國家標(biāo)注：表面粗糙度課件

產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)的表示法產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（GPS）技術(shù)產(chǎn)品文件中2022/10/18新國標(biāo)GB/131-2006《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范(GPS)技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)的表示法》

充分考慮了對零件表面質(zhì)量影響的多種因素,除表面粗糙度外還有在機(jī)械加工過程中,由于機(jī)床、工件和刀具系統(tǒng)的振動(dòng),在工件表面所形成的間距比粗糙度大得多的表面不平度、即波紋度的影響。所以,表面粗糙度、表面波紋度以及表面幾何形狀誤差總是同時(shí)生成并存在同一表面上綜合影響零件的表面輪廓。2022/10/15新國標(biāo)GB/131-2006《產(chǎn)品幾2022/10/18評定表面結(jié)構(gòu)常用的參數(shù)（三大參數(shù)）輪廓參數(shù)(由GB/T35052000定義)圖形參數(shù)(由GB/T18618-2002定義)支承率曲線參數(shù)(由GB/T18778.2-2003和GB/T18778.32006定義)。其中輪廓參數(shù)是我國機(jī)械圖樣中目前最常用的,輪廓算術(shù)平均偏差Ra、輪廓最大高度Rz中的兩個(gè)高度為最多。粗糙度輪廓也稱R輪廓。2022/10/15評定表面結(jié)構(gòu)常用的參數(shù)（三大參數(shù)）輪廓參2022/10/18基本概念零件表面的形貌可分為三種情況：(1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波長和波高之比一般小于50。屬于微觀幾何形狀誤差。2022/10/15基本概念零件表面的形貌可分為三種情況：2022/10/18(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和波高之比等于50～1000的不平程度稱為波紋度。會(huì)引起零件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動(dòng)、噪聲，特別是對旋轉(zhuǎn)零件（如軸承）的影響是相當(dāng)大的目前表面波紋度還沒有制定國家標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織第57技術(shù)委員會(huì)正在制定表面波紋度有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。(3)形狀誤差：零件表面中峰谷的波長和波高之比大于1000的不平程度屬于形狀誤差。基本概念2022/10/15(2)表面波紋度：零件表面中峰谷的波長和2022/10/18表面粗糙度對零件性能的影響影響零件的耐磨性。影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性。影響零件的疲勞強(qiáng)度。影響零件的抗腐蝕性。影響零件的密封性。對零件的外觀、測量精度、表面光學(xué)性能、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和膠合強(qiáng)度等也有著不同程度的影響。2022/10/15表面粗糙度對零件性能的影響影響零件的耐磨2022/10/18有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范的基本術(shù)語取樣長度l：評定表面粗糙度所規(guī)定的一段基準(zhǔn)線長度。應(yīng)與表面粗糙度的大小相適應(yīng)。規(guī)定取樣長度是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙測量結(jié)果的影響，一般在一個(gè)取樣長度內(nèi)應(yīng)包含５個(gè)以上的波峰和波谷。（標(biāo)準(zhǔn)見書P108表5-1。）評定長度ln：為了全面、充分地反映被測表面的特性，在評定或測量表面輪廓時(shí)所必需的一段長度。評定長度可包括一個(gè)或多個(gè)取樣長度。表面不均勻的表面，宜選用較長的評定長度。評定長度一般按5個(gè)取樣長度來確定。2022/10/15有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范的基本術(shù)語取樣長度l：評定表2022/10/18(1)取樣長度和評定長度取樣長度——測量表面粗糙度輪廓時(shí)，測量限制的一段足夠短的長度，以限制或減弱波紋度、排除形狀誤差對表面粗糙度輪廓測量的影響。評定長度默認(rèn)為5個(gè)取樣長度,否則應(yīng)注明個(gè)數(shù)。例如Rz0.4、Ra30.8、Rz13.2

分別表示評定長度為5個(gè)(默認(rèn))、3個(gè)、1個(gè)取樣長度。2022/10/15(1)取樣長度和評定長度取樣長度——測2022/10/18有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范的基本術(shù)語評定表面粗糙度的基準(zhǔn)線,有以下兩種：輪廓的最小二乘中線m在取樣長度內(nèi)，使輪廓上各點(diǎn)至一條該線的距離平方和為最小。即：2022/10/15有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范的基本術(shù)語評定表面粗糙度的基2022/10/18有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范的基本術(shù)語輪廓算術(shù)平均中線m：在取樣長度內(nèi)，將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐稚舷聝刹糠郑沂股舷旅娣e相等的直線。即：F1+F3+…+F2n-1=F2+F4+…+F2n2022/10/15有關(guān)檢驗(yàn)規(guī)范的基本術(shù)語輪廓算術(shù)平均中線m2022/10/18輪廓參數(shù)輪廓參數(shù)，與GB/T3505標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的參數(shù)有：

—R輪廓（粗糙度參數(shù)）；

—W輪廓（波紋度參數(shù)）；

—P輪廓（原始輪廓參數(shù)）。2022/10/15輪廓參數(shù)輪廓參數(shù)，與GB/T3505標(biāo)2022/10/18R輪廓（粗糙度參數(shù)）

（1）輪廓算術(shù)平均偏差Ｒa（幅度參數(shù)）在取樣長度內(nèi)，被測實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對值的平均值，即：

2022/10/15R輪廓（粗糙度參數(shù)）

（1）輪廓算術(shù)平均2022/10/182022/10/152022/10/182022/10/152022/10/18（2）輪廓最大高度Ｒz（幅度參數(shù)）在取樣長度內(nèi)，被評定輪廓的最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和的高度。峰頂線和谷底線平行于中線且分別通過輪廓最高點(diǎn)和最低點(diǎn)。

Rz=Rp+Rv對于同一表面，只標(biāo)注Ｒa和Ｒz中的一個(gè)，切勿同時(shí)把兩者都標(biāo)注2022/10/15（2）輪廓最大高度Ｒz（幅度參數(shù)）在取樣2022/10/182022/10/152022/10/18（3）輪廓單元的平均寬度RSm（間距參數(shù)）在一個(gè)取樣長度范圍內(nèi)所有輪廓單元的寬度Xsi的平均值。

2022/10/15（3）輪廓單元的平均寬度RSm（間距參數(shù)2022/10/182022/10/152022/10/182022/10/152022/10/18(2)輪廓濾波器和傳輸帶粗糙度的三類輪廓各有不同的波長范圍,它們又同時(shí)疊加在同一表面輪廓上,因此,在測量評定三類輪廓上的參數(shù)時(shí),必須先將表面輪廓在特定儀器上進(jìn)行濾波,以便分離獲得所需波長范圍的輪廓。將輪廓分成長波和短波成分的儀器稱為輪廓濾波器。由兩個(gè)不同截止波長的濾波器分離獲得的輪廓波長范圍則稱為傳輸帶。按濾波器的不同截止波長值,由小到大順次分為λs、λc、和λf三種。應(yīng)用λs濾波器修正后的輪廓稱為原始輪廓(P輪廓);在P輪廓上再應(yīng)用λc濾波器修正后形成的輪廓即為粗糙度輪廓(R輪廓);對P輪廓連續(xù)應(yīng)用λf和λc濾波器后形成的輪廓?jiǎng)t稱為波紋度輪廓(W輪廓)。2022/10/15(2)輪廓濾波器和傳輸帶粗糙度的三類2022/10/18(3)極限值判斷規(guī)則

完工零件表面按檢驗(yàn)規(guī)范測得輪廓參數(shù)值后,需與圖樣上給定的極限比較,以判定其是否合格。極限值判斷規(guī)則有兩種:16%規(guī)則:

運(yùn)用本規(guī)則時(shí),當(dāng)被檢表面測得的全部參數(shù)值中,超過極限值的個(gè)數(shù)不多于總個(gè)數(shù)16%時(shí),該表面是合格的。超過極限值有兩種含義:當(dāng)給定上限值時(shí),超過是指大于給定值;當(dāng)給定下限值時(shí),超過是指小于給定值。2022/10/15(3)極限值判斷規(guī)則

2022/10/18最大規(guī)則:運(yùn)用本規(guī)則時(shí),被檢的整個(gè)表面上測得的參數(shù)值一個(gè)也不應(yīng)超過給定的極限值。16%規(guī)則是所有表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注的默認(rèn)規(guī)則。即當(dāng)參數(shù)代號(hào)后未標(biāo)注寫“max”字樣時(shí),均默認(rèn)為應(yīng)用16%規(guī)則(例如Ra0.8)。反之,則應(yīng)用最大規(guī)則(例如Ramax0.8)2022/10/15最大規(guī)則:運(yùn)用本規(guī)則時(shí),被檢的整個(gè)表2022/10/18

a)允許任何工藝b)去除材料c)不去除材料完整圖形符號(hào)3表面結(jié)構(gòu)符號(hào)及表面結(jié)構(gòu)要求2022/10/15a)允許任何工藝2022/10/18a-注寫表面結(jié)構(gòu)的單一要求;a和b(同時(shí)存在)a注寫第一表面結(jié)構(gòu)要求,b注寫第二表面結(jié)構(gòu)要求;c-注寫加工方法“,車”“、銑”“、鍍”等;d-注寫表面紋理方向,如“=”“、×”、“M”等;e-注寫加工余量。在完整符號(hào)中，對表面結(jié)構(gòu)的單一要求和補(bǔ)充要求應(yīng)注寫在圖中所示的指定位置。表面結(jié)構(gòu)補(bǔ)充要求包括：

—表面結(jié)構(gòu)參數(shù)代號(hào)

—數(shù)值；

—傳輸帶／取樣長度。2022/10/15a-注寫表面結(jié)構(gòu)的單一要求;在完整符2022/10/18表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方向，由所采用的加工方法或其它因素形成，必要時(shí)才規(guī)定。加工紋理方向符號(hào)標(biāo)注示例2022/10/15表面加工紋理方向：指表面微觀結(jié)構(gòu)的主要方2022/10/184表面結(jié)構(gòu)代號(hào)表面結(jié)構(gòu)符號(hào)中注寫了具體參數(shù)代號(hào)及數(shù)值等要求后即稱為表面結(jié)構(gòu)代號(hào)。

當(dāng)應(yīng)用16％規(guī)則（默認(rèn)傳輸帶）時(shí)參數(shù)的標(biāo)注

當(dāng)應(yīng)用最大規(guī)則（默認(rèn)傳輸帶）時(shí)參數(shù)的注法

2022/10/154表面結(jié)構(gòu)代號(hào)表面結(jié)構(gòu)符號(hào)中注寫了具體2022/10/184表面結(jié)構(gòu)代號(hào)表面結(jié)構(gòu)符號(hào)中注寫了具體參數(shù)代號(hào)及數(shù)值等要求后即稱為表面結(jié)構(gòu)代號(hào)。在圖樣中一般采用圖形法標(biāo)注表面結(jié)構(gòu)要求。新標(biāo)準(zhǔn)允許用文字的方式表達(dá)表面結(jié)構(gòu)要求。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在報(bào)告和合同的文本中可以用文字“APA”、“MRR”、“NMR”分別表示允許用任何工藝獲得表面、允許用去除材料的方法獲得表面以及允許用不去除材料的方法獲得表面。例如：對允許用去除材料的方法獲得表面、其評定輪廓的算術(shù)平均偏差為0.8這一要求，在文本中可以表示為“MRRRa0.8”。2022/10/154表面結(jié)構(gòu)代號(hào)表面結(jié)構(gòu)符號(hào)中注寫了具體2022/10/184表面結(jié)構(gòu)代號(hào)序號(hào)代號(hào)含義標(biāo)注示例1APA允許用任何工藝獲得APARa0.82MRR允許用去除材料的方法獲得MRRRa0.83NMR允許用不去除材料的方法獲得NMRRa0.82022/10/154表面結(jié)構(gòu)代號(hào)序號(hào)代號(hào)含義標(biāo)注示例1A2022/10/184表面結(jié)構(gòu)代號(hào)當(dāng)應(yīng)用16％規(guī)則（默認(rèn)傳輸帶）時(shí)參數(shù)的標(biāo)注

當(dāng)應(yīng)用最大規(guī)則（默認(rèn)傳輸帶）時(shí)參數(shù)的注法

2022/10/154表面結(jié)構(gòu)代號(hào)當(dāng)應(yīng)用16％規(guī)則（默認(rèn)傳2022/10/18雙向極限的注法加工工藝和表面粗糙度要求的注法

2022/10/15雙向極限的注法加工工藝和表面粗糙度要求2022/10/18鍍覆和表面粗糙度要求的注法

垂直于視圖所在投影面的表面紋理方向的注法

2022/10/15鍍覆和表面粗糙度要求的注法垂直于視圖所2022/10/185表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣中的注法圖1表面結(jié)構(gòu)要求的注寫方向

2022/10/155表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣中的注法圖1表2022/10/18標(biāo)注在輪廓線上或指引線上圖2表面結(jié)構(gòu)要求在輪廓線上的標(biāo)注

表面結(jié)構(gòu)的注寫和讀取方向與尺寸的注寫和讀取方向一致。表面結(jié)構(gòu)要求可標(biāo)注在輪廓線上,其符號(hào)應(yīng)從材料外指向并接觸表面,如圖2所示。必要時(shí),表面結(jié)構(gòu)也可用帶箭頭或黑點(diǎn)的指引線引出標(biāo)注,如圖3所示。2022/10/15標(biāo)注在輪廓線上或指引線上圖2表面結(jié)構(gòu)2022/10/18標(biāo)注在輪廓線上或指引線上

圖3用指引線引出標(biāo)注表面結(jié)構(gòu)要求2022/10/15標(biāo)注在輪廓線上或指引線上圖3用指引2022/10/18標(biāo)注在特征尺寸的尺寸線上

圖4表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在尺寸線上

在不致引起誤解時(shí),表面結(jié)構(gòu)要求可以標(biāo)注在裝配結(jié)構(gòu)給定的尺寸線上。如圖4所示。

2022/10/15標(biāo)注在特征尺寸的尺寸線上圖4表面結(jié)2022/10/18標(biāo)注在形位公差的框格上

圖5表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在形位公差框格的上方

2022/10/15標(biāo)注在形位公差的框格上圖5表面結(jié)構(gòu)2022/10/18標(biāo)注在延長線上

圖6表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注在圓柱特征的延長線上

表面結(jié)構(gòu)墓多可以直接標(biāo)注在延長線上，或用帶箭頭的指引線引出標(biāo)注2022/10/15標(biāo)注在延長線上圖6表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注2022/10/18標(biāo)注在圓柱和棱柱表面上

圓柱和棱柱表面的表面結(jié)構(gòu)要求只標(biāo)注一次（如圖6所示）。如果每個(gè)棱柱表面有不同的表面結(jié)構(gòu)要求，則應(yīng)分別單獨(dú)標(biāo)注，如圖7所示。圖7圓柱和棱柱的表面結(jié)構(gòu)要求的注法

2022/10/15標(biāo)注在圓柱和棱柱表面上圓柱和棱柱表面的2022/10/18有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法

如果在工件的多數(shù)(包括全部)表面有相同的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí),則其表面結(jié)構(gòu)要求可統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近。此時(shí),表面結(jié)構(gòu)要求的符號(hào)后面應(yīng)有:在圓括號(hào)內(nèi)給出無任何其它標(biāo)注的基本符號(hào),不同的表面結(jié)構(gòu)要求仍應(yīng)直接標(biāo)注在圖形中,如圖8所示。圖8大多數(shù)表面有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法（一）2022/10/15有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法如果在工件2022/10/18圖9大多數(shù)表面有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡化注法（二）

圖10在圖紙空間有限時(shí)的簡化注法2022/10/15圖9大多數(shù)表面有相同表面結(jié)構(gòu)要求的簡2022/10/18多個(gè)表面有共同要求的注法

圖10在圖紙空間有限時(shí)的簡化注法2022/10/15多個(gè)表面有共同要求的注法圖10在圖2022/10/18只用表面結(jié)構(gòu)符號(hào)的簡化注法

圖11多個(gè)表面結(jié)構(gòu)要求的簡化標(biāo)注2022/10/15只用表面結(jié)構(gòu)符號(hào)的簡化注法圖11多2022/10/18兩種或多種工藝獲得的同一表面的注法

由幾種不同的工藝方法獲得的同一表面，當(dāng)需要明確每種工藝方法獲得的同一表面。當(dāng)需要明確每種工藝方法的表面結(jié)構(gòu)要求時(shí)，可按圖12進(jìn)行標(biāo)注。圖12多種工藝方法獲得的同一表面的標(biāo)注2022/10/15兩種或多種工藝獲得的同一表面的注法由幾2022/10/18可按圖12(a)所示進(jìn)行標(biāo)注(圖中Fe表示基體材料為鋼,Ep表示加工工藝為電鍍)。圖12(b)所示為三個(gè)連續(xù)的加工工序的表面結(jié)構(gòu)、尺寸和表面處理的標(biāo)注。第一道工序:單向上限值,Rz=1.6μm,“16%規(guī)則”(默認(rèn)),默認(rèn)評定長度,表面紋理沒有要求,用去除材料的工藝。第二道工序:鍍鉻,無其它表面結(jié)構(gòu)要求。第三道工序:一個(gè)單向上限值,僅對長度50mm的圓柱表面有效,Rz=6.3μm,“16%規(guī)則”(默認(rèn)),默認(rèn)評定長度,表面紋理沒有要求,磨削加工工藝。2022/10/15可按圖12(a)所示進(jìn)行標(biāo)注(圖中F2022/10/186表面結(jié)構(gòu)符號(hào)、代號(hào)的含義2022/10/156表面結(jié)構(gòu)符號(hào)、代號(hào)的含義2022/10/182022/10/152022/10/187表面結(jié)構(gòu)要求的標(biāo)注示例

2022/10/157表面結(jié)構(gòu)要求的標(biāo)注示例2022/10/182022/10/152022/10/182022/10/152022/10/182022/10/152022/10/182022/10/152022/10/182022/10/152022/10/187控制表面功能的最少標(biāo)注圖13技術(shù)產(chǎn)品文件中表面結(jié)構(gòu)要求標(biāo)注的控制元素2022/10/157控制表面功能的最少標(biāo)注圖13技2022/10/18a上限或下限符號(hào)U或LB濾波器類型“x”。標(biāo)準(zhǔn)濾波器是高斯濾波器(GB/T18777)。以前的標(biāo)準(zhǔn)濾波器是2RC濾波器。將來也可能對其他的濾波器進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。在轉(zhuǎn)換期間，在圖樣上標(biāo)注濾波器類型對某些公司比較方便。濾波器類型可以標(biāo)注為“高斯濾波器”或“2RC"。濾波器名稱并沒有標(biāo)準(zhǔn)化，但這里所建議的標(biāo)注名稱是明確的，無爭議的。c傳輸帶標(biāo)注為短波或長波濾波器。d輪廓(R、W或P。e特征／參數(shù)。f評定長度包含若干取樣長度，詳見6.30當(dāng)使用圖形參數(shù)時(shí)，評定長度標(biāo)注在表面結(jié)構(gòu)參數(shù)代號(hào)前兩個(gè)斜線之間。g極限判斷規(guī)則(“16％規(guī)則”或“最大化規(guī)則”）。h以微米為單位的極限值。i加工工藝類型。j表面結(jié)構(gòu)紋理。k加工工藝。2022/10/15a上限或下限符號(hào)U或L2022/10/18表面粗糙度（評定參數(shù)）的選擇評定參數(shù)的選擇：如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因?yàn)镽a能充分反映零件表面輪廓的特征。以下情況下例外：當(dāng)表面過于粗糙（Ra＞6.3μm）或過于光滑（Ra＜0.025μm

）時(shí)，可選用Rz，因?yàn)榇朔秶阌谶x擇用于測量Rz的儀器測量。當(dāng)零件材料較軟時(shí)，因?yàn)镽a一般采用觸針測量。當(dāng)測量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Ry值。2022/10/15表面粗糙度（評定參數(shù)）的選擇評定參數(shù)的選2022/10/18

零件表面粗糙度數(shù)值的選用，應(yīng)該既要滿足零件表面功用要求，又要考慮經(jīng)濟(jì)合理性。選用時(shí)要注意以下問題：a.

在滿足功用的前提下，盡量選用較大的表面粗糙度數(shù)值，以降低生產(chǎn)成本。

b.

一般情況下，零件的接觸表面比非接觸表面的粗糙度參數(shù)值要小。

c.

受循環(huán)載荷的表面極易引起應(yīng)力集中的表面，表面粗糙度參數(shù)值要小。

d.

配合性質(zhì)相同，零件尺寸小的比尺寸大的表面粗糙度參數(shù)值要??；同一公差等級(jí)，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度參數(shù)值要小。

e.

運(yùn)動(dòng)速度高、單位壓力大的磨擦表面比運(yùn)動(dòng)速度低，單位壓力小的磨擦表面的粗糙度參數(shù)值小。

f.

要求密封性、耐腐蝕的表面其粗糙度參數(shù)值要小。8表面粗糙度（參數(shù)值）的選擇2022/10/15零件表面粗糙度數(shù)值的選用，2022/10/18表面其粗糙度參數(shù)值：μm

Ra：0.0120.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.52550

Rz：0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002002022/10/15表面其粗糙度參數(shù)值：μm

Ra2022/10/18參數(shù)值的選用方法可用類比法來確定。一般尺寸公差、表面形狀公差小時(shí)，表面粗糙度參數(shù)值也小，但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系。如機(jī)床的手輪或手柄。一般情況下，它們之間有一定的對應(yīng)關(guān)系，設(shè)形狀公差為T，尺寸公差為IT，它們之間的關(guān)系可參照以下對應(yīng)關(guān)系：若T≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4