表面粗糙度及其检测(3)
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表面粗糙度与检测新国标
③ 参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后;它们之间用/ 隔开 ④ 评定长度的标注：如果默认的评定长度时;可省略标注 如果不等于
5lr时;则应注出取样长度的个数
⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如图5 11中 所示上限为16％规则;下限为最大规则 为了避免误解;在参数代号和极 限值之间插入一个空格
距y的平方和为最小 ∫ l y 2 dx＝min
0
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
F1＋F3＋…F2n1＝F2＋F4＋…＋F2n
轮廓参数
轮廓参数;与GB/T 3505标准相关的参数有： —R轮廓粗糙度参数； —W轮廓波纹度参数； —P轮廓原始轮廓参数
5 3 表面粗糙度符号 代号及其注法
一 表面粗糙度的符号
符号
意义及说明
基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值 或有关说明（例如：表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用 于简化代号标注
基本符号加一短划，表示表面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、气割等
标题栏附近
在圆括号内给出不同的表面结构要求
不同的表面 结构要求直接标 注在图形中
标题栏附近
2多个表面有共同要求或图纸空间有限时的简化注法 可用带字母的完整符号;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
图形或标题栏附近
3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 结构要求的标注
表面粗糙度评定参数值的选择
类比法
1在同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小
5lr时;则应注出取样长度的个数
⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如图5 11中 所示上限为16％规则;下限为最大规则 为了避免误解;在参数代号和极 限值之间插入一个空格
距y的平方和为最小 ∫ l y 2 dx＝min
0
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
F1＋F3＋…F2n1＝F2＋F4＋…＋F2n
轮廓参数
轮廓参数;与GB/T 3505标准相关的参数有： —R轮廓粗糙度参数； —W轮廓波纹度参数； —P轮廓原始轮廓参数
5 3 表面粗糙度符号 代号及其注法
一 表面粗糙度的符号
符号
意义及说明
基本符号，表示表面可用任何方法获得。当不加注粗糙度参数值 或有关说明（例如：表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用 于简化代号标注
基本符号加一短划，表示表面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、气割等
标题栏附近
在圆括号内给出不同的表面结构要求
不同的表面 结构要求直接标 注在图形中
标题栏附近
2多个表面有共同要求或图纸空间有限时的简化注法 可用带字母的完整符号;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
图形或标题栏附近
3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 结构要求的标注
表面粗糙度评定参数值的选择
类比法
1在同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小
第三章--表面粗糙度及检测
17
第二节 表面粗糙度评估参数值旳 选择
评估参数值旳选择
总原则：在满足功能要求旳前提下，尽量选择较大旳表 粗糙度参数值，以减小加工难度，降低成本。
选择措施：类比法。 一般原则： （1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表面旳粗糙度参数值小，滚动摩擦 表面比滑动摩擦表面旳粗糙度参数值小。 （3）承受交变载荷旳表面及易引起应力集中旳部分（如圆 角，沟槽）粗糙度参数值应小些。
t
p
p
l
100%
1 l
n i 1
bi
100%
S、Sm和tp称为间距参数，值越小，轮廓表面越细密，密 封性愈好。
13
第一节 表面粗糙度旳评估
❖评估参数旳数值
原则要求：当Ra为0.025～6.3μm或Rz为0.100 ～25μm范围时，应优先 选用Ra参数。 Ra ＜0.025μm， Ra ＞6.3μm时，用光学仪器测量比较适 合，因而应选用Rz 。
个最大旳轮廓谷深平均值之和：
5
5
y pi yvi
Rz i1
i 1
5
Rz
(h2
h4
h10 ) (h1 5
h3
h9 )
Rz值越大，表面越粗糙。
10
第一节 表面粗糙度旳评估
（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旳距离。
Ra、Rz和Ry称为表面粗糙度旳高度参数。
11
要求：国标推荐， ln=5l；对均匀性好旳表面，可选ln＜5l；对均匀 性较差旳表面，可选ln＞ 5l。
5
第一节 表面粗糙度旳评估
取样长度、评估长度和轮廓中线
6
Hale Waihona Puke 第一节 表面粗糙度旳评估（3）中线 中线是指用以评估表面粗糙度参数旳一条基准线。
第二节 表面粗糙度评估参数值旳 选择
评估参数值旳选择
总原则：在满足功能要求旳前提下，尽量选择较大旳表 粗糙度参数值，以减小加工难度，降低成本。
选择措施：类比法。 一般原则： （1）同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度参数值小。 （2）摩擦表面比非摩擦表面旳粗糙度参数值小，滚动摩擦 表面比滑动摩擦表面旳粗糙度参数值小。 （3）承受交变载荷旳表面及易引起应力集中旳部分（如圆 角，沟槽）粗糙度参数值应小些。
t
p
p
l
100%
1 l
n i 1
bi
100%
S、Sm和tp称为间距参数，值越小，轮廓表面越细密，密 封性愈好。
13
第一节 表面粗糙度旳评估
❖评估参数旳数值
原则要求：当Ra为0.025～6.3μm或Rz为0.100 ～25μm范围时，应优先 选用Ra参数。 Ra ＜0.025μm， Ra ＞6.3μm时，用光学仪器测量比较适 合，因而应选用Rz 。
个最大旳轮廓谷深平均值之和：
5
5
y pi yvi
Rz i1
i 1
5
Rz
(h2
h4
h10 ) (h1 5
h3
h9 )
Rz值越大，表面越粗糙。
10
第一节 表面粗糙度旳评估
（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旳距离。
Ra、Rz和Ry称为表面粗糙度旳高度参数。
11
要求：国标推荐， ln=5l；对均匀性好旳表面，可选ln＜5l；对均匀 性较差旳表面，可选ln＞ 5l。
5
第一节 表面粗糙度旳评估
取样长度、评估长度和轮廓中线
6
Hale Waihona Puke 第一节 表面粗糙度旳评估（3）中线 中线是指用以评估表面粗糙度参数旳一条基准线。
表面粗糙度及其检测
3.2.1 表面粗糙度评定参数及其数值
1.术语及定义 (1) 取样长度l(新标准中用lr)： 指在轮廓总的走向上量取的用于测量或评定表面粗糙度所 规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。 规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙测 量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的 波峰和波谷。表面越粗糙，取样长度就越大。 (2) 评定长度ln(新标准中用ln)： 在评定或测量表面轮廓时所必须的一段长度。评定长度可 包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较 长的评定长度。通常评定长度一般按5个取样长度来确定。 如下图
第3章 表面粗糙度及检测
图5-7
轮廓单元的宽度
第3章 表面粗糙度及检测
评定参数的选择一般仅选用高度参数，推荐优先 选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特 征。 当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（ Ra ＜ 0.025 μm ）时，可选用Rz，因为此范围便于选 择用于测量Rz的仪器测量。 当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。
同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 值要小。 一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度 参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床 的手轮或手柄。 一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状 公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以 下对应关系： 若 T≈0.6 IT，则 Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT T≈0.4 IT，则 Ra≤0.025 IT； Rz≤ 0.1 IT T≈0.25 IT，则 Ra≤0.012 IT； Rz≤ 0.05 IT T＜0.25 IT，则 Ra≤0.015 T； Rz≤ 0.6 T
20
32 40
粗糙度及其测量
表面粗糙度及其测量表面粗糙度(过去又叫光洁度，在 GB1031-83标准中改用表面粗糙度这个概念.) 一．表面粗糙度对零件功能的影响：1.对摩擦，磨损和接触变形影响.一般 a.精车表面接触面为 10-15%b.精磨表面接触面为 30-50%c.研磨才达 90%接触部分的压力增加，凸峰变形下塌,甚至折断,滑动时两平面的凸峰互相搓削，凸峰变形产生了摩擦阻力，造成表面磨损。
表面越粗糙,接触面积越少，单位面积压力越大，造成表面磨损，变形就越大,摩擦阻力也增加，磨损越快，结果导致机件性能下降，承载能力降低，机械精度降低，能量消耗增加，机械的使用寿命就缩短了。
但磨擦力大，也不一定是坏事，有时还是需要有摩擦力，例如人在大地上能生存，能行走都需要有摩擦力。
如果没有摩擦存在，世界试想是个什么样子，在工业上有时也需要有摩擦力。
例如，汽车刹车靠的是摩擦，机床安装脚垫块，机器上刹车带都靠的是摩擦。
2.对配合性质的影响：a.对滑动轴承和滑动导轨间隙配合，表面粗糙度大会破坏液体摩擦，又易磨损，使间隙扩大，会破坏原定配合性质。
b.对于定位的过渡配合和间隙配合，在使用和装拆中表面粗糙，容易磨损，间隙会随着增大，会降低定心精度和导向精度.。
3.对密封性的影响：表面凹凸虽可以贮油润滑，但气体和液体会通过表面接触的空隙渗漏，表面越粗糙，空隙就越大，密封性越差。
为了密封，有的结构使用了金属薄片(软金属)或塑性材料(塑料、橡皮)做密封件。
4.对抗腐蚀性的影响.由于腐蚀介质存在表面凹谷聚集，不易清除，对金属产生腐蚀，表面越粗糙凹谷越深，谷底越尖，形如裂纹，零件的抗腐蚀能力越差，表面受腐蚀，零件就会丧失功能。
反之，零件越光滑，就越不会生锈。
为了防止生锈就出现了加涂镀层，如喷塑、镀铬、镀锌、镀镍磷等。
5.对耐疲劳强度的影响零件受载荷时，表面凹谷处形成应力集中。
零件越粗糙，凹谷越深，凹处越尖，应力集中越厉害。
零件受力过大，便从凹谷处裂开，尤其受到交变载荷时更易损坏。
表面粗糙度怎么测量--测量表面粗糙度的方法【详解】
表面粗糙度的检测,我们常用的有以下几中方法1.显微镜比较法,Ra0.32；将被测表面与表面粗糙度比较样块靠近在一起，用比较显微镜观察两者被放大的表面，以样块工作面上的粗糙度为标准，观察比较被测表面是否达到相应样块的表面粗糙度；从而判定被测表面粗糙度是否符合规定。
此方法不能测出粗糙度参数值2.光切显微镜测量法，Rz：0.8～100；光切显微镜(双管显微镜)是利用光切原理测量表面粗糙度的方法。
从目镜观察表面粗糙度轮廓图像，用测微装置测量Rz值和Ry值。
也可通过测量描绘出轮廓图像，再计算Ra值，因其方法较繁而不常用。
必要时可将粗糙度轮廓图像拍照下来评定。
光切显微镜适用于计量室3.样块比较法,直接目测：Ra2.5；用放大镜：Ra0.32～0.5；以表面粗糙度比较样块工作面上的粗糙度为标准，用视觉法或触觉法与被测表面进行比较，以判定被测表面是否符合规定用样块进行比较检验时，样块和被测表面的材质、加工方法应尽可能一致；样块比较法简单易行，适合在生产现场使用4.电动轮廓仪比较法，Ra：0.025～6.3；Rz：0.1～25；电动轮廓仪系触针式仪器。
测量时仪器触针尖端在被测表面上垂直于加工纹理方向的截面上，做水平移动测量，从指示仪表直接得出一个测量行程Ra值。
这是Ra值测量常用的方法。
或者用仪器的记录装置，描绘粗糙度轮廓曲线的放大图，再计算Ra或Rz值。
此类仪器适用在计量室。
但便携式电动轮廓仪可在生产现场使用5干涉显微镜测量法，Rz：.032～0.8；涉显微镜是利用光波干涉原理，以光波波长为基准来测量表面粗糙度的。
被测表面有一定的粗糙度就呈现出凸凹不平的峰谷状干涉条纹，通过目镜观察、利用测微装置测量这些干涉条纹的数目和峰谷的弯曲程度，即可计算出表面粗糙度的Ra值。
必要时还可将干涉条纹的峰谷拍照下来评定。
干涉法适用于精密加工的表面粗糙度测量。
适合在计量室使用而在现场工作中,我们用的多的是:样块比较法和电动轮廓检测法,样块比较法要求对粗糙度的敏感要求比较高,有些老师傅还是可以做到的,毕竟是凭经验和感觉去比较的,而电动轮廓检测法是靠仪器测量,这样测量出来的准确度就大大提高了,所以说,我们建议用电动轮廓检测法.用什么方法去检测1．比较法：将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。
表面粗糙度与检测(新国标)
n
Rmr ( c ) =
∑
i =1
bi
ln
= Ml ( C ) / l n
C = Rz %
图5.8 轮廓的支承长度率
表面粗糙度评定参数共 4个： 个
基本参数 2个 附加参数 (辅助参数 辅助参数) 辅助参数 2个
Ra —轮廓算术平均偏差 轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率 轮廓支承长度率
3. 中线 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
图5.5 轮廓中线
二. 评定参数 1. 幅度参数（高度参数） 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差 ）轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内 纵坐标值 在取样长度 内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值 的绝对值的算术平均值
Z v2
x
Z vmax
最大高度Rz 最大高度
2. 间距参数 轮廓单元: 轮廓单元 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 轮廓单元宽度Xsi: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。 轮廓单元宽度 中线与一个轮廓单元相交线段的长度 相交线段的长度。 轮廓单元的平均宽度 RSm:
新国标
表面粗糙度与检测
内 容 提 要:
1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响 2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数 3.表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用
Rmr ( c ) =
∑
i =1
bi
ln
= Ml ( C ) / l n
C = Rz %
图5.8 轮廓的支承长度率
表面粗糙度评定参数共 4个： 个
基本参数 2个 附加参数 (辅助参数 辅助参数) 辅助参数 2个
Ra —轮廓算术平均偏差 轮廓算术平均偏差 Rz —轮廓最大高度 轮廓最大高度 RSm — 轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率 轮廓支承长度率
3. 中线 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的 指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
图5.5 轮廓中线
二. 评定参数 1. 幅度参数（高度参数） 幅度参数（高度参数） （1）轮廓的算术平均偏差 ）轮廓的算术平均偏差Ra 在取样长度lr内 纵坐标值 在取样长度 内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值 的绝对值的算术平均值
Z v2
x
Z vmax
最大高度Rz 最大高度
2. 间距参数 轮廓单元: 轮廓单元 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合。 轮廓单元宽度Xsi: 中线与一个轮廓单元相交线段的长度。 轮廓单元宽度 中线与一个轮廓单元相交线段的长度 相交线段的长度。 轮廓单元的平均宽度 RSm:
新国标
表面粗糙度与检测
内 容 提 要:
1.表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响； 表面粗糙度的含义及其对机械零件使用性能的影响 2.表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数； 表面粗糙度的评定基准及其评定参数 3.表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用； 表面粗糙度的选用
第5章 表面粗糙度及其检测讲解
波纹度和原始轮廓的仪器中使用三种滤波器。它们的传输特 性相同, 截止波长不同, 分别为λs、λc和λf。
2.λc轮廓滤波器(λc profile filter) 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。当
测量信号通过λc滤波器后将抑制波纹度的影响。
3.取样长度lr
取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准 线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。
零件表面越粗糙，表面上的凹痕和裂纹越明显，对应力集 中越敏感。尤其是当零件受到交变载荷时，零件的疲劳损坏可 能性越大，疲劳强度越差。
此外，表面粗糙度还影响零件的密封性能、产品的美观和 表面涂层的质量等。
第二节 表面粗糙度的评定
一、基本术语及定义
1. 轮廓滤波器(profile filter) 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。在测量粗糙度、
Zv 4 Zp 3
Zp 4 Zp 5 Zv 5
Zp 6 Zv 6
2)轮廓的最大高度
在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Zp与最大轮廓谷 深Zv之和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示， 即Rz = Zp + Zv
中线 lr
图5-7 表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定
2．间距特征参数 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个
表面结构要求图形标注的演变
第三节 表面粗糙度的标注
一、表面粗糙度轮廓的符号和代号
1.表面粗糙度的基本符号
2．基本符号周围有关的标注 a ~标注表面结构的单一要求，注写顺序: 传输带（测量
粗糙度轮廓参数值时所用轮廓滤波器的限定波长范围）和取样 长度, 表面结构参数代号, 极限值。在传输带和取样长度后应 有一斜线“/”。 例如：0.0025~0.8/Rz 6.3
2.λc轮廓滤波器(λc profile filter) 确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。当
测量信号通过λc滤波器后将抑制波纹度的影响。
3.取样长度lr
取样长度：是测量或评定表面粗糙度所规定的一段基准 线长度，至少包含5个微峰和5个微谷。
零件表面越粗糙，表面上的凹痕和裂纹越明显，对应力集 中越敏感。尤其是当零件受到交变载荷时，零件的疲劳损坏可 能性越大，疲劳强度越差。
此外，表面粗糙度还影响零件的密封性能、产品的美观和 表面涂层的质量等。
第二节 表面粗糙度的评定
一、基本术语及定义
1. 轮廓滤波器(profile filter) 把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。在测量粗糙度、
Zv 4 Zp 3
Zp 4 Zp 5 Zv 5
Zp 6 Zv 6
2)轮廓的最大高度
在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Zp与最大轮廓谷 深Zv之和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示， 即Rz = Zp + Zv
中线 lr
图5-7 表面粗糙度轮廓的最大高度Rz的确定
2．间距特征参数 一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元。在一个
表面结构要求图形标注的演变
第三节 表面粗糙度的标注
一、表面粗糙度轮廓的符号和代号
1.表面粗糙度的基本符号
2．基本符号周围有关的标注 a ~标注表面结构的单一要求，注写顺序: 传输带（测量
粗糙度轮廓参数值时所用轮廓滤波器的限定波长范围）和取样 长度, 表面结构参数代号, 极限值。在传输带和取样长度后应 有一斜线“/”。 例如：0.0025~0.8/Rz 6.3
表面粗糙度与检测(新国标)
传输带
补充要求
取样长度 加工工艺
加工余量等。
表面粗糙度要求标注的内容在图中注写的位置，见图 5.10所示。
图5.10 粗糙度要求的注写的位置
a —第一个表面粗糙度（单一）要求（μm）； b — 第二个表面粗糙度要求（μm）； c — 加工方法（车，铣）； d— 表面纹理和纹理方向； e— 加工余量（mm）。
② 传输带和取样长度 的标注：传输带是指 两个滤波器的截止波 长值之间的波长范围。 长波滤波器的截止波
长值就是取样长度ln。
图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例
传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“—”隔开。 在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号 “—” ，来区别是短波还是长波。
（4）影响抗腐蚀性；
5.2 表面粗糙度的评定
一. 基本术语 1. 取样长度 lr----基准线长度。至少含5个波峰和波谷 2. 评定长度ln--最小的测量长度。至少包括5个取样长度lr
图5.4 取样长度和评定长度
3. 中线—指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线 轮廓算术平均中线：在取样长度内，划分实际轮廓为上、 下两部分面积相等的线
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
标注方向与 尺寸相同
指引线上标 注
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
标注在几 何公差框
格上方
标注在延 长线上
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
其余要求标注在标题 栏附近
（给出基本符号）
3. 表面粗糙度要求在图样上的标注方法
全部要求标 注在标题栏
3. 混合参数（形状参数） 轮廓的支承长度率Rmr(C) —
在给定的水平位置C上，轮廓的实体材料长度Ml(C)与评定长度ln的比率。
表面 粗糙度及测量
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5.2 表面粗糙度国家标准
4．基准线（中线m）
基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条参考线， 作为评定表面粗糙度参数大小的基准。该线具有几何轮廓形 状并划分实际轮廓，在整个取样长度内与实际轮廓走向一致。 基准线有如下两种：
（1）轮廓的最小二乘中线：在取样长度内，使轮廓上各点
第5章 表面粗糙度及测量
5.1 概述 5.2 表面粗糙度国家标准 5.3 表面粗糙度的标注及选用 5.4 表面粗糙度的测量
5.1 概述
5.1.1 表面粗糙度的概念
经机械加工或其他方法获得的零件表面，总是要出现宏观和 微观的几何误差，其中微观的几何误差即零件表面上存在较 小间距的峰谷痕迹，如图5-1所示。表面粗糙度就是表述这 些峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。
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5.1 概述
3．疲劳强度方面 表面越粗糙，一般表面微观不平的凹痕就越深，交变应力作
用下的应力集中就会越严重，越易造成零件疲劳强度的降低 而导致失效。 4．耐腐蚀方面 表面越粗糙，腐蚀性的气体或液体越易在谷底处聚集，并通 过表面微观凹谷，渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 5．接触刚度方面 表面越粗糙，表面间接触面积就越小，致使单位面积受力就 增大，造成峰顶处的局部塑性变形加剧，接触刚度下降，影 响机器工作精度和平稳性。 此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品外观和 表面涂层的质量等。
当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其标注如图 5-12所示。
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5.3 表面粗糙度的标注及选用
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画出齿形时，其 表面粗糙度代号可标注在节圆上。如图5-13所示。
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按图5-14的方式标注。 中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆角、倒角的表面粗糙
5.2 表面粗糙度国家标准
4．基准线（中线m）
基准线是用以评定表面粗糙度参数大小所规定的一条参考线， 作为评定表面粗糙度参数大小的基准。该线具有几何轮廓形 状并划分实际轮廓，在整个取样长度内与实际轮廓走向一致。 基准线有如下两种：
（1）轮廓的最小二乘中线：在取样长度内，使轮廓上各点
第5章 表面粗糙度及测量
5.1 概述 5.2 表面粗糙度国家标准 5.3 表面粗糙度的标注及选用 5.4 表面粗糙度的测量
5.1 概述
5.1.1 表面粗糙度的概念
经机械加工或其他方法获得的零件表面，总是要出现宏观和 微观的几何误差，其中微观的几何误差即零件表面上存在较 小间距的峰谷痕迹，如图5-1所示。表面粗糙度就是表述这 些峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。
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5.1 概述
3．疲劳强度方面 表面越粗糙，一般表面微观不平的凹痕就越深，交变应力作
用下的应力集中就会越严重，越易造成零件疲劳强度的降低 而导致失效。 4．耐腐蚀方面 表面越粗糙，腐蚀性的气体或液体越易在谷底处聚集，并通 过表面微观凹谷，渗入到金属内层，造成表面腐蚀。 5．接触刚度方面 表面越粗糙，表面间接触面积就越小，致使单位面积受力就 增大，造成峰顶处的局部塑性变形加剧，接触刚度下降，影 响机器工作精度和平稳性。 此外，表面粗糙度还影响结合面的密封性，影响产品外观和 表面涂层的质量等。
当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其标注如图 5-12所示。
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5.3 表面粗糙度的标注及选用
当齿轮、蜗轮、渐开线花键等工作表面没有画出齿形时，其 表面粗糙度代号可标注在节圆上。如图5-13所示。
螺纹工作表面没有画出牙形时，可按图5-14的方式标注。 中心孔的工作表面，键槽工作表面、圆角、倒角的表面粗糙
4.3表面粗糙度数值的选择及检测
三、表面粗糙度轮廓参数允许值的选择原则：
在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。 （1）同一零件上工作表面粗糙度值，比非工作表面粗糙度值小。
工作表面
非工作表面
(2)摩擦表面粗糙度值比非摩擦表面粗糙度值小； 滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的表面粗糙度参数值要小； 运动速度高、压力大的摩擦表面比运动速度低、压力小的摩擦
4-3 R轮廓参数的选用及其检测
一.表面粗糙度轮廓技术要求的内容
1、必须标注参数符号及允许值，同时还应标注传输带、取样长 度、评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不标注）、极限 值判断规则（若默认采用16%规则，则不标注）。
2、必要时可以标注补充要求，如表面加工纹理及方向、加工余量、 附加的Rsm等。
表面的粗糙度参数值要小。
(3)受循环载荷的数值要小。
(4）配合要求高的结合表面、配合间隙小的配合表面及要求连接 可靠且受重载的过盈配合表面，均应取较小的粗糙度参数值。
(5）配合性质相同时，一般情况下，零件尺寸越小，则表面粗糙 度参数值应越小；在同一精度等级时，小尺寸比大尺寸，轴比孔 的表面粗糙度参数值要小；尺寸公差，表面形状公差小时，其表 面粗糙度参数值要小。
二.表面粗糙度轮廓参数的选择
1、通常只给出幅度参数符号（Ra或Rz）及极限值，而其他要求则 采用默认的标准化值。
2 、 一般采用Ra 作为评定参数。对于极光滑和粗糙的表面和零件材料 较软时，不能用Ra仪器测量，而采用Rz作为评定参数。
3 、 附加参数Rsm用于密封性要求高的表面，Rmr（c）用于耐磨性 要求高的表面。
(6）防腐性、密封性要求越高，表面粗糙度参数值应越小。
四、表面粗糙度轮廓常用测量方法
比较法 针描法 光切法 显微干涉法
5.表面粗糙度轮廓及其检测
1．幅度参数 1)轮廓的算术平均偏差
近似为
Ra 1
l
y dx
l0
Ra 1 n
n i1
yi
y1 y2
Ra
x yn yi
图5-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定
Rz Zp1
Zv1 Zv2
Zp2 Zv3
Zv4 Zp3
Zp4 Zp5 Zv5
Zp6 Zv6
2)轮廓的最大高度
在一个取样长度范围内，最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之 和称之为轮廓最大高度，用符号Rz表示，即Rz = Rp + Rv
第一节 表面粗糙度轮廓的基本概念
一、表面粗糙度轮廓的界定
表面轮廓：平面与表面相交所得的轮廓线，称为表面轮廓。
图5-1 表面轮廓
完工零件实际 表面轮廓
实际表面轮廓 表面粗糙度轮廓 波纹度轮廓 λ 宏观形状轮廓
图5-2 零件表面几何形状误差及其组成成份
二、表面粗糙度轮廓对零件工作性 能的影响
1．耐磨性 2．配合性质稳定性 3．耐疲劳性 4．抗腐蚀性
二、 表面粗糙度轮廓的中线
表面粗糙度轮廓中线是为了定量地评定表面粗糙度轮廓而确定的一条基准线。
1．轮廓最小二乘中线
最小二乘中线
yi
lr
图5-4 表面粗造度轮廓的最小二乘中线
2．轮廓算术平均中线
n
n
F i F i '
i 1 i 1
算术平均中线
F1
F2
Fi
F1′
Fi′
F2′
lr
图5-5表面粗造度轮的算术平均中线
如果需要控制表面加工纹理方向时，加注加工 纹理方向符号，见图5-10d。标准规定了加工纹理方 向符号，如表5-10所示。
表面粗糙度轮廓及检测
3. 混合参数（形状参数）
在给定的轮廓截面高度 C上，轮廓的实体材料长度Ml(C)与ln的比率。 轮廓的支承长度率Rmr(C) 轮廓截面 高度C: C = Rz %
表面粗糙度轮廓评定参数共 4个：
基本参数 2 个
附加参数 (辅助参数) 2 个
Ra —轮廓算术平均偏差
Rz —轮廓最大高度
标注幅度参数符号及允许值，同时还应标注传输带、取
加工余量、附加的RSm等。
标注）。
在零件图上规定表面粗糙度轮廓的技术要求时，必须
样长度、评定长度的数值（若默认采用标准化值，则不
表面粗糙度轮廓技术要求的内容
3 表面粗糙度轮廓的技术要求
在机械零件精度设计中，对于表面粗糙度轮廓的技术要
求，通常只给出幅度参数符号（Ra或Rz）及极限值，而其
Ra 的数值( μm)
0.12
0.20
3.2
50
0.025
0.40
6.3
0.050
0.80
12.5
0.100
1.60
25
Rz 的数值( μm)
0.025
0.40
6.3
100
1000
0.050
0.80
12.5
200
0.100
1.60
25
400
0.20
3.2
50
800
0.006
0.100
1.60
0.0125
三、 评定参数
1.幅度参数（高度参数）
（1）轮廓的算术平均偏差
在lr内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值(见下图）。
—
Zi
Z(x)
X
lr
Ra
第六章 表面粗糙度及其检测
幅度参数 2）轮廓最大高度（Rz） 指在取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之间 的高度。
间距参数 3）轮廓单元的平均宽度(RSm) 轮廓单元的平均宽度( ) 在取样长度内，轮廓单元宽度Xs的平均值。
形状特性参数 4）轮廓支承长度率（Rmr(c)） 轮廓支承长度率（ ） 在给定水平位置c上,轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长 度ln的比率。
抛光
6.2
12.5
★ 零件上连续要素 连续要素 及重复要素（孔、槽、 及重复要素 齿等）的表面，其表 表 面粗糙度代号只注一 次。
1.6
RY2.5
★ 齿轮、渐开线花键 齿轮、渐开线花键的 工作表面，在图中没有表 示出齿形时，其粗糙度代 注在分度线上。螺纹 号可注在分度线上 螺纹 注在分度线上 表面需要标注表面粗糙度 表面 时，标注在螺纹尺寸线上 螺纹尺寸线上。 螺纹尺寸线上 ★ 同一表面上有不同表 面粗糙度要求时，应用细 细 实线分界，并注出尺寸与 实线分界 表面粗糙度代号。
60ο
60ο
d'=0.1h, H1=1.4h
H2=2.1h
h为零件图中字体的高度。
3.表面粗糙度参数 表面粗糙度参数的单位是m。 注写Ra时，只写数值； 注写Rz、Ry时，应同时注写Rz、 Ry和数值。 只注一个值时，表示为上限值；注两个值时，表示为上限值和下限值。
代号 3.2 பைடு நூலகம் 义 代号 3.2 意 义
表面粗糙度对零件的配合性质、耐磨性、强度、抗腐性、 密封性、外观要求等影响很大，因此，零件表面的粗糙度的要 求也有不同。一般说来，凡零件上有配合要求或有相对运动的 表面，表面粗糙度参数值要小。 ， 2.表面粗糙度的代号（符）号及其标注 表面粗糙度符号是由规定的符号和有关的参数值组成。 表面粗糙度符号的画法：
表面粗糙度及其检验
表4-2 轮廓单元平均宽度Rsm 的数值(摘自GB/ T 1031—2009) (单位: mm)
表4-3 轮廓支承长度率Rmr(c)的数值(摘自GB/ T 1031—2009)
4. 3 表面粗糙度的参数标注
4.3.1 标准规定的参数值
国家标准GB / T 1031—2009 规定了评定表面粗糙度的参数值, Ra 和Rz 的数 值见表4-4。
图4-19 简化标注( 一)
图4-20 简化标注( 二)
当图纸空间有限时,把有相同的表面粗糙度要求的表面,用带有字母的 完整符号,以等式的形式注写在图形或标题栏附近,如图4-21所示。
图4-21 简化标注( 三)
8) 同一表面有不同的表面粗 糙度要求,或同一表面由几种 不同的工艺方法获得时,表面 粗糙度要求的标注如图4-23 所示。
第4章 章节内容
4. 1 表面粗糙度概述 87 4. 2 表面粗糙度评定参数及其运用 88 4. 3 表面粗糙度的参数标注 92 4. 4 表面粗糙度的检测 100
4.1 表面粗糙度概述
4.1.1 表面粗糙度的含义
机械加工零件的表面结构大致呈现三种几何形状特征: 形状 误差、表面粗糙度及表面波纹度。 区分这三者的常见方法有在表面轮廓截面上采用不同的频率 范围的定义来划分, 也有用波形的峰与峰之间的间距来划分。
图4-25 表面粗糙度比较样板
4.4量表面粗糙度轮廓的方法,常用的仪器是 电动轮廓仪,可直接测量出Ra值,适合测量Ra范围为0.025~5μm。
图4-26 JB-1C 型粗糙度测量仪
图4-27 测量仪原理图
(2) 光切法—利用光切原理测量零件表面粗糙度轮廓的方法。采用光切原理 102制成的仪器称为光切显微镜,也称为双管显微镜。光切法为非接触式测量 法,通常用于测量表面粗糙度轮廓幅度参数Rz 值,测量范围一般为2. 0~63μm。
表4-3 轮廓支承长度率Rmr(c)的数值(摘自GB/ T 1031—2009)
4. 3 表面粗糙度的参数标注
4.3.1 标准规定的参数值
国家标准GB / T 1031—2009 规定了评定表面粗糙度的参数值, Ra 和Rz 的数 值见表4-4。
图4-19 简化标注( 一)
图4-20 简化标注( 二)
当图纸空间有限时,把有相同的表面粗糙度要求的表面,用带有字母的 完整符号,以等式的形式注写在图形或标题栏附近,如图4-21所示。
图4-21 简化标注( 三)
8) 同一表面有不同的表面粗 糙度要求,或同一表面由几种 不同的工艺方法获得时,表面 粗糙度要求的标注如图4-23 所示。
第4章 章节内容
4. 1 表面粗糙度概述 87 4. 2 表面粗糙度评定参数及其运用 88 4. 3 表面粗糙度的参数标注 92 4. 4 表面粗糙度的检测 100
4.1 表面粗糙度概述
4.1.1 表面粗糙度的含义
机械加工零件的表面结构大致呈现三种几何形状特征: 形状 误差、表面粗糙度及表面波纹度。 区分这三者的常见方法有在表面轮廓截面上采用不同的频率 范围的定义来划分, 也有用波形的峰与峰之间的间距来划分。
图4-25 表面粗糙度比较样板
4.4量表面粗糙度轮廓的方法,常用的仪器是 电动轮廓仪,可直接测量出Ra值,适合测量Ra范围为0.025~5μm。
图4-26 JB-1C 型粗糙度测量仪
图4-27 测量仪原理图
(2) 光切法—利用光切原理测量零件表面粗糙度轮廓的方法。采用光切原理 102制成的仪器称为光切显微镜,也称为双管显微镜。光切法为非接触式测量 法,通常用于测量表面粗糙度轮廓幅度参数Rz 值,测量范围一般为2. 0~63μm。
表面粗糙度及检测
h?
h??cos2 45? ?
1
h??
M
2M
（三）干涉法
干涉法是利用光波干涉原理来测量表面粗糙度数值的 一种方法。干涉法所用的仪器是干涉显微镜，通常 用来测量 Rc和Rz值，测量Rc值的范围一般为 0.4~1 μm。
1.干涉显微镜的测量原理
干涉显微镜的外形如图 4-22所示，其测量原理如图 423所示。由光源 1发出的光线，经聚光滤色镜组 2聚 光和滤色，再经反射镜 3转向，通过光栏 4、5和物 镜6，投射于分光镜 7的半透明半反射膜后分成两路 光束，一路光束透过分光镜 7和补偿镜 10、物镜11 射向工件被测表面 P2，经P2反射后原路返回，再射 在分光镜上，射向观察目镜 16。另一路光束由分光 镜7反射，经滤色片 8、物镜9射向标准反射镜 P1， 再由P1反射也经原路返回，透过分光镜，射向观察 目镜16。
图4-11 干涉显微镜的外形
1—光源；2—光源调节螺钉； 3、5—工作台微动千分尺； 4—工作台； 6—工作台固定螺钉； 7—仪器调修时用的手柄； 8—遮光板转动手柄； 9—调整干涉条纹方向及宽度的手柄； 10—调焦旋钮； 11—底座；12—照相机； 13—侧微目镜调节手轮； 14—目镜； 15—遮光片移动手柄
比较法使用简便，但判断的准确程度有限，所以适用 于车间中近似评定粗糙度较大的工件 。
（二）光切法
光切法是利用光切原理来测量表面粗糙度数值的一种方法。 光切法所用的仪器是光切显微镜 (又称为双管显微镜)，它适 宜测量轮廓单元的平均高度Rc和轮廓最大高度Rz值，测量 Rc值范围一般为0.8~6.3 μm。
3、轮廓单元的平均宽度 RSm ：是指在一个取样长度 内，轮廓单元宽度值 Xs的平均值
? RSm ?
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第五节 表面粗糙度的检测
一、比较检验法 二、针描法 三、光切法 四、 显微干涉法
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26
二、针描法
图5-12 针描法测量原理示意图 1—电感线圈 2—铁心 3—杠杆
4—支点 5—触针
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27
三、光切法
图5-13 光切法测量表面粗糙度的原理图 1—光源 2—聚光镜 3—狭缝 4—工件表面 5—物镜 6—分划板 7—目镜
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9
图5-5 粗糙度轮廓算术平均中线
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10
1.幅度参数 2.间距特征参数
三、粗糙度轮廓的评定参数
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11
1.幅度参数
(1)轮廓的算术平均偏差 轮廓算术平均偏差Ra是指在取样长度lr内(见图5-6)， 被评定轮廓上各点至基准线的距离的绝对值的算术平均值，用符号Ra表示。 (2)轮廓最大高度 如图5-7所示，在一个取样长度范围内的轮廓上，各个高极 点至中线的距离叫做轮廓峰高Zpi，其中最大的峰高Rp(图中，Rp=Zp6)；轮廓 上各个低极点至中线的距离叫做轮廓谷深Zvi表示，其中最大的距离叫做最大 轮廓谷深，用符号Rv表示(图中，Rv=Zv2)。
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16
三、表面粗糙度参数允许值的选择
1)同一零件上，工作表面通常比非工作表面的粗糙度参数值小。 2)摩擦表面比非摩擦表面、滚动摩擦表面比滑动摩擦表面的粗糙度 参数值小。 3)相对运动速度高、单位面积压力大、承受交变应力的表面，其表 面粗糙度参数允许值应小。 4) 对于要求配合性质稳定的小间隙配合和承受重载荷的过盈配合， 它们的孔、轴的表面粗糙度参数允许值应小。 5) 与尺寸公差、形状公差协调。 6)要求耐腐蚀、密封性的表面及要求外表美观的表面，其表面粗糙 度参数允许值应小。
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28
四、 显微干涉法
1.粗糙度轮廓的概念 零件表面粗糙度形状一般呈起伏的波状，其 中波距小于1mm的微观几何形状误差属于粗糙度轮廓，它将对零件 的工作性能产生影响。 2.国家标准在评定粗糙度轮廓的参数时，规定了取样长度lr、评定 长度ln和中线。 3.表面粗糙度的评定参数 有幅度参数(包括轮廓的算术平均偏差Ra、 轮廓最大高度Rz)和间距特征参数(轮廓单元的平均宽度Rsm)。 4.表面粗糙度的技术要求包括粗糙度轮廓幅度参数及允许值和测量 时的取样长度值这两项基本要求。 5.国家标准规定了表面粗糙度的标注方法，见表5-9、表5-10及图59～图5-11。
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19
一、表面粗糙度的符号和代号
1.表面粗糙度的符号 2.表面粗糙度的代号(如图5-9)
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20
图5-9 表面粗糙度的代号
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21
2.表面粗糙度的代号(如图5-9)
1)位置a标注表面结构的单一要求； 2)位置a和b标注两个或多个表面结构要求； 3)位置c标注加工方法，如车、铣、磨、镀等加工方法； 4)位置d标注表面纹理和方向，如“=”“X”，见表5-12； 5)位置e标注加工余量，标注时以“mm”为单位给出数值。
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12
图5-6 轮廓算术平均偏差Ra的确定
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13
图5-7 粗糙度轮廓最大高度Rz的确定
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14
图5-8 轮廓单元的宽度与轮廓单元的平均宽度
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15
第三节 表面粗糙度的技术要求
一、表面粗糙度技术要求的内容 二、表面粗糙度评定参数的选择 三、表面粗糙度参数允许值的选择
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二、表面粗糙度代号的标注方法
1.表面结构的标注 2.表中符号“—”表示没有该项。 2.表面粗糙度技术要求其他项目的标注
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23
图5-10 表面粗糙度其他项目的标注
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24
图5-11 表面粗糙度代号标注示例 a)不同位置上的标注方法 b)图样标注示例
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25
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17
三、表面粗糙度参数允许值的选择
7) 凡有关标准已对表面粗糙度要求做出规定者(如轴承、量规、齿 轮等)，应按标准规定选取表面粗糙度数值，而且与标准件的配合面 应按标准件要求标注。
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18
第四节 表面粗糙度技术要求在零件图上标注的方法
一、表面粗糙度的符号和代号 二、表面粗糙度代号的标注方法
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31
图5-14 习题5-10图
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32
一、取样长度和评定长度 二、粗糙度轮廓中线 三、粗糙度轮廓的评定参数
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1.取样长度lr 2. 评定长度ln
一、取样长度和评定长度
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6
图5-3 取样长度和评定长度
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7
二、粗糙度轮廓中线
1.轮廓最小二乘中线 2.轮廓算术平均中线
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8
图5-4 粗糙度轮廓最小二乘中线 —轮廓上第i点至最小二乘中线的距离
第一节 表面粗糙度的基本概念
一、粗糙度轮廓的界定 二、表面粗糙度对零件工作性能的影响
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1
图5-1 表面轮廓
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2
图5-2 零件表面几何形状误差及其组成
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3
二、表面粗糙度对零件工作性能的影响
1.耐磨性 2.配合性质稳定性 3.耐疲劳性 4.耐腐蚀性
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4
第二节 粗糙度轮廓的评定
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29
四、 显微干涉法
6.表面粗糙度的检测主要方法有比较检验法、针描法、光切法和显 微干涉法。
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6.表面粗糙度的检测主要方法有比较检验法、针描法、光切法和显 微干涉法。
① ϕ60H8与ϕ20H8孔。 ② ϕ50H7/h6与ϕ50H7/p6中的H7孔。 ③ 圆柱度公差分别为0.01mm和0.02mm的ϕ40H7孔。