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表面粗糙度概述和常用参数关键词：表面粗糙度评定基准Ra Rz Ry t p摘要：根据国家标准GB/T3505-2000、GB/T1031-1995、GB/T131-1993，从表面粗糙度的形成、与产品性能的关系和评定参数等方面介绍表面粗糙度表面粗糙度的概述无论是机械加工后的零件表面，还是用其他方法获得的零件表面，总会存在着由较小间距和峰谷组成的微量高低不平的痕迹，这种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，就是零件的表面粗糙度。
为了提高产品质量，促进互换性生产，必须对表面粗糙度的评定方法、测量手段等提出科学的规定和要求。
表面粗糙度国家标准由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/T1031—1995《表面粗糙度参数及其数值》标准构成。
表面粗糙度的形成表面粗糙度是一种微观几何形状误差,它不同于表面宏观形状(形状误差)和表面波度(中间形状误差).这三者常在一个表面轮廓叠加出现,如下图所示.微观形状误差是在机械加工中因切削刀痕、表面撕裂挤压、振动和摩擦等因素，在被加工表面留下的间距很小的微观起伏，如图b所示。
中间形状误差具有较明显的周期性的间距λ和幅度h，如图c所示，只在高速切削条件下才时有出现，它是由机床—工件—刀具加工系统的振动、发热和运动不平衡造成的。
表面宏观形状误差产生的原因是机床几何精度方面的误差引起的。
对表面粗糙度、波度和形状误差通常按间距来划分：间距小于1mm的属于表面粗糙度；间距在1~10mm的属于表面波度；间距大于10mm的属于形状误差。
表面粗糙度对零件使用性能的影响1，对摩擦和摩损的影响一般说，表面越粗糙，摩擦阻力越大，零件的磨损也越快。
2，对配合性质的影响对于有配合要求的零件表面，无论是哪一类配合，表面粗糙度都影响配合性质的稳定性。
3，对抗腐蚀的影响表面越粗糙，积聚在零件表面上的腐蚀性气体或液体也越多，且通过表面的微观凹谷向零件表层渗透，使腐蚀加剧。
表面粗糙度1．基本概念经过机械加工的零件表面，总会出现一些宏观和微观上几何形状误差，零件表面上的微观几何形状误差，是由零件表面上一系列微小间距的峰谷所形成的，这些微小峰谷高低起伏的程度就叫零件的表面粗糙度。
表面粗糙度是衡量零件表面加工精度的一项重要指标，零件表面粗糙度的高低将影响到两配合零件有接触表面的摩擦、运动面的磨损、贴合面的密封、配面的工作精度、旋转件的疲劳强度、零件的美观等等，甚至对零件表面的抗腐蚀性都有影响。
在工程中，评定表面粗糙度的高度参数，有轮廓算术平均偏差（R），微观不平度十图１轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差的定义是：在取样长度L（用上判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度）内,轮廓偏距绝对值的算术平均值即为Rａ，如图1所示。
在图中，x轴为基准线，轮廓线上的各点到基准线之间的偏距为Y1,Y2,…Yp…Yn,Rs只为轮廓算术平均偏差值，则其数学表达式为式中n测点数；Yi峰谷任一测点到基准的偏距。
Rs的值越大，表面就越粗糙。
轮廓算术平均偏差Rs的数值见表1设计时应优先选用表中的第一系列值。
在图纸上规定表面粗糙度要求时，还必须给出测定粗糙度的取样长度，必要时还可以叙定其它附加条件和要求。
但是，若测量R时的取样长度按表2的对应值选取时。
在图样上L值可省略不标。
2．表面粗糙度的符号、代号在图件上对零件表问质量的要求，用表面粗糙度符号、代号表示。
国家标准（GB131－93）规定了表面粗糙度的符号、代号及其注法。
同时指出，图样上所标注的粗糙度符号、代号是指该表面加工后的要求。
（l）表面粗糙度的符号。
图样上表示表面粗糙度的符号，如表3所示。
表面粗糙度参数值的注写表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差r值的标注见表4 r在代号中用数值表示（单位为微米），参数值前可不标注参数代号。
表面粗糙度高度参数轮廓微观不平度十点高度r、轮廓最大高度r值（单位均为um）的标注见表5如果允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超过规定值的个数少于总数的16％时，应在图样上标注表面粗糙度参数的上限值或下限值。
“表面粗糙度”表面粗糙度对大部分参与滑动接触的表面而言是非常重要的。
因为磨损的原始速率及持续的性质等因素高度依赖这一特性。
这些表面一般是承重面，而且需标识粗糙度以确保预计用途的适用性。
许多零部件需要具有特定的表面加工结果，以便达成所要求的功能。
例如烤漆前的汽车车体或曲轴或凸轮轴上的颈轴承。
01 . 供应链的基本构造什么是表面粗糙度？表面粗糙度（S u r f a c e R o u g h n e s s）就是我们日常测量中所说的面粗糙度，可以理解为在加工产品过程中细小间距和微小峰谷的不平整度。
通常被定义为两个波峰值或者两个波谷指之间的微小距离（波距），在一般情况下波距都在1m m以内或者更小，也可定义为微观轮廓的测量，俗称微观误差值。
综上所说，大家可能已经有了一个关于粗糙度笼统的概念，那么下记内容是更详细地进行了分析。
我们一般评价粗糙度会有基准线，基准线以上最高点我们叫波峰点，基准线以下最低点叫波谷点，那么波峰和波谷之间的高度我们用Z来表示，加工产品的微观纹理的间距我们用S来表示。
通常情况下S值的大小在国家检定标准里给了相关的定义：S＜1m m定义为表面粗糙度1≤S≤10m m定义为表面波纹度中国国家计量检定标准中规定：通常情况下用V D A3400、R a、R m a x这三个参数来评价检定表面粗糙度，计量单位通常用μm表示。
评价参数的关系R a定义为曲线平均算术偏差（平均粗糙度），R z的定义为不平度平均高度，R y定义为最大高度。
微观轮廓的最大高度差R y在其他标准中也使用Rm a x来表示。
R a、R m a x的具体关系还请参考下面的表格：表：R a，R m a x参数对比（u m）02 . 表面粗糙度是如何形成的？表面粗糙度的形成是由工件的加工过程引起的。
而加工的方法、工件的材料，工艺过程都是影像表面粗糙度的因素。
例如：放电加工时被加工零件表面出现放电凹凸点。
加工工艺和零件材质有所不同，被加工零件表面留下的微观痕迹也有各种差别，比如（疏密，深浅，形状变化等）。
§7.5 表面粗糙度一、表面粗糙度的概念和评定参数零件的表面，无论用何种加工方法进行加工，放在显微镜下观察，总是高低不平的。
这种表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何特性，称为表面粗糙度。
通俗地说，表面粗糙度是指零件表面（包括内表面和外表面）的光滑程度。
表面粗糙度是零件图上一项很重要技术的指标，它对零件的性能和寿命有很大影响。
因此，在零件图上对零件的每一个表面都应标出其表面粗糙度（当所有表面的粗糙度相同时也可统一标注）。
不同的加工方法可得到不同精度的表面粗糙度，例如镗削加工和磨削加工就比车削加工的精度高。
因此，合理地标注零件各个表面的粗糙度，对提高零件的性能、寿命和减少加工成本都有很大作用。
GB/T 131-93 规定了表面粗糙度的术语、评定参数和数值系列等，表面粗糙度的评定参数可从下列三项中选取：(1) 轮廓算术平均偏差R a(2) 微观不平度十点高度R Z(3) 轮廓最大高度R y大体上说，上述三种评定参数的数值都是通过测量零件表面上一定长度内表征其不平整程度的参数，再通过相应的数学处理方法而获得。
国家标准规定：在常用的参数范围内（Ra为0.025m m-6.3m m）)推荐优先选用Ra。
轮廓算术平均偏差R a定义为：在取样长度l内，轮廓偏距绝对值的算术平均值，如图所示。
其近似值为：二、表面粗糙度的代、符号图样上标示零件表面粗糙度的符（代号）、表面粗糙度高度参数轮廓算术平均偏差Ra值的标注见下表：1.符号的基本画法2.标注方法零件的每一个表面都要标注而且只标注一次，符号的尖端必须从材料外指向被加工表面，在不同方向上标注时，符号数字应按尺寸数字标注规则书写，30°范围内应引出标注。
三、表面粗糙度的代、符号在图样中的画法3.符号的统一标注方法当零件的表面大部分具有相同的表面粗糙度时，对其中使用最多的一种符号，可以统一标注在图样右上角，并加注“其余”二字。
符号及“其余”二字大小是图样上所注代号和文字的1.4倍（图a）；当所有表面都具有相同的表面粗糙度时，可以在图样右上角统一注出（图b）。
表面粗糙度表面粗糙度（旧标准称表面光洁度）：是一种微观几何形状误差。
它是指在机械加工中，由于切削刀痕、表面撕裂、振动和摩檫等原因在被加工表面上所产生的间距较小的高低不平的几何形状。
1．零件表面的粗糙程度直接影响零件的配合性质、疲劳强度、耐磨性、抗腐蚀性以及密封性等。
此外，表面粗糙度对零件的检测精度以及外形的美观也有影响。
因此，表面粗糙度是评定机器零件和产品质量的重要指标。
我国的国家标准是GB3505-83，GB1031-83和GB131-83。
2．表面粗糙评定参数及其数值⑴．基本术语①．取样长度l用于判断具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
规定和选取这段长度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。
②．评定长度ln评定轮廓所必须的一段长度，它可以包括一个或几个取样长度。
③．中线制以中线m为基准线评定轮廓的计算制。
中线包括轮廓最小二乘中线和轮廓的算术平均中线。
a). 轮廓最小二乘中线：指划分轮廓的基准线m，在取样长度内使轮廓上各点轮廓偏距y i（轮廓线上的点与基准线m之间的距离）的平方和为最小，如图2-1（a）所示。
b). 轮廓的算术平均中线：指在取样长度内与轮廓走向一致，划分轮廓使上、下两边面积相等的基准线，如图2-1(b) 所示。
即F1+F2+……+F2n-1=F2+F4+……+F2n(n为正整数)。
用它近似地确定最小二乘中线。
图2-1⑵．主要评定参数①．轮廓算术平均偏差Ra在取样长度内，轮廓偏差y的绝对值的算术平均值，如图2-2所示。
图2-2②．微观不平度十点高度Rz在取样长度内，5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和，如图2-3所示。
用公式表示为：图 2-3③．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。
如图2-4所示。
图 2-4⑶．附加评定参数Ra、Rz、Ry 均反映表面轮廓在高度方向的特性。
从生产实践中得知，只有高度参数还不能完全反映出零件表面粗糙度的特性。
第一节 概述
零件表面的形貌可分为三种情况： 表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于50属于微观几何形状误差。
表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000的不平程度称为波纹度。
会引起零件运转时的
振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的。
形状误差 ：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。
第二节 表面粗糙度评定标准
一、 基本术语及定义
1、轮廓滤波器（Profile Filter ）： 轮廓滤波器是指把轮廓分成长波和短波成分的滤波器。
2、坐标系（Coordinate System ）：确定表面结构参数的坐标体系。
其轴线形成一右手笛卡儿坐标系。
3、实际表面（Real Surface ）：物体与周围介质分离的表面称为实际表面。
4、表面轮廓（Surface Profile ）：平面与实际表面相交所得的轮廓，称为表面轮廓。
表面粗糙度轮廓 波纹度轮廓 宏观形状轮廓
λ
实际表面轮廓
5、粗糙度轮廓（Roughness Profile ）：粗糙度轮廓是对原始轮廓采用λC 滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。
6、粗糙度轮廓中线（Mean Line for the Roughness Profile ）：用标称形式的线穿过原始轮廓，按最小二乘法拟合
所确定的中线，
7、取样长度（Sampling Length ）L[新国标：lr]：用于判别被评定轮廓的不规则特征X 轴向上的长度 。
二、表面粗糙度评定参数和计算方法
1、高度特性参数[新国标：幅度参数]
（1）轮廓算术平均偏差Ra[新国标：评定轮廓的算术平均偏差Ra]，在取样长度内，轮廓的纵坐标值y （x ）绝对值的算术平均值。
（2）、微观不平度十点高度Rz [新国标：无]，在取样长度内五个最大的轮廓峰高的平均值与五个最大轮廓
谷深的平均值之和 。
式中
∑
==n
i i a y n R 1
1dx x y l R l a ⎰=0)(1)
(515
1
5
1∑∑==+=i vi i pi z y y R pi y vi y ——第 i 个最大的轮廓峰高；
——第 i 个最大的轮廓谷深。
（3）轮廓最大高度Ry[新国标:轮廓的最大高度Rz]：在取样长度内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
2、间距特性参数[新国标：间距参数]
（1）轮廓微观不平度的平均间距 [新国标：轮廓单元的平均宽度RSm]
微观不平度的间距Smi[新国标：Xsi]：是指含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度。
微观不平度的平均间距Sm:在取样长度内,轮廓微观不平度间距的平均值。
（2）轮廓的单峰平均间距[新国标：无]
在取样长度L 内，轮廓的单峰间距的平均值称为轮廓的单峰平均间距。
∑-=n
i i
s s n 1
.1
3、形状特性参数[新国标：混合参数]
轮廓的支承长度率tp[新国标：轮廓的支承长度率Rmr]
在取样长度内,距峰顶线距离C,且与中线平行的一条线,与轮廓相截所得到的各线段长度bi 之和称为轮廓支承长度 。
轮廓支承长度 与取样长度l 之比。
l
b b b l
t n
p
p +++=
=
21η
三、国家标准《表面粗糙度参数及其数值》
国家标准《表面粗糙度参数及其数值》（GB/T 1031－1995）中，除tp外，评定参数数值均由优先数系中的派生系列R10/3确定。
而取样长度和评定长度则由R10/5系列得到。
