表面粗糙度

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，刀具和巳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垦，通常按波距的大小分为：波距的属表面粗糙度；波距在1-lOmm间的属表面波度；波距〉10mm的属于形状误垦。

住肚it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，稳定性越蚩。

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.M虑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41。

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1口=51。

5.轮廓中线m 用以评定表面粗糙度值的基准线。

(1)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：(，r Z2J(> " dx = min(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，并使上、下两部分的面积相等的基准线。

表面粗糙度的国家标准主要术语及定义(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。

工件表面粗糙度是数字越小表面越光滑吗？数字的单位是um,看下面的参数可以知道数值越小工件表面越光滑表面粗糙度参数共有3个分别是Ra Rz RyRa 在取样长度内，轮廓偏距绝对值的算术平均值Rz 在取样长度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Ry 在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离顺便说一下表面粗糙度的表示方法:如果粗糙度表示符号是一个对号,里面加小短横,意思是通过加工的方法获得的表面粗糙度如果粗糙度表示符号是一个对号,里面加小圆圈,意思是非加工表面的粗糙度如果粗糙度表示符号是一个对号,里面什么也没有,意思是表面粗糙度无论用什么办法获得都可以如果图面没标注粗糙度选用Ra 还是Rz 还是Ry 的情况下应选用Ra.旧标准是级数越高越光洁，新标准是标注数字越小越光洁.（RMS）微粗糙度表面粗糙度是影响表面的物理和化学性能的重要因素。

表面粗糙度
1、表面粗糙度的概念：
零件加工后形成的微观表面状况叫表面粗糙度。

2、表面粗糙度的符号：
基本符号，单独使用这个符号没有意义。

基本符号上加一端线，表示表面粗糙度是用去除材料的方法获得，例如：车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工等。

基本符号上加一圆圈，表示表面粗糙度是用不去除材料的方法获得，例如：铸、锻、冲压、热轧、冷轧、粉末冶金等。

3、表面粗糙度R a值：
R a值越大，表面越粗糙，R a值一般有50、12.5、6.3、3.2、1.6、0.8、0.4 ……0.006微米。

4、表面粗糙度R a值的标注方法：
○1：表面粗糙度标注的一般要求：在同一图样中，每一表面一般只标注一次符号，要标注在可见轮廓线、尺寸界线或延长线上，符号的等边三角形如同刀尖指向并指与被加工的表面。

○2：当零件全部表面的特征要求均相同时，其符号可以在图样的右上角同一标注。

5、表面粗糙度R a值的表面特征如下：
○1：R50 （明显可见刀痕）○2：R25 （微见刀痕）○3：R12.5（可见加工痕迹）○4：R6.3（微见加工痕迹）○5：R3.2（看不见加工痕迹）○6：R3.2（可见加工痕迹的方向）○7：R1.6（微见加工痕迹的方向）○8：R0.8（微辩加工痕迹的方向）○9：R0.4（不可微辩加工痕迹的方向）○10：R0.2 （暗光泽面）○11：R0.1 （亮光泽面）○12：R0.05 （镜状光泽面）○13：R0.025 （雾状光泽面）○14：R0.012 （镜面）。

表面粗糙度表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度 [1]。

其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。

表面粗糙度越小，则表面越光滑。

通常把波距小于1mm 尺寸的形貌特征归结为表面粗糙度，1~10mm尺寸的形貌特征定义为表面波纹度，大于10mm尺寸的形貌特征定义为表面形貌表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。

由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。

我国国家标准有GB/T 131-2006《表面结构的表示法》，规定了表面粗糙度的表示方法，适用于表面粗糙度的标注和图样标注；GB/T 1031-2009《表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值》，规定了表面粗糙度的参数及其数值，适用于机械加工表面质量的评定，也可用于制定机械加工工艺规程和设计模具等。

一、发展历史为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。

从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。

1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。

但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。

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。

表面粗糙度（表面光洁度）的定义及说明一，表面粗糙度/表面光洁度定义国家标准主要术语及定义本资料给出的参数符合GB/T 3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的述语、定义及参数》。

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：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Smi，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tp 轮廓支承长度率就是轮廓支承长度np与取样长度L之比。

另附：表面光洁度与粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)表面粗糙度符号表面粗糙度surface roughness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。

它是互换性研究的问题之一。

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等。

详解表面粗糙度一、什么是表面粗糙度？在技术交流中，很多人习惯使用“表面光洁度”指标。

其实，“表面光洁度”是按人的视觉观点提出来的，而“表面粗糙度”是按表面微观几何形状的实际提出来的。

因为要与国际标准(ISO)接轨，国标中早已不再使用“表面光洁度”这个表达术语，正规、严谨的表达均应使用“表面粗糙度”一词。

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。

其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。

具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况。

一般按S分：S＜1mm为表面粗糙度1≤S≤10mm为波纹度S＞10mm为f形状二、表面粗糙度形成因素表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动、电加工的放电凹坑等。

由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

三、表面粗糙度评定依据1）取样长度各参数的单位长度，取样长度是评价表面粗糙度规定一段基准线的长度。

在ISO1997标准下一般使用0.08mm、0.25mm、0.8mm、2.5mm、8mm为基准长度。

Ra、Rz、Ry的取样长度L与评定长度Ln选用值2）评定长度由N个基准长度所构成。

零部件表面各部分的表面粗糙度，在一个基准长度上无法真实地体现出粗糙度真实参数，而是需要取N个取样长度来评定表面粗糙度。

在ISO1997标准下评定长度一般为N等于5。

3）基准线基准线是用以评定表面粗糙度参数的轮廓中线。

四、表面粗糙度评定参数1）高度特征参数Ra轮廓算术平均偏差：在取样长度（lr）内轮廓偏距绝对值的算术平均值。

在实际测量中，测量点的数目越多，Ra越准确。

Rz轮廓最大高度：轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。

在幅度参数常用范围内优先选用Ra。

在2006年以前国家标准中还有一个评定参数为“微观不平度十点高度”用Rz表示，轮廓最大高度用Ry表示，在2006年以后国家标准中取消了微观不平度十点高度，采用Rz表示轮廓最大高度。

表面粗糙度的评定标准及方法当钢材表面经喷射清理后，就会获得一定的表面粗糙度或表面轮廓。

表面粗糙度可以用形状和大小来进行定性。

经过喷射清理，钢板表面积会明显增加很多,同时获得了很多的对于涂层系统有利的锚固点。

当然，并不是粗糙度越大越好，因为涂料必须能够覆盖住这些粗糙度的波峰。

太大的粗糙度要求更多的涂料消耗量。

一般的涂料系统要求的粗糙度通常为 Rz40~75微米.1．粗糙度的定义对表面粗糙度的定义有以下几种:hy：在取样长度内，波峰到波谷的最大高度， ISO8503—3（显微镜调焦法）Ry：在取样长度内,波峰到波谷的最大高度,ISO8503—4（触针法）Ra：波峰和波谷到虚构的中心线的平均距离， ISO 3274Ry5:在取样长度内，五个波峰到波谷最大高度的算术平均值，ISO8503—4（触针法）有关 Rz的表述与 Ry5其实是相同的，Rz的表述来自于德国标准 DIN 4768-1.Ra和 Rz 之间的关系是 Rz相当于 Ra 的 4～6倍。

2. 表面粗糙度的评定标准为了测定钢板表面粗糙度，不同的标准规定了相应的仪器可以使用,测量值以微米(µm)为单位。

国际标准分 ISO 8503 成五个部分在来说明表面粗糙度：ISO8503—1：1995表面粗糙度比较样块的技术要求和定义ISO8503-2：1995喷射清理后钢材表面粗糙度分级―样板比较法ISO8503-3:1995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法―显微镜调焦法ISO8503—4:1995 ISO基准样块的校验和表面粗糙度的测定方法，触针法ISO8503-5:2004表面轮廓的复制胶带测定法我国的国家标准 GB/T 13288-91《涂装前钢材表面粗糙度等级的评定（比较板块法)》，参照 ISO8503所制订。

3。

比较样块法评定表面粗糙度在涂装现场较为常用的粗糙度评定方法是比较样块法。

常用的粗糙度比较块有英国易高elcometer125,荷兰TQC LD2040、LD2050以及英国PTE R2006、R2007等。