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§7–4 零件的技术要求一、表面结构的表示法1．表面结构的基本概念 (1）概述为了保证零件的使用性能,在机械图样中需要对零件的表面结构给出要求。
表面结构就是由粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓构成的零件表面特征。
(2)表面结构的评定参数评定零件表面结构的参数有轮廓参数、图形参数和支承率曲线参数.其中轮廓参数分为三种：R 轮廓参数（粗糙度参数）、W 轮廓参数（波纹度参数）和P 轮廓参数（原始轮廓参数）。
机械图样中，常用表面粗糙度参数Ra 和Rz 作为评定表面结构的参数.① 轮廓算术平均偏差Ra 它是在取样长度lr 内，纵坐标Z （x )(被测轮廓上的各点至基准线x 的距离)绝对值的算术平均值，如图7—14所示。
可用下式表示：dx x Z lr Ra lr⎰=0)(1② 轮廓最大高度Rz 它是在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和，如图7—14 所示。
图7-14 Ra 、Rz 参数示意图国家标准GB/T1031—2009给出的Ra 和Rz 系列值如表7-1所示。
表7-1 Ra 、Rz 系列值 m μRaRzRaRz0.0126.3 6.3 0.025 0。
025 12.5 12.5 0.05 0。
05 25 25 0.1 0.1 50 50 0。
2 0。
2 100100 0。
4 0.4 200 0。
8 0。
8 400 1。
6 1。
6 800 3。
23。
216002．标注表面结构的图形符号 （1）图形符号及其含义在图样中,可以用不同的图形符号来表示对零件表面结构的不同要求。
标注表面结构的图形符号及其含义如表7-2所示。
表7—2 表面结构图形符号及其含义符号名称符号样式含义及说明基本图形符号未指定工艺方法的表面；基本图形符号仅用于简化代号标注，当通过一个注释解释时可单独使用,没有补充说明时不能单独使用扩展图形符号用去除材料的方法获得表面，如通过车、铣、刨、磨等机械加工的表面；仅当其含义是“被加工表面”时可单独使用用不去除材料的方法获得表面,如铸、锻等;也可用于保持上道工序形成的表面，不管这种状况是通过去除材料或不去除材料形成的完整图形符号在基本图形符号或扩展图形符号的长边上加一横线，用于标注表面结构特征的补充信息工件轮廓各表面图形符号当在某个视图上组成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，应在完整图形符号上加一圆圈，标注在图样中工件的封闭轮廓线上.(2）图形符号的画法及尺寸图形符号的画法如图7—15所示，表7—3列出了图形符号的尺寸。
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。
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 表面结构符号符号名称符号含义基本图形符号d′=0.35mm (d′－符号线宽)H1=3.5mmH2=7mm未指定工艺的表面，当通过一个注译时可单独使用扩展图形符号用去除材料方法获得的表面；仅当其含义是“被加工表面”时可单独不去除材料的表面，也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管这种状况是通过去除或不去除材料形成的完整图形符号在以上各种符号的长边上加一横线，以便注写对表面结构的各种要求注：表中d′、H1和H2的大小是当图样中尺寸数字高度选取h＝3.5mm时按GB/T131-2006的相应规定给定的。
表中H2是最小值，必要时允许加大。
4.表面结构代号表面结构符号中注写了具体参数代号及数值等要求后即称为表面结构代号。
表面结构代号的示例及含义见见表9-2。
表9-2 表面结构代号示例NO. 代号示例含义/解译补充说明1表示不允许去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓，算术平均偏差0.8，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”（默认）。
参数代号与极限值之间应留空格（下同），本例未标注传输带，应理解为默认传输带，此时取样长度可由GB/T10610和GB/T6062中查取2表示去除材料，单向上限值，默认传输带，R轮廓，粗糙度最大高度的最大值0.2，评定长度为5个取样长度（默认），“最大规则”。
示例N0.1～No.4均为单向极限要求，且均为单向上限值，则均可不加注“U”，若为单向下限值，则应加注“L”3表示去除材料，单向上限值，传输带0.008-0.8mm，R轮廓，算术平均偏差3.2，评定长度为5传输带“0.008-0.8”中的前后数值分别为短波和长波滤波器的截止个取样长度（默认），“16%规则”（默认）。
波长（），以示波长范围。
此时取样长度等于，则4表示去除材料，单向上限值，传输带：根据GB/T6062，取样长度0.8mm （默认0.0025mm ），R轮廓，算术平均偏差3.2，评定长度为3个取样长度，“16%规则”（默认）。
传输带仅注出一个截止波长值（本例0.8表示值）时，另一截止波长值应理解成默认值，由GB/T6062中查知5表示不允许去除材料，双向极限值，两极限值均使用默认传输带，R 轮廓，上限值：算术平均偏差3.2，评定长度为5个取样长度（默认），“最大规则”，下限值：算术平均偏差0.8，评定长度为5个取样长度（默认），“16%规则”（默认）。
本例为双向极限要求，用“U ”和“L ”分别表示上限值和下限值。
在不致引起歧义时，可不加注“U ”、“L ”5.表面结构表示法在图样中的注法表面结构要求对每一表面一般只注一次，并尽可能注在相应的尺寸及其公差的同一视图上。
除非另有说明，所标注的表面结构要求是对完工零件表面的要求。
见表9-3。
表9-3 表面结构表示法在图样中的注法 图例说明为了表示表面结构的要求，除了标注表面结构参数和数值外，必要时应标注补充要求，包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。
这些要求在图形符号中的注写位置：位置a：注写表面结构的单一要求位置a和b:a注写第一表面结构要求b注写第二表面结构要求位置c:注写加工方法，如“车”、“磨”、“镀”等位置d: 注写表面纹理方向，如“=”、“x”、“m”位置e: 注写加工余量1）当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，在完整图形符号上加一圆圈，标注在图样中工件的封闭轮廓线上2)表面结构的注写和读取方向与尺寸的注写和读取方向一致。
表面结构要求可标注在轮廓线上，其符号应从材料外指向并接触表面。
3)必要时，表面结构也可用带箭头或黑点的指引线引出标注4)在不致引起误解时，表面结构要求可以标注在给定的尺寸线上5)表面结构要求可标注在形位公差框格的上方6)圆柱和棱柱表面的表面结构要求只标注一次7)如果每个棱柱表面有不同的表面要求，则应分别单独标注6.表面结构要求在图样中的简化注法有相同表面结构要求的简化注法见表9-4。
表9-4 有相同表面结构要求的简化注法a)不同的表面结构要求应直接标注在图形中1)如果在工件的多数(包括全部)表面有相同的表面结构要求时，则其表面结构要求可统一标注在图样的标题栏附近。
此时，表面结构要求的符号后面应有：在圆括号内给出无任何其他标注的基本符号（图a）2)在圆括号内给出不同的表面结构要b）求（图b）3)多个表面有共同要求的注法，用带字母的完整符号的简化注法，以等式的形式，在图形或标题栏附近，对有相同表面结构要求的表面进行简化标注。
4)只用表面结构符号的简化注法用表面结构符号，以等式的形式给出对多个表面共同的表面结构要求。
a)b)5)两种或多种工艺获得的同一表面的注法由几种不同的工艺方法获得的同一表面，当需要明确每种工艺方法的表面结构要求时，可按图a）所示进行标注(图中Fe表示基体材料为钢，Ep表示加工工艺为电镀)b)图所示为三个连续的加工工序的表面结构、尺寸和表面处理的标注（第一道工序：单向上限值，Rz＝1.6μm，“16% 规则”(默认)默认评定长度，默认传输带，表面纹理没有要求，去除材料的工艺；第二道工序：镀铬，无其他表面结构要求；第三道工序：一个单向上限值，仅对长为50mm 的圆柱表面有效，Rz＝6.3μm，“16% 规则”(默认)，默认评定长度，默认传输带，表面纹理没有要求，磨削加工工艺）GB/T 131—2006《产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法》介绍一、概况第一代GPS语言是以几何学理论为基础，适合于描述理想几何形状的工件。
以此为基础制定的设计规范没有考虑生产过程中实际工件的多变性，缺乏表达各种功能和控制要求的图形语言，图纸不能充分地精确表述对几何特征误差控制的要求，而造成功能要求失控；检验过程由于缺乏误差控制的设计信息，使得合格评定缺乏唯一的准则，从而造成测量评估失控。
标准体系缺乏功能要求、设计规范及测量评定方法等相关信息之间准确的表达和系统的传递方法，造成设计和功能的不统一，检验与设计的不一致，成为产品不能上水平的主要原因。
新一代GPS将建立一个完整的图样标注体系，其目的是更完整、准确地定义制图公差要求。
它需要更精确丰富的公差语言，通过包含完整检验方法的公差标注来表达工件不同的功能要求。
根据国家标准化管理委员会制、修订国家标准项目计划,等同ISO1302-2002“产品几何技术规范（GPS）技术产品文件中表面结构的表示法”标准对我国GB/T131-1993标准进行了修订，于2005年12月下旬在标委会年会上通过技术审查并整理报批，现在出版阶段。
二、主要技术内容的变化本标准与80年代的标准相比，技术内容变化很大，这些变化的重要性和影响如下：1）重新定义了表面结构测量仪器（GB/T 6062）；导头仪器不再是标准仪器。
表面结构参数的“真值”由绝对测量仪器确定。
2）采用了不同的滤波特征（GB/T 18777，数字相位修正高斯滤波器）定义了新的滤波器。
原来的2RC模拟滤波器不再是标准滤波器。
3）除已有的R-轮廓或粗糙度轮廓外，还定义了两个新的表面结构轮廓[W-轮廓（波纹度轮廓）和P-轮廓（原始轮廓）]。
三个表面结构轮廓构成所有表面结构参数的基础，如Ra,Wa 和Pa ，见附录E，GB/T 3505和GB/T 18778.3。
4）表面结构（三种轮廓）现在通过一个传输带定义（短波滤波器和长波滤波器），而不是仅仅通过一个“截止滤波器”（长波滤波器）来定义，见附录G，GB/T 6062和GB/T 18777文本。
5）表面结构参数代号和数值在图样上的标注位置有较大的改动。
6）表面结构参数代号的书写字体也有所不同。
参数代号现在为大小写斜体（如Ra和Rz），下角标如Ra和Rz不再使用。
7）表面结构参数代号和及其定义已改变（见GB/T 3505）。
原来的表面粗糙度参数Rz(微观不平度十点高度)已经取消，不再被认可为标准符号。
参数代号Rz已经取代了原标准中Ry。
8）已经定义并标准化了三组/类新的表面结构参数，即图形参数、基于线性支承率曲线的参数和基于概率支承率曲线的参数（见GB/T 18618，GB/T 18778.2和GB/T 18778.3）。
