指在同一取样长度内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度 图9-27 评定表面结构常用的轮廓参数 2.有关检验规范的基本术语 检验评定表面结构参数值必须在特定条件下进行。国家标准规定，图样中注写参数代号及其数值要求的同时，还应明确其检验规范。有关检验规范方面的基本术语有取样长度、评定长度、滤波器和传输带以及极限值判断规则。本有关检验规范仅介绍取样长度与评定长度和极限值判断规则。 （1）取样长度和评定长度 以粗糙度高度参数的测量为例，由于表面轮廓的不规则性，测量结果与测量段的长度密切相关，当测量段过短，各处的测量结果会产生很大差异，但当测量段过长，则测得的高度值
中将不可避免地包含了波纹度的幅值。因此，在X轴上选取一段适当长度进行测量，这段长度称为取样长度。但是，在每一取样长度内的测得值通常是不等的，为取得表面粗糙度最可靠的值，一般取几个连续的取样长度进行测量，并以各取样长度内测量值的平均值作为测得的参数值。这段在X轴方向上用于评定轮廓的并包含着一个或几个取样长度的测量段称为评定长度。当参数代号后未注明时，评定长度默认为5 个取样长度，否则应注明个数。例如：Rz0.4、Ra30.8、Rz13.2分别表示评定长度为5个(默认)、3个、1个取样长度。 （2）极限值判断规则 完工零件的表面按检验规范测得轮廓参数值后，需与图样上给定的极限比较，以判定其是否合格。极限值判断规则有两种： ① 16%规则运用本规则时，当被检表面测得的全部参数值中，超过极限值的个数不多于总个数的16%时，该表面是合格的。 ②最大规则运用本规则时，被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过给定的极限值。 16%规则是所有表面结构要求标注的默认规则。即当参数代号后未注写“max”字样时，均默认为应用16%规则(例如Ra0.8)。反之，则应用最大规则(例如Ramax0.8)。 3. 标注表面结构的图形符号 标注表面结构要求时的图形符号种类、名称、尺寸及其含义见表9-1。 表9-1 表面结构符号
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
所有参数的定义依据ISO 4287—1997标准. 其中蓝色部分为最常用的参数。 Ra----轮廓的算术平均偏差（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） Rz----粗糙度最大峰-谷高度（在轮廓取样长度内的最大峰-谷高度） Rz(JIS)--微观不平度十点平均高度（该参数也成为ISO试点高度参数，在取样长度内， 五个最大的轮廓峰和五个最大轮廓谷之间的平均高度差） Rv----最大的谷值（在取样长度内，从轮廓中线到最低的谷值） Rt----轮廓最大的高度（在取样长度内，轮廓最大的峰到最大的谷值之和，即 Rt=Rp+Rv） R3y—粗糙度峰-谷高度（R3y是靠计算在每一个取样长度中，三个最高的峰与三个最深 的谷之间的最小距离值：然后R3y是在取样长度内，找出这些值的最大制。建议至少用五个取样长度来评定） R3z—平均峰-谷高度（R3z是在整个评价长度上，在每一个取样长度上的三个最高的峰 和三个最深的谷之间的垂直距离的平均值） Rp----最大的峰值（在取样长度内，在平均线以上的轮廓的最大高度） Rc—轮廓要素的粗糙度平均高度（在取样长度内，轮廓要素的高度的平均值） Rda—粗糙度算术平均倾斜Slop（在取样长度内，轮廓变化速率的绝对值的算术平均） Rdq—粗糙度均方根倾斜 Rku—粗糙度峰度—概率密度函数 Rlo—粗糙度被测的轮廓长度（在评价长度内，轮廓表面的被测长度，是测针在测量期间，划过表面峰谷的总长度） Rmr—粗糙度材料比曲线 Rpc—粗糙度峰计数 Rsm—粗糙度轮廓要素的平均宽度（在取样长度内，轮廓要素之间在平均线的平均间距） Rvo—粗糙度测定体积的油保持力 Rs—粗糙度局部峰的平均间距 Rq—均方根粗糙度 RHSC—粗糙度高点计数 编辑本段粗糙度仪的技术标准和检定规程 标准： 国家标准：JJF 1105-2003触针式表面粗糙度测量仪校准规范 美国标准： ASTM-D4414/B 检定规程： JJG-2018-89表面粗糙度仪检定规程
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
第二节表面粗糙度的选择 一、表面粗糙度参数及参数值的选择 （一）表面粗糙度评定参数的选择 在表面粗糙度的六个评定参数中，Ra、Rz、Ry三个高度参数为基本参数Sm、S、t p为三个附加参数。这些参数分别从不同角度反映了零件的表面形貌特征，但都存在着不同程度的不完整性。因此，在具体选用时要根据零件的功能要求、材料性能、结构特点以及测量的条件等情况适当用一个或几个作为评定参数。 1）如果表面没有特殊要求时，一般仅选用高度参数。在高度特性参数常用的参数值范围内（R a为0.025~6.3μm、R z为0.1~25μm），推荐优先选用Ra值，因为Ra能较充分地反应零件表面轮廓的特征。但以下情况不宜选用Ra。 a. 当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或太光滑（Ra＜0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器进行测量。 b. 当零件材料较软时，不能选用Ra，因为Ra值一般采用触针测量，如果用于软材料的测量，不仅会划伤零件表面，而且测得结果也不准确。 c. 如果测量面积很小，如顶尖，刀具的刃部以及仪表小元件的表面，在取样长度内，轮廓的峰或谷少于五个时，Rz也难于进行测量，这是可以选用Ry值。 2）当表面有特殊功能要求时，为了保证功能要求，提高产品质量，这是可以同时选用几个参数综合控制表面质量。 a. 当表面要求耐磨时，可以选用Ra、Ry、和t p。 b. 当表面要求承受交变应力时，可以选用Ry、Sm、和S。 c. 当表面着重要求外观质量和可漆性，可选用Sm和S。 （二）表面粗糙度参数值的选择 表面粗糙度参数值的选择合理与否，不仅对产品的使用性能有很大的影响，而且直接关系到产品的质量和制造成本。一般来说，表面粗糙度值（评定参数值）越小，零件的工作性能越好，使用寿命也越长。但绝不能认为表面粗糙度值越小越好，为了获得粗糙度小的表面，则零件需经过复杂的工艺过程，这样加工成本可能随之急剧增高。因此选择表面粗糙度参数值既要考虑零件的功能要求，又要考虑其制造成本，在满足功能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。 1.一般选择原则 1）同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面的粗糙度参数值。
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
日本粗糙度标准 2009-03-06 10:11 日本粗糙度标准日本图纸中粗糙度无数字标注的四个倒三角表示Rz≤0.8，Ra≤0.2；三个倒三角表示Rz≤6.3，Ra≤1.6；两个倒三角表示Rz≤25，Ra≤6.3；一个倒三角表示Rz≤100，Ra≤25。若有数字标注，则数字直接表示Rz。 表面粗糙度与标准公差表2007-10-18 14:54 分类：工作资料 字号：大大中中小小 无论用何种加工方法加工，在零件表面总会留下微细的凸凹不平的刀痕，出现交错起伏的峰谷现象，粗加工后的表面用肉眼就能看到，精加工后的表面用放大镜或显微镜仍能观察到。这就是零件加工后的表面粗糙度。过去称为表面光洁度。 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。 高度参数共有三个: 轮廓的平均算术偏差(Ra)如图1所示，通过零件的表面轮廓作一中线m ，将一定长度的轮廓分成两部分，使中线两侧轮廓线与中线之间所包含的面积相等，即 F1+F3+……+Fn-1=F2+F4+……+Fn 图1 轮廓的平均算术偏差 轮廓的平均算术偏差值Ra，就是在一定测量长度l 范围内，轮廓上各点至中线距离绝对值的平均算术偏差。用算式表示为 Ra＝dx 或近似写成 Ra≈ ?不平度平均高度(Rz)就是在基本测量长度范围内，从平行于中线的任意线起，自被测轮廓上五个最高点至五个最低点的平均距离(图2)，即 RZ= 图2 不平度平均高度 ?轮廓最大高度Ry，就是在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。 间距参数共有两个： 轮廓单峰平均间距S，就是在取样长度内，轮廓单峰间距的平均值。而轮廓单峰间距，就是两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si。 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Smi，称轮
第4章表面粗糙度 概述 在机械加工过程中，由于切削会留下切痕，切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。 一、表面粗糙度的实质 表面粗糙度是一种微观的几何形状误差，通常按波距的大小分为：波距≤1mm的属表面粗糙度； 波距在1~10mm间的属表面波度； 波距＞10mm的属于形状误差。 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 1.对摩擦和磨损的影响 一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。 2.对配合性能的影响 表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。 3. 对疲劳强度的影响 当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。
4.对接触刚度的影响 表面越粗糙，实际承载面积越小，接触刚度越低。 5.对耐腐蚀性的影响 表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。 此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量，表面的反射能力等等，所以要给予充分的重视。 表面粗糙度的评定 一.基本术语 1.轮廓滤波器把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。 2.λ滤波器确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。 3.取样长度用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。 规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。推荐的取样长度值见表4-1。在取样 长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。 4.评定长度评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。 为了充分合理地反映表面的特性，一般取ln =5l。 5.轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。
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
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
粗糙度参数解说 介绍 参数概述 表面纹理可由与一定的纹理特性相关的参数来量化。这些参数可按测量的特点类型，被分成几组类型。 它们是: Amplitude（幅值） Spacing（间距） Hybrid（混合） R&W（R＋W） Aspheric（非球面） 曲线及相关参数 Rk 参数 影响表面粗糙度的数字评估是三个特性长度。 它们是: 取样长度，也被称为Cut-Off Length 评价长度，也被称为Assessment Length或Data Length 横向移动长度 另外，屏幕上的帮助工具,以一个容易阅读的Exploring Surface Texture（表面形貌浏览）文本描述，其主题详细包括了什么是表面形貌及为什么必需测量它。该文本包括用Form Talysurf仪器提供通常的表面形貌背景信息和测量仪器的特殊测针类型。它也给出了参数的有用信息：它们的来历和使用。对进一步更深的表面评论及其测量，可从Taylor Hobson的手册Precision 2中得到。 幅值参数 这些是测量在轮廓（Z轴）的垂直位移。 这类参数包括: 未滤波参数滤波的粗糙度参数滤波的波纹度参数
间距参数 这些参数是沿表面（X轴）对不规则间距的测量，而与不规则的幅值无关。 这类参数包括 未滤波参数滤波的粗糙度参数滤波的波纹度参数 混合参数 指与表面不规则的幅值参数和间距参数都有关的参数（Z轴和X轴），或者规定了一个量，如面积或体积，被称作Hybrid（混合）参数。 这类参数包括: 未滤波参数滤波的粗糙度参数滤波的波纹度参数 曲线及相关参数 这些参数是沿表面（X轴）对不规则间距的测量，而与不规则的幅值无关。 这类参数包括： 原始轮廓 轮廓高度幅值曲线 Pc Pmr Pmr(c) 滤波的粗糙度 轮廓高度幅值曲线 Rc Rmr Rmr(c)
表面粗糙度的基本概念 表面粗糙度的基本概念 表面粗糙度的定义（本站相关粗糙度仪的产品介绍：粗糙度仪） 表面粗糙度（Surface roughness）是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性性它是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。表面粗糙度应与形状误差（宏观几何形状误差）和表面波度区别开。通常，波距小于 1mm 的属于表面粗糙度，波距在 1~10mm 的属于表面波度，波距大于 10mm 的属于形状误差。 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响 表面粗糙度的大小对零件的使用性能和使用寿命有很大影响。 1. 影响零件的耐磨性 表面越粗糙，摩擦系数就越大，相对运动的表面磨损得越快。然而，表面过于光滑，由于润滑油被挤出或分子间的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加速磨损。 2. 影响配合性质的稳定性 零件表面的粗糙度对各类配合均有较大的影响。对于间隙配合，两个表面粗糙的零件在相对运动时会迅速磨损，造成间隙增大，影响配合性质；对于过盈配合，在装配时表面上微观凸峰极易被挤平，产生塑性变形，使装配后的实际有效过盈减小，降低联接强度；对于过渡配合，因多用压力及锤敲装配，表面粗糙度也会使配合变松。 3. 影响疲劳强度 承受交变载荷作用的零件的失效多数是由于表面产生疲劳裂纹造成的。疲劳裂纹主要是由于表面微观峰谷的波谷所造成的应力集中引起的。零件表面越粗糙，波谷越深，应力集中就越严重。因此，表面粗糙度影响零件的抗疲劳强度。 4. 影响抗腐蚀性 粗糙表面的微观凹谷处易存积腐蚀性物质，久而久之，这些腐蚀性物质就会渗入到金属内层，造成表面锈蚀。此外，表面粗糙度对接触刚度、密封性、产品外观、表面光学性能、导电导热性能以及表面结合的胶合强度等都有很大影响。所以，在设计零件的几何参数精度时，必须对其提出合理的表面粗糙度要求，以保证机械零件的使用性能。 公差等级与粗糙度的关系 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，是验证零件表面质量的主要依据；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。 机械零件表面粗糙度的选择有3种方法，即计算法、试验法和类比法。在机械零件设计中应用最普遍的是类比法，此方法简单有效。运用类比法需要有充足的参考资料。现有的各类机械设计手册中都提供了较全面的资料和文献。最常用的是与公差等级相适应得表面粗糙度。通常情况下公差越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但是他们之间不存在固定的函数关系。一些装饰表面除外。 在实践工作中，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。这就是配合的稳定性问题。在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型
公差配合新旧标准对照表及表面光洁度标准与表面粗糙度标准对照表 基孔制的轴基轴制的孔 间隙配合过渡配合间隙配合过渡配合 旧国标新国标备 注 旧国 标 新国 标 备 注 旧 国 标 新国 标 备 注 旧国 标 新国 标 备 注 d1 db 1 dc 1 d db dc dd de df d3 dc 3 h5 g5 f5、f6 h6 g6 f7 e8 d8 c8 h7 f8 h8、h9 fd d9、d10 g 6 ① ② ga1 gb1 gc1 gd1 ga gb gc gd ga3 gb3 gc3 gd3 n5 m5 k5 j5、 js5 n6 m6 k6 js6 n7 m7 k7 j7、 js7 p5 ① n5 ① m4 ① ② p6 ① n6 ① p① D1 Db 1 Dc 1 D Db Dc Dd De D3 D4 Dc 4 H6 G6 F7 H7 G7 F8 E8、 E9 D8、 D9 H8 H8、 H9 F9 ② ② ③ ③ Ga1 Gb1 Gc1 Gd1 Ga Gb Gc Gd Ga3 Gb3 Gc3 Gd3 N6 M6 k6 J6、 Js6 N7 M7 K7 J7 N8 M8 K8 J8 ② K7 ① Js ①
d4 dc 4 de 4 d5 d6 dc 6 dd 6 de 6 d7 dc 7 h10 h11 d11 b11、 c10、c11 a11、b11 h12-13 b12、 c12-13 ② ② ② ② ②De 4 D5 D6 Dc 6 Dd 6 De 6 D7 Dc 7 D9、 D10 H10 H11 D11 B11、 C11 A11、 C11 H12- 13 ② ② ③ ④ 过渡配合过渡配合 jb 1 jc 1 jd je jf jb 3 jc 3 s5 r5 s7、 u5-6 r6、s6 r6 u8 s7 s6 ① r6 ① ② Jd Je Jb 3 U7、 s7 R7、 R8 U8 ② ②
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
第4章表面粗糙度 4.1 概述 在机械加工过程中，由于切削会留下切痕，切削过程中切屑分离时的塑性变形，工艺系统中的高频振动，刀具和已加工表面的磨擦等等原因，会使被加工零件的表面产生许多微小的峰谷，这些微小峰谷的高低程度和间距状况就称为表面粗糙度。 一、表面粗糙度的实质 表面粗糙度是一种微观的几何形状误差，通常按波距的大小分为：波距≤1mm的属表面粗糙度； 波距在1~10mm间的属表面波度； 波距＞10mm的属于形状误差。 二、表面粗糙度对零件使用性能的影响 1.对摩擦和磨损的影响 一般地，表面越粗糙，则摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。 2.对配合性能的影响 表面越粗糙，配合性能越容易改变，稳定性越差。 3. 对疲劳强度的影响 当零件承受交变载荷时，由于应力集中的影响，疲劳强度就会降低，表面越粗糙，越容易产生疲劳裂纹和破坏。 4.对接触刚度的影响 表面越粗糙，实际承载面积越小，接触刚度越低。 5.对耐腐蚀性的影响 表面越粗糙，越容易腐蚀生锈。 此外，表面粗糙度还影响结合的密封性，产品的外观，表面涂层的质量，表面的反射能力等等，所以要给予充分的重视。
4.2 表面粗糙度的评定 一.基本术语 1.轮廓滤波器把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。 2.λ滤波器确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。 3.取样长度用以判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。 规定和选取取样长度的目的是为了限制和削弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响。推荐的取样长度值见表4-1。在取样长度内一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。 4.评定长度评定表面粗糙度时所必须的一段基准线长度。 为了充分合理地反映表面的特性，一般取ln =5l。 5.轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。 ⑴轮廓的最小二乘中线具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。在取样长度范围内，使被测轮廓线上的各点至该线的偏距的平方和为最小。即： lr i Z02dx = min ⑵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，并使上、下两部分的面积相等的基准线。即：F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n 二、评定参数(GB/T 3505-2000) 1.与高度特性有关的参数：
表面粗糙度等级对照表
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 精车、精磨、精铰、研磨、Ra0.8Ra0.4、看不见加工痕迹，微辩加工方向、Ra1.6 研磨、珩磨、超精磨、抛光、Ra0.05、Ra0.1、Ra0.2 暗光泽面． 表面粗糙度等级对照表 微米0.006镜面0.012雾状镜面0.025镜状光泽面0.05亮光泽面0.1暗光泽面0.2不可见加工痕迹的方向0.8可见加工痕迹方向0.4微见加工痕迹方向 1.6看不清加工痕迹方向 3.2微见加工痕迹方向 6.3可见加工痕迹方向12.5微见刀痕
1级 m=100 μ\值不大于Ra 表面粗糙度等级对照表 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xx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xx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、盖的表面，内、外花键的非定xx等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通 表面粗糙度等级对照表 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=安装直径超过的G级轴承的外壳xx，普通精度齿轮的齿面，定位销xx，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
表而粗糙度级别对照及应用 表而特征表而粗糙度(Ra)数值加工方法举例 明显可见刀痕RalOOx Ra50> Ra25、粗车、粗刨、粗铳、钻孔 微见刀痕Ral2x 5、Ra6x 3、Ra3> 2、精车、精刨、精铳、粗较、粗磨瞧不见加工痕迹,微辩加工方向Ralx 6、RaOx 8、RaO、4、精车、精磨、精钱、研磨 暗光泽而RaOx 2^ RaO、1、RaO> 05 研磨、瑜磨、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 不可见加工痕迹得方向0、2 可见加工痕迹方向0、8 微见加工痕迹方向0、4 瞧不清加工痕迹方向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f\|.im=100 表面状况二明显可见得刀痕 加工方法二粗车、锂、刨、钻 应用举例二粗加工得表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗锂刀与粗砂轮等加工得表面，一般很少釆用 2级 Ra 值不大］\}.im=25、50 表面状况二明显可见得刀痕 加工方法二粗车、锂、刨、钻 应用举例二粗加工后得表面，焊接前得焊缝、粗钻孔壁等 3级 Ra 值不大丁\pm= 12、5 表面状况二可见刀痕 加工方法二粗车、刨、铳、钻 应用举例二一般非结合表面，如轴得端而、倒角、齿轮及皮带轮得侧面、键槽得非工作表面，减重孔眼表面 4级
Ra 值不大J ：\pm=6、3 表面状况二可见加工痕迹 加工方法二车、铿、刨、钻、铳、锂、磨、粗狡、铳齿 应用举例二不重要零件得配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等得端面。紧固件得口由表面，紧固件通孔得表面，内、外花键得非定心表面，不作为计量基准得齿轮顶圈圆表面等5级 Ra 值不大］\}.im=3、2 表面状况二微见加工痕迹 加工方法二车、铿、刨、铳、刮1?2点/ciM2、拉、磨、锂、滚压、铳齿 应用举例二与其她零件连接不形成配合得表面，如箱体、外壳、端盖等零件得端面。要求有定心及配合特性得固定支承面如定心得轴间，键与键槽得工作表而。不重耍得紧固螺纹得表面。需要滚花或氧化处理得表面 6级 Ra 值不大J \pm= 1、6 表面状况二瞧不清加工痕迹 加工方法二车、铿、刨、铳、铁、拉、磨、滚压、刮1?2点/cm A2铳齿 应用举例二安装直径超过80mm得G级轴承得外壳孔,普通精度齿轮得齿面，定位销孔2型带轮得表面，外径定心得内花键外径，轴承盖得定中心凸肩表面 7级 Ra 值不大］\}.im=0、8 表面状况二可辨加工痕迹得方向 加工方法二车、铿、拉、磨、立铢、舌U3?10点、/cm人2、滚压 应用举例二要求保证定心及配合特性得表面,如锥销与圆柱销得表而,与G级精度滚动轴承相配合得轴径与外壳孔，中速转动得轴径，直径超过80mm得E、D级滚动轴承配合得轴径及外壳孔, 内、外花键得定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级得孔(H7),间隙配合IT8?IT9 级得孔(H8.H9),磨削得齿轮表面等 8级 Ra值不大于\pm=0、4 表面状况二微辨加工痕迹得方向 加工方法=:狡、磨、铿、拉、刮3?10点/cm A2.滚压 应用举例二要求长期保持配合性质稳定得配合表面.IT7级得轴、孔配合表面，精度较高得齿轮表面，受变应力作用得重耍零件，与直径小于80mm得E、D级轴承配合得轴径表面、与橡胶密封件接触得轴得表面，尺寸大于120mm得IT13?IT16级孔与轴用量规得测量表面 9级 Ra 值不大J \|.im=0、2 表面状况二不可辨加工痕迹得方向 加工方法二布轮磨、磨、研磨、超级加工 应用举例二工作时受变应力作用得重耍零件得表面。保证零件得疲劳强度、防腐性与耐久性, 并在工作时不破坏配合性质得表面，如轴径表面、要求气密得表面与支承表面，圆锥定心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮得表面，与G级滚动轴承配合得轴径表面，尺寸大T-315mm 得IT7?IT9级级孔与轴用量规级尺寸大丁- 120?315mm得IT10?IT12级孔与轴用量规得测量表面等 10级 Ra 值不大T \|.im=0、1 表面状况二暗光泽面