互換性A 5 表面粗糙度

幾何量公差與測(cè)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(píng)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(cè)量方法簡(jiǎn)述重點(diǎn)：掌握表面粗糙度的術(shù)語(yǔ)、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(chēng)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(duì)零件使用性能的影響§5.2表面粗糙度的評(píng)定一、表面粗糙度的評(píng)定方法（中線(xiàn)制）中線(xiàn)表面粗糙度（R）輪廓§5.2表面粗糙度的評(píng)定二、基本術(shù)語(yǔ)和定義

1、粗糙度輪廓中線(xiàn)：用于定量評(píng)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(xiàn)。

①輪廓的最小二乘中線(xiàn)：②輪廓的算術(shù)平均中線(xiàn)：

使輪廓線(xiàn)上各點(diǎn)的輪廓偏距的Zi

平方和為最小的線(xiàn)。

將實(shí)際輪廓?jiǎng)澐譃槊娣e相等的上、下兩部分的線(xiàn)。2、取樣長(zhǎng)度（lr）：是指在測(cè)量方向判別被評(píng)定輪廓不規(guī)則特征的長(zhǎng)度。它至少包含5個(gè)以上的輪廓峰和谷，取樣長(zhǎng)度的方向與輪廓走向一致?！?.2表面粗糙度的評(píng)定注意：規(guī)定取樣長(zhǎng)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(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。粗糙度參數(shù)值是在一個(gè)取樣長(zhǎng)度上評(píng)定出來(lái)的。二、基本術(shù)語(yǔ)和定義3、評(píng)定長(zhǎng)度（ln）：是指用于評(píng)定被評(píng)定輪廓所規(guī)定的測(cè)量方向上的最小長(zhǎng)度?！?.2表面粗糙度的評(píng)定注意：評(píng)定長(zhǎng)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(cè)量和評(píng)定時(shí)所規(guī)定的。通常粗糙度測(cè)量結(jié)果是評(píng)定長(zhǎng)度上的一個(gè)平均值。二、基本術(shù)語(yǔ)和定義ln（一般取ln＝5lr

）被測(cè)表面均勻可選ln

＜5lr被測(cè)表面均勻性差可選ln

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

①長(zhǎng)波濾波器的截止波長(zhǎng)（λc）：是指長(zhǎng)波輪廓濾波器所能抑制的波長(zhǎng)。一般lr

＝λc

②短波濾波器的截止波長(zhǎng)（λs）：是指短波輪廓濾波器所能抑制的波長(zhǎng)。

③傳輸帶：是指從短波截止波長(zhǎng)至長(zhǎng)波截止波長(zhǎng)這兩個(gè)極限值之間的波長(zhǎng)范圍。即λs～

λc§5.2表面粗糙度的評(píng)定注意：接觸式儀器測(cè)量表面粗糙度時(shí)，可用長(zhǎng)波濾波器過(guò)濾掉波紋度成分；可用短波濾波器過(guò)濾掉比粗糙度波長(zhǎng)更短的成分。國(guó)標(biāo)規(guī)定了：幅度、間距、曲線(xiàn)和相關(guān)三類(lèi)參數(shù)?！?.2表面粗糙度的評(píng)定三、表面粗糙度評(píng)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(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓偏距Z(x)絕對(duì)值的算術(shù)平均值。Rz

=︱Zpmax

︱+︱Zvmax︱§5.2表面粗糙度的評(píng)定三、表面粗糙度評(píng)定參數(shù)

1、幅度參數(shù)：

②輪廓的最大高度（Rz）

：在一個(gè)取樣長(zhǎng)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(guó)標(biāo)規(guī)定必須標(biāo)注的參數(shù)，故稱(chēng)為基本參數(shù)。參數(shù)值越大表面越粗糙。峰頂線(xiàn)谷底線(xiàn)

2、間距參數(shù)：

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

的平均值?！?.2表面粗糙度的評(píng)定三、表面粗糙度評(píng)定參數(shù)注意：間距及曲線(xiàn)和相關(guān)參數(shù)稱(chēng)附加參數(shù)，一般不作獨(dú)立參數(shù)選用，只有零件表面有特殊使用要求時(shí)才附加選用。

3、曲線(xiàn)和相關(guān)參數(shù)：

輪廓支承長(zhǎng)度率（Rmr

(c)）：是指在給定水平截面高度c上，輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml(c)

與取樣長(zhǎng)度lr之比，即：Rmr

(c)

=Ml(c)

/lr三、表面粗糙度評(píng)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(píng)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?yàn)镽a能較充分合理地反映零件表面的粗糙度特征；通常用電動(dòng)輪廓儀測(cè)量，其測(cè)量范圍為0.02~8μm

。②對(duì)測(cè)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(píng)定參數(shù)。Rz通常用雙管顯微鏡和干涉顯微鏡測(cè)量，其測(cè)量范圍為0.1~25μm

注意：在零件精度設(shè)計(jì)中，對(duì)于表面粗糙度要求通常只給出幅度評(píng)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?！?.3表面粗糙度的參數(shù)值及其選用一、表面粗糙度評(píng)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(duì)零件有涂漆、密封性能，以及光亮度等要求時(shí)才附加選用。②輪廓支承長(zhǎng)度率（Rmr

(c)）：在對(duì)零件的耐磨性、接觸剛度等要求較高的場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度率Rmr

(c)參數(shù)時(shí)，應(yīng)同時(shí)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(zhǎng)度(lr)和標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度(ln)Ra/μmRz/μmRsm/mm標(biāo)準(zhǔn)取樣長(zhǎng)度lr/mm標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定長(zhǎng)度ln＝5×lr/mm短波截止波長(zhǎng)λslr＝λc長(zhǎng)波截止波長(zhǎng)≥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(mǎn)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(zhǎng)度率除外），以減小加工難度，降低加工成本。②類(lèi)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)值比非摩擦表面小；§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類(lèi)比法選擇參數(shù)值的原則：

3）運(yùn)動(dòng)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)??；

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(guò)盈配合表面的粗糙度參數(shù)值應(yīng)??；

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(lèi)比法選擇原則：

6）凡在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中已對(duì)表面粗糙度作出規(guī)定（如與滾動(dòng)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(shí)，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)越小；同一公差等級(jí)時(shí)，軸比孔的粗糙參數(shù)值應(yīng)小。8）在實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不足的情況下，可以參考經(jīng)驗(yàn)圖表：如圖5-13和表格5-3，5-4設(shè)計(jì)。§5.4表面粗糙度在零件圖上的標(biāo)注一、表面粗糙度符號(hào)表5-5表面粗糙度符號(hào)和含義符號(hào)含義基本圖形符號(hào)，未指定加工工藝方法，當(dāng)通過(guò)一個(gè)注釋解釋時(shí)，可單獨(dú)使用。無(wú)任何注釋?zhuān)瑑H適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注。擴(kuò)展圖形符號(hào)，用去除材料方法獲得的表面，如車(chē)、銑、刨、磨、鉆、電火花、線(xiàn)切割、拋光等，僅當(dāng)其含義是“被加工表面”時(shí)，可單獨(dú)適用。擴(kuò)展圖形符號(hào)，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(hào)，可用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說(shuō)明。完整圖形符號(hào)均可加一小圓圈，表示對(duì)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(hào)上的標(biāo)注完整符號(hào)標(biāo)注位置位置a，注寫(xiě)表面粗糙度的第一個(gè)要求，包括：評(píng)定參數(shù)代號(hào)及其數(shù)值和傳輸帶或取樣長(zhǎng)度等。代號(hào)和數(shù)值間應(yīng)插入空格。傳輸帶或取樣長(zhǎng)度后應(yīng)有一斜線(xiàn)。表面粗糙度各項(xiàng)要求的標(biāo)注順序是：

①上、下限值代號(hào)（U、L），②傳輸帶，③評(píng)定參數(shù)代號(hào)，④評(píng)定長(zhǎng)度（包含取樣長(zhǎng)度的個(gè)數(shù)），⑤極限值判別規(guī)則，⑥評(píng)定參數(shù)的數(shù)值位置b，注寫(xiě)第二個(gè)表面粗糙度要求。有更多要求，圖形符號(hào)應(yīng)在垂直方向擴(kuò)大，以空出足夠空間。位置c，注寫(xiě)加工方法、表面處理、涂層和其他加工工藝要求等。如車(chē)、磨、鍍等。位置d，注寫(xiě)所要求的表面紋理和紋理方向，如“＝”“⊥”“×”等。位置e，注寫(xiě)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(xiàng)要求在完整符號(hào)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(hào)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(hào)上標(biāo)注評(píng)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(gè)評(píng)定參數(shù)代號(hào)及其一個(gè)數(shù)值時(shí)為單向極限值。默認(rèn)它是評(píng)定參數(shù)的上限值。

②雙向極限值：同時(shí)標(biāo)注評(píng)定參數(shù)的上下限值時(shí)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(hào)“U”；下限值標(biāo)注在下方，并在傳輸帶前加注代號(hào)“L”。一般在不會(huì)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(hào)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(píng)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)評(píng)定參數(shù)所有實(shí)測(cè)值中，大于上限值的個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16﹪，小于下限值的個(gè)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(gè)被測(cè)表面上評(píng)定參數(shù)所有的實(shí)測(cè)值皆不大于上限值，才認(rèn)為合格。標(biāo)注時(shí)，在評(píng)定參數(shù)代號(hào)的后面加注一個(gè)“max”標(biāo)記。4、表面紋理的標(biāo)注(見(jiàn)表5-7)注：示例所舉評(píng)定參數(shù)均為幅度參數(shù)。表面粗糙度的標(biāo)注示例符號(hào)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(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)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(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)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(zhǎng)度0.8mm，R輪廓，輪廓的算數(shù)平均偏差3.2μm，評(píng)定長(zhǎng)度為3個(gè)取樣長(zhǎng)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(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)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(píng)定長(zhǎng)度為5個(gè)取樣長(zhǎng)度（默認(rèn)），

“16﹪規(guī)則”（默認(rèn)）。表示去除材料，兩個(gè)單向上限值；Ra=1.6μm，“16﹪規(guī)則”，默認(rèn)傳輸帶和評(píng)定長(zhǎng)度；Rzmax=6.3μm，“最大規(guī)則”，傳輸帶－2.5，默認(rèn)評(píng)定長(zhǎng)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(hào)注寫(xiě)和讀取方向與尺寸一致；②要求標(biāo)注在可見(jiàn)輪廓線(xiàn)（或其延長(zhǎng)線(xiàn)）上；③其符號(hào)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(duì)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(shuō)明，所標(biāo)注的表面粗糙度要求是對(duì)完工零件表面的要求?！立鼙砻娲植诙确?hào)也可用帶箭頭的指引線(xiàn)引出標(biāo)注；⑤實(shí)際表面也可用帶黑點(diǎn)的指引線(xiàn)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(xiàn)或尺寸界線(xiàn)上；⑧圓柱和棱柱的表面一般只標(biāo)注一次；