课程：机械制图 表面粗糙度

❖ 如图4-1所示，零件同一表面存在着叠加在一起的三种误差，即：形状误 差（宏观几何形状误差）、表面波度误差和表面粗糙度误差。三者之间， 通常可按相邻波峰和波谷之间的距离（波距）加以区分：波距在10mm 以上属形状误差范围，波距在1~10mm之间属表面波度范围，波距在 1mm以下属表面粗糙度范围。
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❖ GB/T 3505-2000《 表面结构的术语、定义及参数 》 ❖ GB/T 1031-1995《表面粗糙度 参数及其数值》 ❖ GB/T 131-1993《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》
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4.1 概述
❖ 4.1.1 基本概念
❖ 零件表面不论是用机械加工方法还是用其他方法获得，都不可能是绝对 光洁平滑的，总会存在着由微小间距和微观峰谷组成的微小高低不平的 痕迹。这是一种微观几何形状误差，称为微观不平度。这种微观几何形 状误差可用表面粗糙度来表达，表面粗糙度越小，表面越光滑。因此， 表面粗糙度是评定零件表面质量的一项重要指标。
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4.2 表面粗糙度国家标准
❖ （9）在水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml(c)：即在一个给定水平位置
c上，用一条平行于中线的线与轮廓单元相截所得的各段截线长度之和，
如图4-5所示。
用公
式表示为
n
Mlc Mli i1
（4-1）
❖ c为轮廓水平截距，即轮廓的峰顶线和平行于它并与轮廓相交的截线之间
距（i=1，2，3…n）。
❖ Ra越大，则表面越粗糙。Ra能客观地反映表面微观几何形状的特性，但 因受到计量器具功能的限制，不能用作过于粗糙或太光滑表面的评定参 数。

表面粗糙度参数值的选择原则是：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。
一般原则： 同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小； 摩擦表面比非摩擦表面要小； 受循环载荷的表面要小； 配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都 应小； 同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要 小。
应在图中标注上限值和下限值；
当所有实测值不允许超过规定值时，应在图样上标注最大 值或最小值。
取样长度：如按国标选用，则可省略标注；
表面加工纹理方向：指表面微观结构的主要方向，由所采 用的加工方法或其它因素形成，必要时才规定。
标注举例
标注举例
表面度的测量
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。
单峰的间距.
在取样长度内,轮廓单峰间距的平均值,称为轮廓单峰
的平均间距S
S
1 n
n i 1
Si
与形状特性有关的参数
轮廓支承长度率 tp 一根平行于中线且与轮廓峰顶线相距威C的线与轮廓峰相截所
得到的各段截线bi之和,称为n 轮廓支承长度ηp.
p bi i 1
轮廓支承长度ηp与取样长tp 度 ll之p 比100, %称为轮廓支承长度率 tp
评评定定长或度测量ln：表为面了轮全廓面时、所充必分需地的反一映段被长测度表。面评的定特长性度，可在 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。 评定长度一般按5个取样长度来确定。
基准线
L
L
L
L
L
n
表面粗糙度的基本术语
基准线：评定表面粗糙度的一段参考线。 轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮 廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。即：

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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。
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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。
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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。
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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。

第八章表面粗糙度本章要点：本章重点介绍了表面粗糙度的概念、评定参数及标注。

1．表面粗糙度的概念是表述加工表面峰谷高低程度和间距状况的微观几何形状特性的指标。

2．表面粗糙度的评定参数①评定参数评定轮廓的算术平均偏差、轮廓的最大高度。

②参数值3．表面粗糙度的标注GB／T131－938．1概述机械加工、或者其它方法获得的零件表面，微观上总会存在较小间距的峰谷痕迹。

如图8-1所示。

表面粗糙度就是表述这些峰谷高低和间距状况的微观几何形状特性的指标。

表面粗糙度反映的是实际表面几何形状误差的微观特性，有别于表面波纹度和形状误差。

三者通常以波距（相邻两波峰或两波谷之间的距离）的大小来划分，也有按波距与波高之比来划分的。

一般而言，波距小于1mm的属于表面粗糙度（表面微观形状误差）；波距在1～10mm的属于表面波纹度；波距大于10mm的属于表面宏观形状误差。

图8.1完工零件的截面实际轮廓形状λ—波距表面粗糙度主要是由于加工过程中刀具和零件表面间的磨擦、切屑分离时工件表面金属层的塑性变形以及工艺系统中的高频震动等原因所形成。

表面粗糙度对零件的耐磨性、传动灵敏性、接触刚度、抗疲劳强度、抗腐蚀性能和配合性质等都有很大影响。

此外，表面粗糙度还会影响结合面的密封性、产品的外观以及表面涂层的质量等。

因此，为保证零件的使用性能和寿命，必须对零件的表面粗糙度加以合理限制。

为此，国家标准规定了零件表面粗糙度的评定标准和评定参数，以便在满足零件表面使用功能的前提下，选用较为经济的评定参数值。

8．2表面粗糙度的评定为了正确评定表面粗糙度，我国发布了GB ／T3505—2000《表面粗糙度的术语、定义及参数》；GB ／1031—1995《表面粗糙度参数及其数值》和GB ／T131—93《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》等国家标准。

8.2.1基本术语 1.取样长度l r取样长度是指用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。

标准规定，取样长度按表面粗糙程度合理取值,通常应包含至少5个轮廓峰和5个轮廓谷。