互換性A 5 表面粗糙度

幾何量公差與測量技術(shù)第5章表面粗糙度本章基本內(nèi)容§5.1概述§5.2表面粗糙度的評定§5.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用§5.4表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注§5.5表面粗糙度測量方法簡述重點：掌握表面粗糙度的術(shù)語、定義和幅度參數(shù)的選用及其在零件圖上的標(biāo)注。

§5.1概述一、表面粗糙度的基本概念表面輪廓表面粗糙度輪廓(R輪廓

)波距＜1

mm波紋度輪廓宏觀形狀輪廓波距在1～10mm之間波距＞10mm波距＜1

mm

表面粗糙度的含義：完工零件表面存在的具有很小間距的微小峰、谷所形成的微觀形狀誤差。微小峰、谷的高低程度和間距狀況稱為表面粗糙度。一、表面粗糙度的基本概念

影響零件的：①耐磨性②配合性質(zhì)穩(wěn)定性③疲勞強(qiáng)度④耐蝕性⑤其它性能（密封性、接觸剛度、外觀等等）

二、表面粗糙度對零件使用性能的影響§5.2表面粗糙度的評定一、表面粗糙度的評定方法（中線制）中線表面粗糙度（R）輪廓§5.2表面粗糙度的評定二、基本術(shù)語和定義

1、粗糙度輪廓中線：用于定量評定表面粗糙度參數(shù)值大小所確定的一條具有幾何輪廓形狀的基準(zhǔn)線。

①輪廓的最小二乘中線：②輪廓的算術(shù)平均中線：

使輪廓線上各點的輪廓偏距的Zi

平方和為最小的線。

將實際輪廓劃分為面積相等的上、下兩部分的線。2、取樣長度（lr）：是指在測量方向判別被評定輪廓不規(guī)則特征的長度。它至少包含5個以上的輪廓峰和谷，取樣長度的方向與輪廓走向一致?！?.2表面粗糙度的評定注意：規(guī)定取樣長度的目的在于限制和減弱其他形狀誤差，特別是表面波紋度對測量結(jié)果的影響。粗糙度參數(shù)值是在一個取樣長度上評定出來的。二、基本術(shù)語和定義3、評定長度（ln）：是指用于評定被評定輪廓所規(guī)定的測量方向上的最小長度?！?.2表面粗糙度的評定注意：評定長度是由于零件表面粗糙度不均勻，為了充分合理地反映表面粗糙度特征，在測量和評定時所規(guī)定的。通常粗糙度測量結(jié)果是評定長度上的一個平均值。二、基本術(shù)語和定義ln（一般取ln＝5lr

）被測表面均勻可選ln

＜5lr被測表面均勻性差可選ln

＞5lr二、基本術(shù)語和定義4、長、短波輪廓濾波器截止波長及傳輸帶：

①長波濾波器的截止波長（λc）：是指長波輪廓濾波器所能抑制的波長。一般lr

＝λc

②短波濾波器的截止波長（λs）：是指短波輪廓濾波器所能抑制的波長。

③傳輸帶：是指從短波截止波長至長波截止波長這兩個極限值之間的波長范圍。即λs～

λc§5.2表面粗糙度的評定注意：接觸式儀器測量表面粗糙度時，可用長波濾波器過濾掉波紋度成分；可用短波濾波器過濾掉比粗糙度波長更短的成分。國標(biāo)規(guī)定了：幅度、間距、曲線和相關(guān)三類參數(shù)。§5.2表面粗糙度的評定三、表面粗糙度評定參數(shù)

1、幅度(高度)參數(shù)：①輪廓的算術(shù)平均偏差（Ra）：是指在一個取樣長度內(nèi)，輪廓偏距Z(x)絕對值的算術(shù)平均值。Rz

=︱Zpmax

︱+︱Zvmax︱§5.2表面粗糙度的評定三、表面粗糙度評定參數(shù)

1、幅度參數(shù)：

②輪廓的最大高度（Rz）

：在一個取樣長度內(nèi)，最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和。注意：幅度參數(shù)（

Ra、Rz

）是國標(biāo)規(guī)定必須標(biāo)注的參數(shù)，故稱為基本參數(shù)。參數(shù)值越大表面越粗糙。峰頂線谷底線

2、間距參數(shù)：

輪廓單元的平均寬度（Rsm）：是指在一個取樣長度內(nèi)輪廓單元寬度Xsi

的平均值。§5.2表面粗糙度的評定三、表面粗糙度評定參數(shù)注意：間距及曲線和相關(guān)參數(shù)稱附加參數(shù)，一般不作獨立參數(shù)選用，只有零件表面有特殊使用要求時才附加選用。

3、曲線和相關(guān)參數(shù)：

輪廓支承長度率（Rmr

(c)）：是指在給定水平截面高度c上，輪廓的實體材料長度Ml(c)

與取樣長度lr之比，即：Rmr

(c)

=Ml(c)

/lr三、表面粗糙度評定參數(shù)§5.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用一、表面粗糙度評定參數(shù)的選用1、幅度參數(shù)的選用：①在常用值范圍（Ra=0.025~6.3μm，Rz=0.1~25μm）內(nèi)，應(yīng)優(yōu)先選用輪廓算術(shù)平均偏差Ra。因為Ra能較充分合理地反映零件表面的粗糙度特征；通常用電動輪廓儀測量，其測量范圍為0.02~8μm

。②對測量部位小、峰谷少或有疲勞強(qiáng)度要求的零件表面，可選輪廓最大高度Rz作為評定參數(shù)。Rz通常用雙管顯微鏡和干涉顯微鏡測量，其測量范圍為0.1~25μm

注意：在零件精度設(shè)計中，對于表面粗糙度要求通常只給出幅度評定參數(shù)（Ra

和Rz

）及其數(shù)值，而其它要求（如lr和ln等）采用默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)值。§5.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用一、表面粗糙度評定參數(shù)的選用2、附加參數(shù)的選用：①輪廓單元的平均寬度（Rsm）

：一般在對零件有涂漆、密封性能，以及光亮度等要求時才附加選用。②輪廓支承長度率（Rmr

(c)）：在對零件的耐磨性、接觸剛度等要求較高的場合才附加選用?！?.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用二、表面粗糙度參數(shù)值的選用1、表面粗糙度參數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化表5-2

輪廓的算術(shù)平均偏差(Ra)、輪廓的最大高度(Rz)、

輪廓單元的平均寬度(RSm)和輪廓的支承長度率(Rmr

(c)

)的數(shù)值Ra/μmRz/μmRsm/mmRmr

(c)（%）0.0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501000.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.5255010020040080016000.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090注：選用支承長度率Rmr

(c)參數(shù)時，應(yīng)同時給出輪廓截面高度c值。c可用微米或Rz的百分?jǐn)?shù)表示。c百分?jǐn)?shù)系列為Rz的百分之：5，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80，90§5.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用二、表面粗糙度參數(shù)值的選用1、表面粗糙度參數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化表5-1

輪廓的算術(shù)平均偏差(Ra)、輪廓的最大高度(Rz)、

輪廓單元的平均寬度(RSm)的標(biāo)準(zhǔn)取樣長度(lr)和標(biāo)準(zhǔn)評定長度(ln)Ra/μmRz/μmRsm/mm標(biāo)準(zhǔn)取樣長度lr/mm標(biāo)準(zhǔn)評定長度ln＝5×lr/mm短波截止波長λslr＝λc長波截止波長≥0.008~0.02＞0.02~0.1＞0.1~2.0＞2.0~10.0＞10.0~80.0≥0.025~0.10＞0.10~0.50＞0.50~10.0＞10.0~50.0＞50~320≥0.013~0.04＞0.04~0.13＞0.13~0.4＞0.4~1.3＞1.3~40.00250.00250.00250.0080.0250.080.250.82.58.00.41.254.012.540.0§5.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用二、表面粗糙度參數(shù)值的選用2、表面粗糙度參數(shù)值的選用①參數(shù)值的選擇基本原則：在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能選用較大的參數(shù)允許值（輪廓的支承長度率除外），以減小加工難度，降低加工成本。②類比法選擇參數(shù)值的原則：

1）同一零件上，工作表面的粗糙度參數(shù)值比非工作表面??；

2）摩擦表面的參數(shù)值比非摩擦表面?。弧?.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用二、表面粗糙度參數(shù)值的選用2、表面粗糙度參數(shù)值的選用②類比法選擇參數(shù)值的原則：

3）運動速度高、單位面積壓力大的表面，以及承受交變應(yīng)力作用的重要零件圓角、溝槽處的粗糙度參數(shù)值應(yīng)小；

4）配合性質(zhì)要求高的配合表面（如小間隙配合表面）、承受重載荷作用的過盈配合表面的粗糙度參數(shù)值應(yīng)小；

5）有密封性、防腐性要求或有外表美觀要求的表面，粗糙度參數(shù)值應(yīng)??；§5.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用二、表面粗糙度參數(shù)值的選用2、表面粗糙度參數(shù)值的選用②參數(shù)值通常采用類比法選擇原則：

6）凡在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中已對表面粗糙度作出規(guī)定（如與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的表面粗糙的），則應(yīng)按該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇表面粗糙度參數(shù)值；7）在確定表面粗糙度參數(shù)值時，應(yīng)注意它與尺寸公差和幾何公差的協(xié)調(diào)。尺寸公差越小，幾何公差、粗糙參數(shù)值應(yīng)越??；同一公差等級時，軸比孔的粗糙參數(shù)值應(yīng)小。8）在實際經(jīng)驗不足的情況下，可以參考經(jīng)驗圖表：如圖5-13和表格5-3，5-4設(shè)計?！?.4表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注一、表面粗糙度符號表5-5表面粗糙度符號和含義符號含義基本圖形符號，未指定加工工藝方法，當(dāng)通過一個注釋解釋時，可單獨使用。無任何注釋，僅適用于簡化代號標(biāo)注。擴(kuò)展圖形符號，用去除材料方法獲得的表面，如車、銑、刨、磨、鉆、電火花、線切割、拋光等，僅當(dāng)其含義是“被加工表面”時，可單獨適用。擴(kuò)展圖形符號，用不去除材料方法獲得的表面，如鑄、段、沖壓、熱軋、粉末冶金等，也可用于表示保持上道工序形成的表面，不管上道是去除材料或不去除材料。完整圖形符號，可用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明。完整圖形符號均可加一小圓圈，表示對視圖上構(gòu)成封閉輪廓的各表面有相同的表面粗糙度要求?！?.4表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度要求在完整圖形符號上的標(biāo)注完整符號標(biāo)注位置位置a，注寫表面粗糙度的第一個要求，包括：評定參數(shù)代號及其數(shù)值和傳輸帶或取樣長度等。代號和數(shù)值間應(yīng)插入空格。傳輸帶或取樣長度后應(yīng)有一斜線。表面粗糙度各項要求的標(biāo)注順序是：

①上、下限值代號（U、L），②傳輸帶，③評定參數(shù)代號，④評定長度（包含取樣長度的個數(shù)），⑤極限值判別規(guī)則，⑥評定參數(shù)的數(shù)值位置b，注寫第二個表面粗糙度要求。有更多要求，圖形符號應(yīng)在垂直方向擴(kuò)大，以空出足夠空間。位置c，注寫加工方法、表面處理、涂層和其他加工工藝要求等。如車、磨、鍍等。位置d，注寫所要求的表面紋理和紋理方向，如“＝”“⊥”“×”等。位置e，注寫所要求的加工余量，以mm為單位給出數(shù)值。1、表面粗糙度各項要求在完整符號上的標(biāo)注位置§5.4表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度要求在完整圖形符號上的標(biāo)注2、表面粗糙度極限值的標(biāo)注在完整圖形符號上標(biāo)注評定參數(shù)及其數(shù)值，其數(shù)值分為單向極限值和雙向極限值。

①單向極限值：當(dāng)只標(biāo)注某個評定參數(shù)代號及其一個數(shù)值時為單向極限值。默認(rèn)它是評定參數(shù)的上限值。

②雙向極限值：同時標(biāo)注評定參數(shù)的上下限值時為雙向極限值。雙向極限值應(yīng)分成兩行標(biāo)注，上限值標(biāo)注在上方，并在傳輸帶前加注代號“U”；下限值標(biāo)注在下方，并在傳輸帶前加注代號“L”。一般在不會引起歧義的情況下，可以不加“U”“L”?！?.4表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注二、表面粗糙度要求在完整圖形符號上的標(biāo)注3、極限值判斷規(guī)則的標(biāo)注表面粗糙度要求中給定極限值判斷規(guī)則有兩種：

16﹪規(guī)則是指在同一評定長度范圍內(nèi)評定參數(shù)所有實測值中，大于上限值的個數(shù)少于總數(shù)的16﹪，小于下限值的個數(shù)少于總數(shù)的16﹪，則認(rèn)為合格。16﹪規(guī)則是表面粗糙度要求標(biāo)注中的默認(rèn)規(guī)則。

最大規(guī)則是指整個被測表面上評定參數(shù)所有的實測值皆不大于上限值，才認(rèn)為合格。標(biāo)注時，在評定參數(shù)代號的后面加注一個“max”標(biāo)記。4、表面紋理的標(biāo)注(見表5-7)注：示例所舉評定參數(shù)均為幅度參數(shù)。表面粗糙度的標(biāo)注示例符號含義/解釋表示不允許去除材料，單向上限值（默認(rèn)），默認(rèn)傳輸帶，R輪廓，輪廓的最大高度0.4μm，評定長度為5個取樣長度（默認(rèn)），“16﹪規(guī)則”（默認(rèn)）。表示去除材料，單向上限值，傳輸帶0.008~0.8，R輪廓，輪廓的算術(shù)平均偏差3.2μm，評定長度為5個取樣長度（默認(rèn)），“16﹪規(guī)則”（默認(rèn)）。表示去除材料，單向上限值，取樣長度0.8mm，R輪廓，輪廓的算數(shù)平均偏差3.2μm，評定長度為3個取樣長度，“16﹪規(guī)則”。表示不允許去除材料，雙向極限值，兩極限值均使用默認(rèn)傳輸帶，R輪廓；上限值：輪廓的算數(shù)平均偏差3.2μm，評定長度為5個取樣長度（默認(rèn)），“最大規(guī)則”；下限值：輪廓的算數(shù)平均偏差0.8μm，評定長度為5個取樣長度（默認(rèn)），

“16﹪規(guī)則”（默認(rèn)）。表示去除材料，兩個單向上限值；Ra=1.6μm，“16﹪規(guī)則”，默認(rèn)傳輸帶和評定長度；Rzmax=6.3μm，“最大規(guī)則”，傳輸帶－2.5，默認(rèn)評定長度；表面紋理垂直于視圖的投影面；加工方法為磨削；加工余量為3mm。①表面粗糙度符號注寫和讀取方向與尺寸一致；②要求標(biāo)注在可見輪廓線（或其延長線）上；③其符號的尖端應(yīng)從材料外指向并接觸表面；§5.4表面粗糙度在零件圖上的注法三、表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法1、常規(guī)標(biāo)注方法注意：要求對每一表面只標(biāo)注一次，并盡可能注在相應(yīng)的尺寸及其公差的同一視圖上。除非另有說明，所標(biāo)注的表面粗糙度要求是對完工零件表面的要求?！立鼙砻娲植诙确栆部捎脦Ъ^的指引線引出標(biāo)注；⑤實際表面也可用帶黑點的指引線引出標(biāo)注；⑥還可標(biāo)注在幾何公差框格的上方；

§5.4表面粗糙度在零件圖上的注法三、表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法1、常規(guī)標(biāo)注方法⑦在不引起誤解情況下，也可標(biāo)注在給定的尺寸線或尺寸界線上；⑧圓柱和棱柱的表面一般只標(biāo)注一次；