表面粗糙度参数

表面参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量甘晓川张瑜刘娜石作德谷荣凤在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。

表面粗糙度主要评定参数中的高度参数
在表面粗糙度评定中，高度参数是指表面上的高度或峰谷之间的差异度量。

常用的高度参数有以下几种：
1. Ra（平均粗糙度）：Ra是指整个表面上所有峰谷高度的平
均值。

它是最常用的粗糙度参数，用于描述整体表面的粗糙度。

2. Rz（最大峰谷高度）：Rz是指峰和谷之间的最大高度差。

它可以提供表面上最大的峰谷高度信息，用于评估表面的横向波动性。

3. Rq（平均峰谷高度）：Rq是指整个表面上峰与谷之间的平
均高度差。

它可以提供表面的整体波动性信息。

4. Rmax（最大峰谷高度）：Rmax是指峰和谷之间的最大高度差。

它表示表面上最大的峰谷高度，用于评估表面的最大波动性。

5. Rt（总高度差）：Rt是指整个表面上峰和谷之间的总高度差。

它可以提供表面的总体粗糙程度信息。

这些高度参数可以通过光学测量、接触测量等方法获得，用于描述和评定表面的粗糙度。

表面粗糙度数值
表面粗糙度是表明表面技术性能的重要指标。

它直接关系到产品质量和稳定性。

表面粗糙度的规定可以从表面粗糙度的数值上来看：
①Ra：粗糙度半径（表面光滑程度和斜度），可测量物体表面不规则性的程度。

Ra的取值为0.1μm～1.25μm。

②Rz：相邻峰值上高度差，即表面粗糙高度，表示物体表面细微的凹凸不平度。

Rz部位取值为2.5μm～6.3μm。

③Rmax：表面深坑最大深度，取值为2.5μm～25μm。

④Ry：表面深坑最高处和表面主线之间的高度，多指表面凹凸度，取值为0.8μm～3.2μm。

⑤Sm：表面的垂直精度、梯度角，取值由0.001～25，决定表面形状的平滑程度。

⑥Sv：表面平缓行进距离，取值为2μm～50μm。

为保证产品质量，应选择合适的表面粗糙度数值。

根据表面粗糙度，一般情况下Ra值在0.3～3.2μm，Rz值在6.3μm以下，Rmax值在
2.5～25μm之间，Ry值在1.6～
3.2μm之间，Sm值在0.001～2，
Sv值在2～50μm之间。

此外，表面粗糙度的取值也可以根据具体的使用条件和相关的机械表
面性能参数来确定。

例如，在尺寸检测中，通常可以根据Ra值、不同
表面质量等级的数值确定表面状态；同时也应考虑到表面的机械性能，比如耐磨性和抗腐蚀性等参数的取值。

为满足日益增长的客户需求，合理的表面粗糙度规范无疑可以更好地
满足客户的要求，并有助于形成行业规范和标准。

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。

光学表面粗糙度参数介绍光学表面粗糙度是指光学元件表面的不平整程度，它对光学性能和功能起着重要的影响。

为了准确描述和评估光学表面的粗糙度，人们提出了一系列的参数。

本文将介绍几个常用的光学表面粗糙度参数，包括均方根粗糙度、峰谷值、相关长度等。

1. 均方根粗糙度（Root Mean Square Roughness，RMS）均方根粗糙度是最常用的表征光学表面粗糙度的参数之一。

它是通过将表面高度的偏离值平方求和后再开平方得到的。

均方根粗糙度越小，表面越光滑。

在光学制造和检测中，常采用白光干涉仪或原子力显微镜等设备来测量表面的均方根粗糙度。

2. 峰谷值（Peak-to-Valley，P-V）峰谷值是指光学表面最高点与最低点之间的垂直距离。

它表示了表面的最大高低起伏。

峰谷值越小，表面越平坦。

在实际应用中，峰谷值常常与光学元件的设计要求相比较，以评估其表面的质量。

3. 相关长度（Correlation Length）相关长度是描述光学表面粗糙度的另一个重要参数。

它是指表面高度变化的相关性延伸的尺度。

相关长度越大，表面变化的尺度越大，表面粗糙度越显著。

相关长度可以通过计算表面高度自相关函数的半高宽来得到。

除了上述几个常用的光学表面粗糙度参数，还有一些其他的参数也被广泛应用于光学领域，如自相关函数、功率谱密度等。

这些参数可以提供更加详细和全面的表面粗糙度信息。

光学表面粗糙度参数的选择与使用需要根据具体的应用需求和光学元件的特性来确定。

不同的参数对不同类型的光学元件具有不同的敏感性，因此在实际应用中需要综合考虑。

光学表面粗糙度的控制和改善是光学制造和加工的关键问题之一。

通过优化制造工艺、选择合适的材料和处理方法，可以有效地降低光学表面的粗糙度。

同时，对于某些特殊应用，如光学波导和光纤等，对表面粗糙度的要求更加严格，需要采用更加精细的加工方法和技术。

光学表面粗糙度参数是评估和描述光学元件表面质量的重要工具。

它们能够提供关于表面粗糙度的定量信息，帮助人们更好地理解和控制光学性能。

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：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。

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 = min⑵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。

表面粗糙度的评定参数
表面粗糙度是表面形貌的量化指标，是表面质量的重要指标之一。

评定表面粗糙度的主要参数有：
一、表面粗糙度的高斯分布参数
1、测量深度Ra：即表面峰值和谷值间的平均值；
2、由测量深度计算出的标准差S；
3、计算的均方根值Rq；
4、计算的均方根偏差Rt。

二、表面粗糙度的信息熵参数
1、计算表面奇异点Ss；
2、由求表面奇异点计算出的表面信息熵Se；
3、表面测试量M1、M2、M3、M4；
三、表面粗糙度的尖峰特征参数
1、表面尖峰特征量MR1、MR2；
2、表面尖角特征量MRc；
四、表面粗糙度的最大平坦度参数
1、全面积法平坦度Tp；
2、一次谱分析法平坦度Tpr；
3、谱分析-全面积法平坦度Tpz；
4、以及对应的峰值面积比和细节库仑数。

上述参数均为表面粗糙度分析时必不可少的参数，只有熟练掌握这些参数，才能准确分析表面粗糙度水平。

表面粗糙度偏高、偏低或理想大小的不同，会引起产品性能的显著差异，表面粗糙度的精度对于产品的高低质量以及在一定的环境中的使用寿命，都有很大的影响。

因此，表面粗糙度的正确评估很重要，需要充分了解上述参数的特点，理解表面毛糙的原因，并正确采取措施改善。

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Ry3、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定标注。

4）、代号中的数字方向应与尺寸数字的方向一致。

5）、符号的尖端必须从材料外指向表面。

标注举例：6）、齿轮、蜗轮齿面对于齿轮、蜗轮齿面的粗糙度，应标注在表示分度圆的点画线上。

如果图形中的位置有限，粗糙度也可以引出标注或注在尺寸线的延长线上。

表面粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量GB/T3505-2000《产品几何技术规表而结构轮廉法表面结构术语、定义及参数》中左义了表而粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)丘、凡、心、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(GPS)表而特征: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而粗糙度参数的技术要求，例如盛(DIN EN ISO 4287)、超(prEN 10049)、^(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，如发动机冷凝管表而的屆二、乩等参数、轴类零件的曲参数。

现结合实例对这些参数的左义和测量方法作一些说明，以供参考。

一、参数的定义1.参数足(GB/T3505-2000)在一个取样长度lr.最大轮娜峰高和最大轮廉谷深之和的髙度如图1所示。

<CTSM>图1参数尼示意图</CTSM>这里凡的左义和GB/T3505-1983《表而粗糙度术语表面及苴参数》中的泄义已经完全不同。

GB/T3505-1983中凡符号曾用于指示“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戢以前的参数兄。

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汁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。

2.参数血(DIN EN ISO 4287)参数血:与参数凡之间有些关系，因此首先介绍凡的定义。

屆的定义为，在一个取样长度"最髙峰和最低谷之间的垂直距离。