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表面粗糙度基础知识

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表面粗糙度基础知识 表面粗糙度是机械加工中评定零件表面质量的一个重要指标，它在一定程度上反映了零件的加工质量。它对零件的配合性质、耐磨性、抗腐蚀性、密封性、接触刚度及抗疲劳能力都有影响。 Roughness, an important index of surface quality of component, reflects the machining quality of component and affects the fitting property, wearability, anti-corrosion, tightness, rigidity and anti-fatigue capability of component. 零件的表面过于粗糙，会造成接触刚度降低、耐磨性差、疲劳强度和耐蚀性下降，配合性质改变：相对运动件的表面粗糙度过细，不易储存润滑油，加重磨损，同时过细的表面还将大大提高制造成本。为了反映零件使用性能要求，对零件表面可以采用一个或几个表面粗糙度评定参数。如下图所示：

图1：21-13 轴 1 表面粗糙度的定义和评定参数Definition and parameter of

roughness 表面粗糙度是指加工表面上具有的较小的间距和峰谷所组成的微观几何特性。一般由所采用的加工方法和其他因素形成。Caused by machining and other factors. 表面粗糙度的评定参数：轮廓算数平均偏差Ra,微观不平度十点高度Rz,轮廓最大高度Ry。

表1：术语及定义 Table 1: terms and definition Term Definition Diagram Remarks

轮廓算数平均偏差Ra 在取样长度内轮廓绝对值的算术平均值 Ra=

微观不平度十点高度Rz

在取样长度内5个最大的轮廓峰值与5个最小的轮廓谷深的平均值之和 Rz=

+

轮廓最大高度Ry

在取样长度轮廓峰顶

线和轮廓谷底线之间的距离

2 表面粗糙度的基本符号及含义 2.1基本符号 basic sign 表示表面可用任何方法获得，当不加注粗糙度数值或有关说明（如表面处理、局部热处理）时，仅适用简化代号标注。 This sign means that the roughness can be finished by any manufacturing method, while without value or specification (eg. surface treatment, local heat treatment), only basic sign can be used. 2.2 其他符号 other signs 在基本符号的基础上添加线条可使表面粗糙度符号的表达含义更加完备，如下表所示： Basic signs with lines added means roughness with specification, as following:

表1：表面粗糙度符号及含义table 1: Signs and meanings S/N Sign Meaning Remarks

1 表示表面用去除材料的方法获得，如车、铣、钻、剪切、抛光、电火花、气割、腐蚀等。 Remove the material on the surface of component by turning, milling, drilling, shearing, polishing, EDM, gas cutting, corrosion, etc.

2 表示表面用不去除材料的方法获得，如铸造、锻造、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等方法，或表示保持原供应状态的表面 Without material removal of component, such as castings, forging, punching, hot-rolling, cold-rolling, powder metallurgy, or the supplied condition to be maintained. 3 用于标注相关的参数和说明Mark relative parameters and specifications 4 表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求 All surfaces with same roughness requirements 2.3 标注参数说明 specification of parameter 表面粗糙度的参数标注如 marking parameter as following:

其中：a1,a2:表面粗糙度高度参数代号及数值 b:加工要求,如镀覆、涂覆、表面处理及其他说明 c:取样长度或波纹度 d:加工纹理方向 e:加工余量 f:粗糙度间距参数值或轮廓支承长度率 Where: a1, a2 represent b represents machining requirements ,such as plating, coating, surface treatment and other specification. c represents sampling length and waviness d represents machining grain direction e represents machining allowance f 3 表面粗糙度与尺寸公差等级的关系 ROUGHNESS & TOLERANCE GRADE 零件的表面粗糙度与尺寸公差等级随着尺寸的大小变化而相应变化，尺寸越大，零件的公差值越大，相应的表面粗糙度越低。如下表所示: The roughness and tolerance grade of component change with its dimension, the bigger the dimension, the bigger the tolerance, the poorer the roughness, as following: 表2：表面粗糙度与尺寸公差等级 Table 2: roughness and tolerance grade

尺寸公差等级（IT）

基本尺寸 basic dimension

＞6～10 ＞10～18 ＞18～30 ＞30～50 ＞50～80 ＞80～120 ＞120～180 ＞180～250 表面粗糙度数值Ra不大于/μm roughness not more than /μm 6 0.2 0.4 0.8 7 0.8 1.6 8 0.8 1.6 9 1.6 3.2 10 1.6 3.2 6.3 11 1.6 3.2 6.3 12 3.2 6.3

4 表面粗糙度与加工方法的关系ROUGHNESS &MACHINING

在机械加工中，通过不同的加工方法可以达到不同的加工精度和表面粗糙度，现将常用的机械加工方法与所达到的表面粗糙度列表如下： For machining, different machining methods get different machining accuracy and roughness; following is a table of machining method and reached roughness: 表3：各种加工方法所能达到的表面粗糙度 Table 3: machining method and the roughness

加工方法machining method roughness Ra/μm 备注remarks

自动气割、带锯、圆盘锯隔断 50～12.5

切断 车turning 50～12.5 铣milling 25～12.5 砂轮abrasive disc 3.2～1.6

车削外圆 OD turning

粗车rough turning 12.5～3.2 半精车 semi-finish turning 金属metal 6.3～3.2

非金属nonmetal 3.2～1.6

精车finish turning 金属metal 3.2～10.8 非金属nonmetal 1.6～0.4 精密车或金刚石车 金属metal 0.8～0.2 非金属nonmetal 0.4～0.1

车削端面 End turning

粗车rough turning 12.5～6.3 半精车 semi-finish turning 金属metal 6.3～3.2

非金属nonmetal 6.3～1.6

精车finish turning 金属metal 6.3～1.6 非金属nonmetal 6.3～1.6 切槽 Grooving 一次行程 12.5

二次行程 6.3～3.2 高速车削High-speed turning 0.8～0.2

钻Drilling ≤φ15mm 6.3～3.2 φ15mm 25～6.3 扩孔 Counter bore 粗finish 12.5～6.3

精finish 6.3～1.6 锪倒角（孔） 3.2～1.6 锪平面 6.3～3.2

镗孔 Hole boring

粗镗 rough boring 12.5～6.3 半精镗 semi-finish boring 金属metal 6.3～3.2

非金属nonmetal 6.3～1.6

精镗finish boring 金属metal 3.2～0.8 非金属nonmetal 1.6～0.4 精密镗或金刚石镗 金属metal 0.8～0.2 高速镗 High-speed boring 0.5～0.2

铰孔 Reaming 半精铰（一次铰） Semi-finish reaming 钢 steel 6.3～3.2 黄铜brass 6.3～1.6 精铰 Finish reaming 铸铁cast iron 3.2～0.8 钢、轻合金steel, 1.6～0.8 黄铜、青铜 brass, bronze 0.8～0.4

圆柱铣刀铣削 Cylinder milling cutter 粗rough 12.5～3.2 精finish 3.2～0.8 端面铣刀铣削 End milling cutter 粗rough 12.5～3.2

精finish 3.2～0.4 高速铣削 High-speed milling 粗rough 1.6～0.8

精finish 0.4～0.2

刨削 shaping

粗rough 12.5～6.3

精finish 3.2～1.6 槽的表面groove surface 6.3～3.2

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表面粗糙度的基本术语

表面粗糙度的基本术语

表面粗糙度的基本术语表面粗糙度是指物体表面的不平整程度，通常用于描述工程制品的加工质量。

表面粗糙度是一个重要的质量指标，对于一些机械零件的连接、密封和摩擦等方面都有很大的影响。

因此，表面粗糙度也成为了机械加工行业中的一个重要概念。

在描述表面粗糙度时，我们需要了解一些基本术语。

1. 粗糙度粗糙度是指表面上的微小起伏，包括高峰和低谷。

这些起伏的尺寸通常由表面的平均高度和深度确定。

粗糙度是表面不规则程度的一个量化指标，通常用Ra值表示。

2. Ra值Ra值是表面粗糙度的一个重要参数。

它表示整个表面的平均高度偏差，通常以微米为单位。

Ra值越小，表面越光滑。

3. Rz值Rz值是表面粗糙度的另一个重要参数。

它表示表面上最大峰和最大谷之间的距离。

Rz值越小，表面越光滑。

4. Rt值Rt值是表面粗糙度中的一个参数。

它表示表面上最高和最低点之间的距离。

Rt值越小，表面越光滑。

5. Rq值Rq值是表面粗糙度的另一个参数。

它表示表面上所有高度偏差的平方和的平方根。

Rq值越小，表面越光滑。

6. Rmax值Rmax值是表面粗糙度的一个参数。

它表示表面上最大峰和最大谷之间的距离。

Rmax值越小，表面越光滑。

7. Rmr值Rmr值是表面粗糙度的另一个参数。

它表示表面上所有高度偏差的平方和的平方根。

Rmr值越小，表面越光滑。

8. Rk值Rk值是表面粗糙度的一个参数。

它表示表面上最大谷的深度。

Rk 值越小，表面越光滑。

9. Rpk值和Rvk值Rpk值和Rvk值分别表示表面上最高峰和最低谷的高度。

Rpk值和Rvk值越小，表面越光滑。

表面粗糙度是一个非常重要的概念，对于机械制造和加工行业有着重要的意义。

掌握表面粗糙度的基本术语，可以更好地评估加工品质，并提高加工品质的控制能力。

表面粗糙度课件

表面粗糙度课件



tp值是对应于不同水平截距(c)而给出的。水平截距C可 在表面粗糙度的三个基本参数Ra、Rz、Ry中，标准推荐
用微米或Ry的百分比表示。 优先选用Ra当对表面粗糙度除了有高度要求外，还有密封
性和耐磨性要求，这时就要考虑选择附加参数Sm、S、tp 。
2.表面粗糙度的参数值
以上所述的几种评定数值已标准化，设计时应按国家标
2)当表面有特殊功能要求时，为了保证功能要求，提高产品 质量，这时可以同时选用几个参数综合控制表面质量。 2.表面粗糙度参数值的选择 表面粗糙度参数值选择的合理与否，对产品的使用性能 有很大的影响，直接关系到产品的质量和制造成本。在满足 功能要求的前提下，应尽可能选用较大的粗糙度数值。 1）一般选择原则 a 同一零件上，工作表面的粗糙度参数值小于非工作表面 的粗糙度参数值。 b 摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度参数值要小 c 受循环载荷的表面及易引起应力集中的部分(如圆角、沟 槽)，表面粗糙度参数值要小。 d 配合性质要求高的结合表面 ，都应取较小的粗糙度参数 值。
四.表面粗糙度评定参数及其数值 1.表面粗糙度评定参数 表面粗糙度的评定参数，是用来定量描述零件 表面微观几何形状特征的。 三个高度参数： 轮廓算术平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz) 和轮廓最大高度(Ry)三个。 三个附加（间距）参数： 轮廓不平度的平均间距(Sm)、轮廓单峰平均间距(S) 和轮廓支承长度率(tp)三个附加参数。
e 配合性质相同，零件尺寸越小则表面粗糙度参数值应越 小；同一精度等级，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度 参数值要小。 常用表面粗糙度的参数值及表面粗糙度参数值与所适应 的零件表面，选择时可参考表5—6及表5—7。 2)参数值的选用方法 在选择参数值时，通常可参照一些经过验证的实例，用 类比法来确定。 二.表面粗糙度符、代号及其标注 1. 表面粗糙度的符号 按GB／T 131—1993，在图样上表示表面粗糙度的符号有五 种，见表5—8。
表面粗糙度1学习

表面粗糙度1学习


m
R 1 X 式中, XSi——第 i
Sm
si
(5-4)
m 轮廓单元是指轮廓峰和轮廓谷的i组1 合宽度。轮廓单元宽度 XS 是指
x 轴线与轮廓单元相交线段的长度，如图5-9所示。
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图 5-9 轮廓单元宽度
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3. 轮廓支承长度率（Rmr ( c )）：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，用公式表示为
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图1-3
55j6与
P0
级滚动轴承内圈相配合，配合精度要求很高，故相应表面粗糙度
Ra
选
0.8 μm。 两个有键槽的圆柱面，左边小圆柱面与带轮配合，而右边大圆柱
面与齿轮配合，其配合精度要求较高，所以选表面粗糙
度 Ra 不大于1.6 μm。 两轴槽与键的两侧面配合，配合精度要求一般，故 它的粗糙度参数 Ra 选3.2 μm。 其余未标注表面的表面粗糙度 Ra 选6.3 μm。
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5.4 表面粗糙度的选择
5. 4. 1 表面粗糙度评定参数的选择 表面粗糙度评定参数中，Ra、Rz 两个幅度参数为基本参数，RSm、 Rmr(c)
为两个附加参数。这些参数分别从不同角度反映了零件的表面特征，但都存在着 不同程度的不完整性。因此，在选用时要根据零件的功能要求、材料性能、结构 特点及测量条件等情况适当选择一个或几个评定参数。
表面粗糙度的基本符号是由两条不等长且与被标注表面投影轮廓线成 60°，左、右倾斜的细实线组成的。
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图样上所标注的表面粗糙度符号、代号是该表面完工后的要求。有关 表面粗糙度的各项规定应按功能要求给定。若仅需加工（采用去除材料的 方法或不去除材料的方法）但对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许 只注表面粗糙度符号，如表5-1所示。
第13章 表面粗糙度(252-264)

第13章 表面粗糙度(252-264)

表面粗糙度及其检测本 章 要 点表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的平定指标，表面粗糙度的选用方法及表面粗糙度的检测方法。

13.1 表面粗糙度及其评定13.1.1 基本概念用机械加工方法或利用其他方法获得的零件表面，总会存在着由较小间距和微小峰谷所组成的微量高低不平的痕迹，表述这些峰谷的高低程度和间距状况的微观几何形状特征的术语称为表面粗糙度。

表面粗糙度主要是在加工过程中由刀具与被加工表面的摩擦、切削分离时表面金属层的塑性变形及工艺系统的高频振动等原因形成的。

表面粗糙度属于微观几何形状误差。

事实上，加工后的零件表面并不是完全理想的平面，其截面轮廓形状由表面粗糙度、表面波度和形状误差叠加而成，如图13-1所示。

目前，还没有划分上述三种误差的统一标准，通常可按相邻两波峰或两波谷之间的距离——波距λR 的大小来划分：λR ＜1mm 的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)；λR＝1mm ～10mm 呈周期性变化的属于表面波度(中间几何形状误差)；λR ＞10mm 且无明显周期性变化的属于形状误差(宏观几何形状误差)。

表面粗糙度影响零件的使用性能，主要表现在以下几方面： （1）对配合性质的影响 对于间隙配合，粗糙表面易磨损。

孔、轴相对运动时，因配合表面间的有效接触面积小，单位压力大而会很快磨损，从而使配合间隙增大，引起配合性质的改变。

对于过盈配合，在零件装配压人过程中，会使表面微观凸峰挤平而填人凹谷，减少了实际有效过盈，降低了连接强度。

253（2）对摩擦磨损的影响 表面愈粗糙，摩擦系数就愈大，且两配合表面的实际有效接触面积也愈小，造成单位面积压力愈大，故表面更易磨损。

但表面过于光滑，不利于贮存润滑油，易使工件表面形成半干摩擦或干摩擦，有时还会增加工件接触面的吸附力，反而使摩擦系数增大，加剧磨损。

（3）对耐腐蚀性的影响 粗糙表面的凹谷处容易积聚腐蚀性物质，造成金属表面锈蚀。

凹谷愈深，零件耐腐蚀性愈差。

（4）对零件强度的影响 零件表面愈粗糙，凹痕愈深，对应力集中就愈敏感，在交变载荷作用下，零件疲劳破坏的可能性愈大。