4-2表面结构要求的标注方法和粗糙度轮廓的加工与测量

表面粗糙度符号、代号及其注法标准等效采用ISO1302——1992。

表面粗糙度原称表面光洁度，是指加工表面上所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，一般由加工方法和其它因素形成。

属于几何精度的表面结构范畴。

通俗地讲，就是指零件表面经加工后遗留的痕迹，在微小的区间内形成的高低不平的程度（也可以说成为粗糙的程度）用数值表现出来，作为评价表面状况的一个依据。

它是研究和评定零件表面粗糙状况的一项质量指标，是在一个限定的区域内排除了表面形状和波纹度误差的零件表面的微观不规则状况。

零件在参与工作时，其表面的不规则状况直接影响了表面的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度；也影响了两表面间的接触刚度、密封性；还影响流体运动阻力的大小、导电、导热等性能。

因此，各国十分注意表面粗糙度这门学科的发展。

前苏联、德国和法国等国家成立了专门的研究机构，从事研究表面粗糙度对产品质量的影响，并在改进表面特征状况等方面取得了显著的成果。

表面粗糙度的标准化工作是从三十年代开始发展起来的，和形位公差一样，也是首先从解决图样标注的统一开始的。

前联邦德国标准DIN140发布于1939年，是世界上最早的有关表面粗糙度方面的标准。

这个标准只规定表面粗糙度的符号，把需要加工的表面分为▽、▽▽、▽▽▽、▽▽▽▽，不需要加工的表面用符号∽表示。

由于没有参数标准，因此各个符号均无既定的数值，而是凭目测加以区分。

最早制订表面粗糙度参数标准的是美国，它于1940年发布了美国标准ASAB46.1—1940《表面粗糙度、波纹度和加工纹理》，1947年又修订为ASAB46.1—1947。

标准采用中线制，在高度方向并列四个参数，并规定了数值系列。

美国的现行标准是ANSIB 46.1—1978，与英国、加拿大标准一致。

标准中规定了个各种参数及定义，明确以轮廓算术平均偏差R a为主要参数，其他参数在特殊需要时应用。

它的表面粗糙度数值不分等级，采用与符号一起直接标注在图样上的形式表示。

表面（粗糙度）结构一、表面粗糙度的基本概念二、表面粗糙度的评定三、粗糙度参数及数值的选择四、表面粗糙度在图样上的标注表面结构¾什么是表面结构?¾表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面几何形状的总称。

表面结构的形成:大多数表面是由于粗糙度、波纹度及形状误差综合影响产生的结果。

由于三种特性对零件功能影响各不相同，所以，分别测出它们是很有用的。

表面粗糙度、表面波纹度和形状误差，三者通常按波距（间距）来划分：¾波距小于1mm 的属于表面粗糙度；¾波距在1～10mm的属于表面波纹度；¾波距大于10mm 的属于形状误差。

表面粗糙度、表面波纹度和形状误差，也可按波距和幅度的比值来划分：¾比值小于50的属于表面粗糙度；¾比值在50～1000的属于表面波纹度；¾比值大于1000的属于形状误差。

一、表面粗糙度的基本概念为了正确地测量和评定表面粗糙度以及在零件图上正确地标注其要求，以保证零件的互换性，我国发布了GB/T10610-1998《产品几何技术规范表面结构轮廓法评定表面结构的规则和方法》GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》GB/T15757-2002《产品几何技术规范(GPS)表面缺陷术语、定义及参数》GB/T131-2006《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》一、表面粗糙度的基本概念1.定义加工表面上具有的间距很小(小于1mm)的微小峰谷所形成的微观几何形状特征。

3.对零件使用性能的影响(1)耐磨性相互运动的两零件表面，只能在轮廓的峰顶间接触，当表面间产生相对运动时，峰顶的接触将对运动产生摩擦阻力，使零件磨损。

相互运动的表面越粗糙，实际有效接触面积就越小，压应力就越大，磨损就越快。

表面粗糙度影响润滑的有效性，也影响润滑破坏以后粗糙峰之间碰撞的概率和严酷程度（应力水平和变形大小）。

表面粗糙度的参数、评定及标注方法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1所示。

可用下式表示：②轮廓最大高度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1所示。

图1 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1所示。

表1 Ra、Rz系列值（ um）Ra Rz Ra Rz0.012 6.3 6.30.025 0.025 12.5 12.50.05 0.05 25 250.1 0.1 50 500.2 0.2 100 1000.4 0.4 2000.8 0.8 4001.6 1.6 8003.2 3.2 16002．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2所示。

表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。

粗糙度设定规范目录1.粗糙度的定义—————-—-—--—-—-——-----—-—-----—---—--—--——--—-——-———-——-——---———-22.内容—-—--—-—----—---—--——--——-----—----—-—--—-—--———-——————--——-——-—-———---—-—---24。

1粗糙度介绍—--—-—---—-———--—————-———-—--—-——---——--—-——-----——--———-—-—-—24。

1.1粗糙度产生的原因—-——---—-—-——-—————---—-———————-----————---—-—-——24.1。

2粗糙度的评价标准——--————-————--——-—-----—--—-——------——-—-—----——34。

1。

3表面粗糙度代（符）号及其注法——-—----—---——--——————-——---——64.2表面粗糙度的选用-——-—-----——————--——----——-——-——-—-——-—-—--—————--——114.2.1表面粗糙度的选用原则--———-—--—--------————-—-————---——---—-——114。

2.2表面粗糙度参数值的适用表面----—-----——----———-----—-—---—-124.2。

3轴和孔的表面粗糙度参数推荐值——--—-—--—————-—-———————-—-——134。

2.4各种常用加工方法可能达到的表面粗糙度——--—-——--——---—-144。

2。

5座椅常用部品粗糙度设定—--————-—————-—---—-—--------—--—-————154.3表面粗糙度的检测方法—-------———----—-—---—--—--—-—--——-—————----——163.相关文件—-———---—--——--——--——---———--—--——-—--—-———-—--—-—-—---——-—-———--——-—174.实施要求——---——--———-———-———--——-———-—-—————--———--——-—--————----———--—————-—175.附件—————-----———--————-—-——--——-—-————--—--———---—---—-—-———-——--———----—-————173 定义粗糙度：加工表面上具有的间距很小(小于1mm)的微小峰谷所形成的微观几何形状特征。

表面粗糙度符号、代号及其注法标准等效采用ISO1302——1992。

表面粗糙度原称表面光洁度，是指加工表面上所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性，一般由加工方法和其它因素形成。

属于几何精度的表面结构范畴。

通俗地讲，就是指零件表面经加工后遗留的痕迹，在微小的区间内形成的高低不平的程度（也可以说成为粗糙的程度）用数值表现出来，作为评价表面状况的一个依据。

它是研究和评定零件表面粗糙状况的一项质量指标，是在一个限定的区域内排除了表面形状和波纹度误差的零件表面的微观不规则状况。

零件在参与工作时，其表面的不规则状况直接影响了表面的耐磨性、耐腐蚀性、疲劳强度；也影响了两表面间的接触刚度、密封性；还影响流体运动阻力的大小、导电、导热等性能。

因此，各国十分注意表面粗糙度这门学科的发展。

前苏联、德国和法国等国家成立了专门的研究机构，从事研究表面粗糙度对产品质量的影响，并在改进表面特征状况等方面取得了显著的成果。

表面粗糙度的标准化工作是从三十年代开始发展起来的，和形位公差一样，也是首先从解决图样标注的统一开始的。

前联邦德国标准DIN140发布于1939年，是世界上最早的有关表面粗糙度方面的标准。

这个标准只规定表面粗糙度的符号，把需要加工的表面分为▽、▽▽、▽▽▽、▽▽▽▽，不需要加工的表面用符号∽表示。

由于没有参数标准，因此各个符号均无既定的数值，而是凭目测加以区分。

最早制订表面粗糙度参数标准的是美国，它于1940年发布了美国标准ASAB46.1—1940《表面粗糙度、波纹度和加工纹理》，1947年又修订为ASAB46.1—1947。

标准采用中线制，在高度方向并列四个参数，并规定了数值系列。

美国的现行标准是ANSIB 46.1—1978，与英国、加拿大标准一致。

标准中规定了个各种参数及定义，明确以轮廓算术平均偏差R a为主要参数，其他参数在特殊需要时应用。

它的表面粗糙度数值不分等级，采用与符号一起直接标注在图样上的形式表示。

表面粗糙度的新标注方法表面粗糙度是工程图样和技术文件中的重要内容，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》等同采用国际标准，于2007‐02‐01 起代替GB/T131‐1993。

一、表面粗糙度在工程图样中的标注方法1. 新标准规定，当表面粗糙度有单一要求和补充要求时，应使用长边上有一条横线的完整图形符号，完整符号有三种（见图1）。

（a）允许任何工艺（b）去除材料（c）不去除材料图1表面粗糙度各项要求标注的位置如图2 所示：图2单一要求：a ——第一个表面粗糙度要求（传输带/取样长度参数代号数值）b ——第二个表面粗糙度要求（传输带/取样长度参数代号数值）补充要求：c ——加工方法（车、铣、磨、涂镀等）d ——表面纹理和方向e ——加工余量例1（见图3）：图3含义：上限值Ra=50μm；下限值Ra=6.3μm；U 和L 分别表示上限值和下限值，当不会引起歧义时，也可不标注U、L；极限值规则均为“16%规则”；两个传输带均为0.008mm—4mm（其中4mm 为取样长度）；评定长度中含有5 个取样长度（默认），5×4mm = 20 mm；加工方法为铣；表面纹理符号c（表示表面纹理呈近似同心圆，且圆心与表面中心相关）；加工余量为3mm。

例2（见图4）：图4含义：第一个表面粗糙度要求Ra 的上限值为1.6μm（符合16%规则），其取样长度为0.8mm；第二个表面粗糙度要求Rz 的上限值为12.5μm（符合最大规则），其取样长度为2.5mm，Rz 的下限值为3.2μm（符合最大规则），其取样长度为2.5mm，其中U、L 在不会引起歧义时也可不标注。

例3（传输带/取样长度为默认值，评定长度中所含取样长度的个数不是默认的5，而是含有3 个取样长度，见图5）：图5含义：传输带/取样长度为默认值；评定长度为3 个取样长度；默认Rz 为上限值要求，Rz = 6.3μm，符合最大规则。

表面粗糙度标注标准表面粗糙度是指物体表面的不平整程度，通常用来描述材料表面的质量和加工工艺的精度。

在工程领域中，粗糙度的标注对于产品的质量和性能有着重要的影响。

因此，制定表面粗糙度标注标准对于确保产品质量和实现工艺要求至关重要。

一、表面粗糙度的定义。

表面粗糙度是指在一定长度范围内，物体表面的不规则度和凹凸不平的程度。

通常用Ra值（平均粗糙度）或Rz值（最大峰-谷高度）来表示。

Ra值越小，表面越光滑；Rz值越小，表面越平整。

表面粗糙度的标注对于产品的装配、密封、润滑、磨损等性能有着直接的影响。

二、表面粗糙度的标注方法。

1. 标注位置，通常在零件图纸的表面粗糙度标注框内标注，标注位置应尽量靠近与表面粗糙度相关的尺寸标注。

2. 标注内容，标注应包括Ra值或Rz值，以及表面粗糙度的加工方法和符号。

例如，若采用砂轮磨削，可在标注后加上“砂轮磨削”字样，并在符号上加上相应的标记。

3. 标注形式，标注应以符号形式出现，符号应清晰、规范。

同时，标注应尽量与产品图纸的其他标注保持一致，以确保整体美观和统一。

三、表面粗糙度标注标准的制定。

1. 标准制定的必要性，表面粗糙度标注标准的制定可以规范产品图纸的标注内容和形式，提高产品的加工精度和质量稳定性，有利于提高产品的市场竞争力。

2. 制定原则，标准的制定应参考国际标准和行业标准，结合国内实际情况，充分考虑不同行业、不同产品的特点和需求，确保标准的科学性和实用性。

3. 标准内容，标准应包括表面粗糙度的定义、标注方法、符号规范、标注位置、标注内容等方面的规定，同时可以根据不同的行业和产品特点进行细化和补充。

四、表面粗糙度标注标准的应用。

1. 产品设计，在产品设计阶段，应根据产品的功能和要求合理确定表面粗糙度标注，为产品的加工和质量控制提供依据。

2. 加工工艺，在产品加工过程中，应根据标准要求选择合适的加工方法和工艺参数，确保产品表面粗糙度的符合标准要求。

3. 质量检验，在产品质量检验过程中，应根据标准要求进行表面粗糙度的测量和评定，确保产品质量的稳定性和一致性。

表面结构参数的意义、标注及示例A．表面结构参数的意义及标注1. 取样长度和评定长度1）取样长度（lr）用于判别被评定轮廓不规则特征的一段基准线长度。

截取的长度不同，测出的数值不同。

以表面粗糙度为例，选择的取样长度过小，所包含的峰谷可能过少，这样就不能确切地反映该表面的粗糙度。

因此。

在通常情况下，所选取的取样长度，一定要包含五个以上的峰、谷，否则应选择较大的一级数值。

在标注取样长度时，取样长度后应有一斜线“/”，之后是表面结构参数代号，最后是数值。

例如：-0.8/Rz 6.3，如图A-1。

图A-1 取样长度的标注2）评定长度（ln）用于判别被评定轮廓所必需的一段长度。

以表面粗糙度为例，零件加工表面的粗糙度不一定均匀一致，若按相同的取样长度lr依次测量几段，所得粗糙度数值不尽一致，有时差别甚至很大。

为了充分合理反映加工表面的粗糙度，在测量时必须选取一段能反映这种特性的最小长度，它可能包括一个或几个取样长度，这个长度就是评定长度。

标准规定，粗糙度参数Ra的默认评定长度ln由5个取样长度lr构成：ln=5×lr。

粗糙度参数的取样长度见表A-1。

表A-1 测量Ra值的取样长度（GB/T10610-2009）Ra/μm 粗糙度取样长度lr/mm 粗糙度评定长度ln/mm （0.006）＜Ra≤0.020.08 0.40.02＜Ra≤0.10.25 1.250.1＜Ra≤20.8 42＜Ra≤10 2.5 12.510＜Ra≤808 40默认的评定长度，不需要在参数代号后作出标记。

换句话说，参数代号后未给出取样长度的个数时，即默认为一个评定长度等于5个取样长度。

若不存在默认的评定长度时，参数代号后应标注取样长度的个数，如Ra3、Rz1(要求评定长度分别为3个取样长度和1个取样长度)，见图A-2。

图A-2 标注取样长度的个数2. 极限值判断规则的标注极限值的判断规则是指在完工零件表面上测出实测值后，如何与给定值比较，以判断其是否合格的规则。

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。

《机械零件测量与检验》表面粗糙度误差的测量与检验——电子教案数控技术专业名师课堂资源开发小组2016年2月项目四：零件表面粗糙度误差的测量与检验请对矩形花键套零件的表面粗糙度进行检测。

如图13-1图13-1 矩形花键套一、零件表面粗糙度的分析外图13-1为矩形花键套，从零件图样分析可得，该零件表面粗糙度要求较高的有770js圆柱面Ra1.6，其次为Ra3.2,其余为Ra6.3.。

表面粗糙度的相关专业术语及知识点零件的表面结构原于产品几何技术规范（GPS），其几何特征只能用微米(um)级的参数来描述，通常要用光学量仪才能确定其精度等级。

表面结构含粗糙度轮廓、波纹度轮廓和原始轮廓三个方面的内容，国家标准规定采用轮廓法确定相应的参数。

表面结构的粗糙度感觉零件的加工、检验中使用较普遍，是本章节重点介绍的内容。

1、表面结构国家标准国家标准规定用轮廓法确定表面结构（粗糙度、波纹度和原始轮廓），对有关术语、定义、参数和表面结构的标注作出了明晰的规范。

现行使用的国家标准有：GB/T 3503-2009、GB/T 1031-2009和GB/T 131-2006。

GB/T 3503-2009 产品几何技术规范（GPS）表面结构轮廓法术语、定义及表面结构参数。

代替GB/T 3505-1983、GB/T 3505-2000。

GB/T 1031-2009 产品几何技术规范（GPS) 表面结构轮廓法表面粗糙度参数及其数值。

代替GB/T 1031-1995。

现行国家标准对原标准中的一些参数、代号作出修改，例如：将“轮廓最大高度”参数代号“Ry”改成为“Rz”；“轮廓微观不平度的平均间距”参数代号“Sm”改为“Rsm”；“取样长度”代号由“L”改为“Lr”。

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代替了GB/T 131-1993。

2、表面粗糙度1）实际轮廓实际轮廓是指一个平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。

表面的粗糙度数值应选小值；3）配合精度要求高的结合面、尺寸公差和几何公差精度要求高的表面，粗糙度选小值；4）同一公差等级的零件，小尺寸比大尺寸，轴比孔的粗糙度值要小；5）要求耐腐蚀的表面，粗糙度值应选小值；6）有关标准已对表面粗糙度要求作出规定的应按相应标准确定表面粗糙度数值。

二、表面粗糙度的测量1、比较法以国家的标准粗糙度轮廓样块作为依据，把被测表面与标准样块相比较，用目测或手摸来判断被加工表面的值。

（展示粗糙度样板）2、光切法利用“光切原理”测量表面粗糙度的方法。

光线通过狭缝后形成的光带投射到被测表面上，以它与被测表面的交线所形成的轮廓曲线来测量表面粗糙度。

3、干涩法利用光波干涉原理将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来，并利用放大倍数高（可达500倍）的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量，以得出被测表面粗糙度。

使用粗糙度样板比对手中的零件，纪录各个部位粗糙度值了解光切法使用方法了解干涩法使用方法使学生掌握使用粗糙度样板比对粗糙度值的方法使学生了解利用双管显微镜测量粗糙度的方法使学生了解利用干涩显微镜测量粗糙度的方法4、针描法针描法又称感触法，是一种接触式测量表面粗糙度的方法。

利用针尖曲率半径为 2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值。

三、测量表面粗糙度的注意事项（1）测量方向1）当图样上未规定测量方向时，对于一般切削加工表面，应在垂直于加工痕迹的方向上测量；2）当图样上明确规定测量方向的特定要求时，则应按要求测量；3）当无法确定表面加工纹理方向时(如经研磨的加工表面)，应通过选定的几个不同方向测量，然后取其中的最大值作为被测表面的粗糙度参数值。

（2）测量部位1）被测工件的实际表面选定几个部位进行测量，测量结果的确定，可按照国家标准的有关规定进行测量。

2）当图样上明确规定测量方向的特定要求时，则应按要求测量；3）当无法确定表面加工纹理方向时(如经研磨的加工表面)，应通过选定的几个不同方向测量，然后取其中的最大值作为被测表面的粗糙度参数值。