1、. 第五章第五章 表面粗糙度及其檢測表面粗糙度及其檢測1 1 表面粗糙度的基本概念表面粗糙度的基本概念表面粗糙度：表面粗糙度：零件表面具有的較小間距和峰谷的微觀幾何形狀特零件表面具有的較小間距和峰谷的微觀幾何形狀特 性。性。一、表面粗糙度的界定一、表面粗糙度的界定 參看圖參看圖5151，完工零件的截面輪廓形狀一般包括，完工零件的截面輪廓形狀一般包括表面粗糙表面粗糙度度（波距小于（波距小于1mm1mm）、）、表面波紋度表面波紋度（波距在（波距在1 110mm10mm）和）和形狀誤形狀誤差差（波距大于（波距大于10mm10mm），三者通常按），三者通常按波距波距（間距）來劃分。（間距）來劃分。.二

2、、表面粗糙度對零件工作性能的影響二、表面粗糙度對零件工作性能的影響1 1影響零件運動表面的摩擦和磨損影響零件運動表面的摩擦和磨損.適中的零件表面粗糙度有利于改善零件運動表面的摩擦和磨損。適中的零件表面粗糙度有利于改善零件運動表面的摩擦和磨損。2 2影響配合性質的穩定性和機器的工作精度影響配合性質的穩定性和機器的工作精度3 3影響零件的強度影響零件的強度4 4影響零件的抗腐蝕性影響零件的抗腐蝕性此外，表面粗糙度對聯接的密封性和零件的美觀等也有很大影響。此外，表面粗糙度對聯接的密封性和零件的美觀等也有很大影響。 2 2 表面粗糙度的評定表面粗糙度的評定測量和評定測量和評定表面粗糙度時，需要確定取樣

3、長度、評定長度、基準表面粗糙度時，需要確定取樣長度、評定長度、基準線和評定參數，并且應測量橫向輪廓或線和評定參數，并且應測量橫向輪廓或垂直于切削方向的輪廓垂直于切削方向的輪廓。一、取樣長度和評定長度一、取樣長度和評定長度1 1取樣長度取樣長度取樣長度取樣長度是指測量或評定表面粗糙度時所規定的一段長度。如是指測量或評定表面粗糙度時所規定的一段長度。如圖圖5252所示。在一個取樣長度所示。在一個取樣長度l lr r范圍內，一般應包含五個以上范圍內，一般應包含五個以上.的輪廓峰和輪廓谷。表面越粗糙，取樣長度就應越大。的輪廓峰和輪廓谷。表面越粗糙，取樣長度就應越大。2 2評定長度評定長度評定長度評定長

4、度是指為了合理且較全面地反映整個表面的表面粗糙度特是指為了合理且較全面地反映整個表面的表面粗糙度特性，而在測量和評定表面粗糙度時性，而在測量和評定表面粗糙度時所必須的一段長度所必須的一段長度，如圖，如圖5252所示。所示。評定長度評定長度l ln n可以包括一個或幾個取樣長度，一般情況下取可以包括一個或幾個取樣長度，一般情況下取l ln n =5l =5lr r。取樣長度和評定長度的推薦值見附表取樣長度和評定長度的推薦值見附表5151。取樣長度取樣長度評定長度評定長度.。二、基準線二、基準線基準線基準線是指評定表面粗糙度時所取的基準。是指評定表面粗糙度時所取的基準。GB350583GB3505

5、83表面粗糙表面粗糙度度 術語術語 表面及其參數表面及其參數規定下列中線作為基準線。規定下列中線作為基準線。1 1輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線輪廓的最小二乘中線是指具有理想直線形狀并劃分被測輪廓的基是指具有理想直線形狀并劃分被測輪廓的基準線（如圖準線（如圖5353所示），在取樣長度內使輪廓上各點到該基準線所示），在取樣長度內使輪廓上各點到該基準線的的距離（輪廓偏距）的平方之和為最小。距離（輪廓偏距）的平方之和為最小。.2 2輪廓的算術平均中線輪廓的算術平均中線輪廓的算術平均中線輪廓的算術平均中線是指具有理想直線形狀并在取樣長度內與輪是指具有理想直線形狀并在取樣長度內與

6、輪輪廓走向一致的基準線（如圖輪廓走向一致的基準線（如圖5454所示），該基準線將輪廓劃分為所示），該基準線將輪廓劃分為上下兩部分，且上下兩部分，且使上部分的面積之和等于下部分的面積之和使上部分的面積之和等于下部分的面積之和。.三、評定參數三、評定參數表面輪廓上的微小峰、谷的幅度和間距的大小是構成表面粗糙度表面輪廓上的微小峰、谷的幅度和間距的大小是構成表面粗糙度輪廓的兩個獨立的基本特征輪廓的兩個獨立的基本特征. .1 1高度特性參數高度特性參數（1 1）輪廓算術平均偏差）輪廓算術平均偏差( (幅度參數幅度參數) )輪廓算術平均偏差輪廓算術平均偏差RaRa是指在取樣長度是指在取樣長度l lr r內

7、（圖內（圖5-55-5），被測輪廓），被測輪廓上各點到基準線的距離上各點到基準線的距離y yi i的絕對值的算術平均值。的絕對值的算術平均值。 Ra =Ra =（0 0l lydxydx）/l /l （5-15-1）或近似為：或近似為： Ra =Ra =（ y yi i ）/n /n （5-25-2）.（2 2）微觀不平度十點高度）微觀不平度十點高度微觀不平度十點高度微觀不平度十點高度RzRz是指在取樣長度是指在取樣長度l lr r內（圖內（圖5-65-6），被測輪廓），被測輪廓上五個最大輪廓峰高上五個最大輪廓峰高y ypipi的平均值與五個最大輪廓谷深的平均值與五個最大輪廓谷深y yvivi

8、的平均值的平均值之和。之和。 Rz =Rz =（ y ypipi + + y yvivi ）/5/5 （5-3）（3 3）輪廓最大高度）輪廓最大高度輪廓最大高度輪廓最大高度RyRy是指在取樣長度是指在取樣長度l l內（圖內（圖5-65-6），被測輪廓的峰頂），被測輪廓的峰頂線與谷底線之間的距離。線與谷底線之間的距離。表征微觀不平度高度特性的評定參數表征微觀不平度高度特性的評定參數Ra Ra 、Rz Rz 、RyRy的數值越大，的數值越大，則表面越粗糙。則表面越粗糙。2 2間距特性參數間距特性參數（1 1）輪廓微觀不平度的平均間距）輪廓微觀不平度的平均間距.含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長

9、度，稱為含有一個輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長度，稱為輪廓微觀不輪廓微觀不平度的間距平度的間距。在取樣長度內。在取樣長度內lrlr內，輪廓微觀不平度間距的平均值內，輪廓微觀不平度間距的平均值稱為稱為輪廓微觀不平度的平均間距。輪廓微觀不平度的平均間距。 Sm =Sm =（ SmiSmi）/n /n （5-45-4）（2 2）輪廓單峰的平均間距）輪廓單峰的平均間距兩個相鄰單峰最高點之間的距離投影在中線上的長度，稱為輪廓兩個相鄰單峰最高點之間的距離投影在中線上的長度，稱為輪廓的單峰間距。在取樣長度內的單峰間距。在取樣長度內l l內，輪廓單峰間距的平均值稱為內，輪廓單峰間距的平均值稱為輪輪廓單峰的平均

10、間距。廓單峰的平均間距。 S =S =（ S Si i）/n /n （5-55-5）3 3形狀特性參數形狀特性參數在取樣長度內在取樣長度內lrlr內，一條平行于中線的直線與輪廓相截，所得各內，一條平行于中線的直線與輪廓相截，所得各截線長度之和稱為截線長度之和稱為輪廓支承長度輪廓支承長度p，輪廓支承長度輪廓支承長度p與取樣長取樣長.度內度內l l之比稱為之比稱為輪廓支承長度率輪廓支承長度率tptp（用百分比表示）。（用百分比表示）。輪廓支承長度率輪廓支承長度率tptp與零件的實際輪廓形狀有關，是反映零件表面與零件的實際輪廓形狀有關，是反映零件表面耐磨性能的指標。耐磨性能的指標。 3 3 表面粗糙

11、度評定參數及其數值的選擇表面粗糙度評定參數及其數值的選擇一、評定參數的選擇一、評定參數的選擇表面粗糙度的三類評定特性參數中，最常采用的是高度特性參數。表面粗糙度的三類評定特性參數中，最常采用的是高度特性參數。當只給出高度特性參數不能滿足零件的功能要求時，才附加地給當只給出高度特性參數不能滿足零件的功能要求時，才附加地給出間距特性參數或（和）形狀特性參數。出間距特性參數或（和）形狀特性參數。.二、評定參數值的選用二、評定參數值的選用Ra值反映表面粗糙度輪廓特性的信息量大，而且值反映表面粗糙度輪廓特性的信息量大，而且Ra值用觸針值用觸針式輪廓儀測量比較容易。因此，對于式輪廓儀測量比較容易。因此，對

12、于光滑表面光滑表面和和半光滑半光滑表面，表面，普遍采用普遍采用Ra作為評定參數。但由于觸針式輪廓儀功能的限制，作為評定參數。但由于觸針式輪廓儀功能的限制，它它不宜測量極光滑表面和粗糙表面，因此，對于極光滑表面和粗不宜測量極光滑表面和粗糙表面，因此，對于極光滑表面和粗糙糙表面，采用表面，采用Rz作為評定參數。作為評定參數。.三、表面粗糙度輪廓參數允許值的選擇用三、表面粗糙度輪廓參數允許值的選擇用.4 4 表面粗糙度符號和代號及其注法表面粗糙度符號和代號及其注法在零件圖上，表面粗糙度的符號有三個，見圖在零件圖上，表面粗糙度的符號有三個，見圖5858。表面可用任表面可用任何方法獲得何方法獲得表面用去

13、除材表面用去除材料的方法獲得料的方法獲得表面用不去除材表面用不去除材料的方法獲得料的方法獲得.圖圖5959為表面粗糙度的各個特性參數及其數值和對零件表面的為表面粗糙度的各個特性參數及其數值和對零件表面的其他要求在表面粗糙度符號中標注的位置，它們和表面粗糙度其他要求在表面粗糙度符號中標注的位置，它們和表面粗糙度符號就構成表面粗糙度代號。符號就構成表面粗糙度代號。 幅度參數幅度參數最后一道工序的加工方法、最后一道工序的加工方法、鍍涂或其它的表面處理方法鍍涂或其它的表面處理方法非標準的取樣長度非標準的取樣長度mm間距參數的符號和允許值間距參數的符號和允許值(mm)或其他評定參數的符號和允許值或其他評

14、定參數的符號和允許值加工紋理方向加工紋理方向加工余量加工余量.加工紋理方向的符號及注法見圖加工紋理方向的符號及注法見圖513513。.當零件所有的表面具有相同的表面粗糙度要求時，可以采用圖當零件所有的表面具有相同的表面粗糙度要求時，可以采用圖514a514a所示的表面粗糙度符號，標注示例見圖所示的表面粗糙度符號，標注示例見圖514b514b.表面粗糙度代號中各種要求和數值的標注方法及其含義見表表面粗糙度代號中各種要求和數值的標注方法及其含義見表53所示所示。.在零件圖上標注表面粗糙度代號時，在零件圖上標注表面粗糙度代號時，代號的尖端指向可見輪廓代號的尖端指向可見輪廓線、尺寸線、尺寸界線或它們的延長線上線、尺寸線、尺寸界線或它們的延長