粗糙度的评定参数

表面粗糙度高度参数有3种：1.轮廓算数平均偏差：轮廓算数平均偏差Ra是指在取样长度L内，被测轮廓上各点到基准线的距离Yi的绝对值的算数平均平均值。

2.微观不平度十点高度：微观不平度十点高度Rz是指在取样长度L内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高Ypi的平均值与五个最大轮廓谷底Yvi的平均值之和。

3.轮廓最大高度：轮廓最大高度Ry是指在取样长度L内，被测轮廓的峰顶线与轮谷线之间的距离。

表征微观不平度高度特性的评定参数Ra、Rz、Ry的数值愈大则表面越粗糙。

在高度评定参数中，Ra的概念颇为直观，Ra值反应实际轮廓微观几何形状特性的信息量最大，且Ra值用触针式电动轮廓仪测量比较容易。

因此对于光滑表面和半光滑表面，普遍采用Ra作为评定参数。

但受测量仪器的限制，极光滑和极粗糙的表面不能用Ra评定。

评定参数Rz的概念较为直观，Rz值通常用非接触式的光切显微镜测量。

但Rz值只反应取样长度内峰高和谷底的十个点，不能反应峰顶的尖锐和平顿的几何形状特性，因此Rz值不如Ra值反应得微观几何形状特性全面。

评定参数Ry的概念简单，Ry值得测量方便，但Ry值不及Rz、Ra值反应的微观几何形状特性全面。

Ry值与Ra、Rz值连用控制微观不平度的谷深用来评定某些不允许出现较大加工痕迹和受交变应力作用的表面。

RMS值实际就是有效值，就是一组统计数据的平方的平均值的平方根。

因为RMS系统是英制单位一般的有：RMS*25.4/1000=RA举例:RMS64 = 64*25.4/1000= RA 1.6几个常用的如下:RMS250 = RA6.4RMS125 = RA3.2RMS64 = RA1.6RMS32 = RA0.8表面粗糙度外国与中国标准对照N1－－0.025um；N2－－0.05um；N3－－0.1um；N4－－0.2um；N5－－0.4um；N6－－0.8um；N7－－1.6um；N8－－3.2um；N9－－6.3um；N10－－12.5um；N11－－25um；日本表面粗糙度的老标准。

表面粗糙度高度参数有3种：1.轮廓算数平均偏差：轮廓算数平均偏差Ra是指在取样长度L内，被测轮廓上各点到基准线的距离Yi的绝对值的算数平均平均值。

2.微观不平度十点高度：微观不平度十点高度Rz是指在取样长度L内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高Y pi的平均值与五个最大轮廓谷底Y vi的平均值之和。

3.轮廓最大高度：轮廓最大高度Ry是指在取样长度L内，被测轮廓的峰顶线与轮谷线之间的距离。

表征微观不平度高度特性的评定参数Ra、Rz、Ry的数值愈大则表面越粗糙。

在高度评定参数中，Ra的概念颇为直观，Ra值反应实际轮廓微观几何形状特性的信息量最大，且Ra值用触针式电动轮廓仪测量比较容易。

因此对于光滑表面和半光滑表面，普遍采用Ra作为评定参数。

但受测量仪器的限制，极光滑和极粗糙的表面不能用Ra评定。

评定参数Rz的概念较为直观，Rz值通常用非接触式的光切显微镜测量。

但Rz值只反应取样长度内峰高和谷底的十个点，不能反应峰顶的尖锐和平顿的几何形状特性，因此Rz值不如Ra值反应得微观几何形状特性全面。

评定参数Ry的概念简单，Ry值得测量方便，但Ry值不及Rz、Ra值反应的微观几何形状特性全面。

Ry值与Ra、Rz值连用控制微观不平度的谷深用来评定某些不允许出现较大加工痕迹和受交变应力作用的表面。

RMS值实际就是有效值，就是一组统计数据的平方的平均值的平方根。

因为RMS系统是英制单位一般的有：RMS*25.4/1000=RA举例:RMS64 = 64*25.4/1000= RA 1.6几个常用的如下:RMS250 = RA6.4RMS125 = RA3.2RMS64 = RA1.6RMS32 = RA0.8表面粗糙度外国与中国标准对照N1－－0.025um；N2－－0.05um；N3－－0.1um；N4－－0.2um；N5－－0.4um；N6－－0.8um；N7－－1.6um；N8－－3.2um；N9－－6.3um；N10－－12.5um；N11－－25um；日本表面粗糙度的老标准。

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。

表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定表面粗糙度的评定对于具有表面粗糙度要求的零件表面，加工后需要测量和评定其表面粗糙度的合格性。

1. lc滤波器（lc profile filter）lc滤波器是指确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器2. ls滤波器（ls profile filter）ls滤波器是指确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。

3.原始轮廓（primary profile）原始轮廓是指在应用短波长滤波器ls之后的总的轮廓。

4.粗糙度轮廓（roughness profile）粗糙度轮廓是对原始轮廓采用lc滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。

这是故意修正的轮廓。

以下所涉及到的轮廓，若无特殊说明，均指粗糙度轮廓。

评定基准为了合理、准确地评定被测表面的粗糙度，需要确定间距和幅度两个方向的评定基准，即取样长度、评定长度和轮廓中线。

1. 取样长度（lr ）取样长度是指用于判别被评定轮廓不规则特征的X 轴向上的长度，即测量和评定表面粗糙度时所规定的X 轴方向上的一段长度，取样长度在数值上与lc 滤波器的标志波长相等。

X 轴方向与间距方向一致。

规定取样长度的目的是为了限制和减弱被测表面其它几何形状误差，特别是表面波纹度对测量、评定表面粗糙度的影响。

表面越粗糙，取样长度就越大。

2. 评定长度ln（evaluation length）用于判别被评定轮廓的X 轴方向上的长度。

由于零件表面粗糙度不一定均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映整个表面粗糙度特征，因此，在测量和评定时，需规定一段最小长度作为评定长度。

评定长度包含一个或几个取样长度，如图4-2 所示。

一般取ln =5lr ，如被测表面均匀性较好，测量时可选ln <5lr ；均匀性差的表面，可选ln >5lr 。

3. 轮廓中线(mean lines)用轮廓滤波器lc 抑制了长波轮廓成分相对应的中线。

即具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。

一、表面粗糙度及原因表面粗糙度：是一种微观几何形状误差又称微观不平度。

表面粗糙度的产生原因：在加工过程中，刀具和零件表面间产生磨擦、高频振动及切削时在工作表面上留下的微观痕迹。

对评定参数的基本要求：（1）正确、充分反映表面微观几何形状特征；（2）具有定量的结果；（3）测量方便。

二、评定参数:国标从水平和高度两方向各规定了三个评定参数：三个基本参数（水平），三个附加的评定参数（高度）2.1、取样长度L、评定长度L、轮廓中线m2.2、6个评定参数： 3个基本、3个附加2.1.1取样长度l：用于判别和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度。

量取方向：它在轮廓总的走向上。

目的：限制和削弱表面波度对表面粗糙度测量结果的影响。

(几何滤波)选择原则： 5λ≤l≤λp /32．1.2评定长度L ：评定轮廓所必须的一段长度，它包括一个或数个取样长度。

目的：为充分合理地反映某一表面的粗糙度特征。

（加工表面有着不同程度的不均匀性）。

选择原则：一般按五个取样长度来确定。

2.1.3轮廓中线m：是评定表面粗糙度数值的基准线。

具有几何轮廓形状与被测表面几何形状一致，并将被测轮廓加以划分的线。

类型有：（1）最小二乘中线：使轮廓上各点的轮廓偏转距y（在测量方向上轮廓上的点至基准线的距离）的平方和为最小的基准线。

（2）算术平均中线：在取样长度范围内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上下两部分面积相等的线。

2.2.1轮廓算术平均偏差Ra ：在取样长度L 内，轮廓偏转距绝对值的算术平均值。

2.2.2微观不平度十点高度：在取样长度内五个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，如图所示。

用公式表示为：在取样长度内，也可从平行于轮廓中线m 的任意一根线算起，计算被测轮廓的五个最高点（峰）到五个最低点（谷）之间的平均距离 2.2.3轮廓最大高度：在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离，如图2.3表面粗糙度的三个水平参数：轮廓微观不平度的平均间距Sm 、轮廓单峰平均间距S 、轮廓支承长度率tpR z(...)(...)h h h h h h 24101395+++-+++R y y y p v =+max max三、一般规定1．为保证零件的表面质量，可按功能需要规定表面粗糙度。

粗糙度知识摘要一、英国泰勒TR120粗糙度仪工作原理测针垂直于表面横移，测针便随着表面微观几何形状的变化作垂直运动，压电传感器把测针位移的信号转换成电信号，通过滤波，计算出表面粗糙度参数值。

测针的尺寸和形状是影响获取表面轮廓信息是否真实的首要因素。

二、粗糙度评定参数及数值1、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。

一般情况下当Ra＞0.1～2.0µm时，取样长度为0.8µm。

2、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。

（一般取的5个取样长度，且其测量长度不能低于评定长度，这样才能提供足够的数据量进行分析。

）3、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。

4、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。

4.1、表面粗糙度常用高度参数:4.1.1 Ra--轮廓算术平均偏差：在取样长度L内，轮廓偏离平均线的绝对值的算术平均值。

R a的图形解释Ra的局限性：不同特性的表面可能产生相同的Ra值。

4.1.2 Rz--粗糙度最大峰-谷高度：平均峰谷高度，是指每一个取样长度内粗糙度轮廓的最大轮廓峰顶高度与最大谷底深度之和，通常取5个取样长度范围内的平均值；R z的图形解释局限性当考虑摩擦和磨损特性时，由于表面的相互作用集中在此，因此峰是重要的。

峰的存在使得零件尺寸的测量受到磨损而不可靠，因为磨损去除了应包括在原始测量中的峰。

谷对于润滑油的保持是重要的。

然而破裂传播和侵蚀从谷开始。

不能保证测量会包括极端的表面。

因此，如果一个表面被重新测量偶数次以上，那么表面的一点不同部分可能引起结果的变化。

4.1.3 Rp--原始最大的轮廓峰高：在取样长度内，在平均线以上的轮廓的最大高度,通常取5个取样长度范围内的平均值。

表⾯粗糙度的评定及测量⽅法？⼀、表⾯粗糙度的概念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、 VDI3400、Ra、Rmax对照表国家标准规定常⽤三个指标来评定表⾯粗糙度（单位为µm）：轮廓的平均算术偏差Ra、不平度平均⾼度Rz和最⼤⾼度Ry。

在实际⽣产中多⽤Ra指标。

轮廓的最⼤微观⾼度偏差Ry在⽇本等国常⽤Rmax符号来表⽰，欧美常⽤VDI指标。

下⾯为VDI3400、Ra、Rmax对照表。

三、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。

四、表⾯粗糙度对零件的影响主要表现影响耐磨性。

表⾯越粗糙，配合表⾯间的有效接触⾯积越⼩，压强越⼤，摩擦阻⼒越⼤，磨损就越快。

影响配合的稳定性。

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，降低了连接强度。

影响疲劳强度。

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。

影响耐腐蚀性。

粗糙的零件表⾯，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。

影响密封性。

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。

影响接触刚度。

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。

机器的刚度在很⼤程度上取决于各零件之间的接触刚度。

影响测量精度。

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。

表面粗糙度等级前面说过，任何一个完整的零件，它都由表面和内部组成。

而作为最终实现机器功能的零件的表面的质量就决定了机器的功能，那么表面的质量就成了零件生产中最关键的问题。

这里只是想从几个方面来讨论零件表面的粗糙度等级。

表面粗糙度是指在规定的条件下所测量到的用以描述零件加工表面质量特性的参数。

它可以反映出零件表面的光洁程度、波纹性和形状精度等等。

粗糙度的表示方法有很多，比如通常的，还有以下两种：一是罗纹表示法：二是轮廓线图形表示法。

但是，最基本的是下面三种：（一）表面粗糙度的分类1、按相对于零件轮廓之位置分类： A、内表面：指紧靠轴承内圈或齿轮的表面。

B、外表面：指垂直于零件轮廓线的表面，或与轮廓线成一角度的表面。

2、按轮廓表面纹理的不同： A、线状（连续曲线）表面。

B、点状（断续曲线）表面。

3、按表面纹理间距离的大小： A、微观纹理； B、宏观纹理。

4、按表面粗糙度的取样标准不同： A、轮廓线法； B、断面轮廓法。

（二）评定参数1、评定长度： Ra。

2、评定宽度： Ra。

3、评定高度：Ra。

4、计算： Ra＝∑d1 Ra＋（ n-1） dnRa。

（三）评定依据： Ra 是评定零件表面质量的一个最重要的技术参数，各国制订了一些评定参数，作为评定零件表面质量的依据。

根据各国标准规定，表面粗糙度共有12项评定参数，由粗到细分别为： Ra≤0.16μm、 Ra0.16～0.40μm、 Ra0.40～0.63μm、 Ra0.63～0.80μm、 Ra0.80～1.6μm、Ra1.6～2.4μm、 Ra2.4～4.8μm、 Ra4.8μm以上。

按轮廓表面纹理的不同，可将轮廓表面划分为7类： 1、轮廓微观纹理a）线纹理； b）面纹理； c）点纹理； d）成型纹理。

2、轮廓宏观纹理a）平面波纹； b）曲面波纹； c）表面振动； d）锯齿状波纹； e）波浪状波纹。

（四）几何形状误差的种类及其主要影响因素。

粗糙度参数RzRmax、Rt、R3z、RPc等的定义及测量表⾯粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量在GB/T3505-2000《产品⼏何技术规范表⾯结构轮廓法表⾯结构术语、定义及参数》中定义了表⾯粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)R a、R q、R sk、R ku和间距参数、混合参数等，虽然该标准等效采⽤了ISO4287:1997《⼏何产品规范(GPS)表⾯特征:轮廓法表⾯结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满⾜我国⽬前⼯业⽣产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出⼀些⾮标的表⾯粗糙度参数的技术要求，例如R max(DIN EN ISO 4287)、RP c(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。

这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此⽣产部门对这些参数的准确测量都有迫切的需求。

同时，对这些参数的正确认识及理解能有效地指导⽣产过程，在使产品技术指标满⾜要求的同时可有效降低⽣产成本。

笔者在实际⼯作中经常会为⼀些⼚家测量这样的参数，如发动机冷凝管内表⾯的R max、R t等参数、轴类零件的RP c参数。

现结合实例对这些参数的定义和测量⽅法作⼀些说明，以供参考。

⼀、参数的定义1.参数R z(GB/T3505-2000)在⼀个取样长度lr内，最⼤轮廓峰⾼和最⼤轮廓⾕深之和的⾼度如图1所⽰。

图1 参数R z⽰意图这⾥R z的定义和GB/T3505-1983《表⾯粗糙度术语表⾯及其参数》中的定义已经完全不同。

GB/T3505-1983中R z符号曾⽤于指⽰“不平度的⼗点⾼度”。

正在使⽤中的⼀些表⾯粗糙度测量仪器⼤多只能测量以前的参数R z。

因此，采⽤现⾏的技术⽂件和图样时必须⼩⼼慎重，因为⽤不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差别，并不都是⾮常微⼩⽽可忽略的。

2.参数R max(DIN EN ISO 4287)参数R max与参数R zi之间有些关系，因此⾸先介绍R zi的定义。