1、4.1 基本概念4.1.1 表面粗糙度的定義表面粗糙度(Surface roughness )是指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀 幾何形狀特性性它是一種微觀幾何形狀誤差，也稱為微觀不平度。表面粗糙度應與形狀誤 差(宏觀幾何形狀誤差)和表面波度區別開。通常，波距小于1mm的屬于表面粗糙度,波距在110mm的屬于表面波度，波距大于10mm的屬于形狀誤差，如圖4-1所示。r倒矗度aHEW lffii-i蠱ami*nr玻摩判理狀掘羞罰綜合匪晌4.1.2 表面粗糙度對機械零件使用性能的影響表面粗糙度的大小對零件的使用性能和使用壽命有很大影響。1. 影響零件的耐磨性表面越粗糙，摩擦系數就越大，

2、相對運動的表面磨損得越快。然而，表面過于光滑，由于潤滑油被擠出或分子間的吸附作用等原因，也會使摩擦阻力增大和加速磨損。2. 影響配合性質的穩定性零件表面的粗糙度對各類配合均有較大的影響。對于間隙配合，兩個表面粗糙的零件在相對運動時會迅速磨損，造成間隙增大，影響配合性質；對于過盈配合，在裝配時表面上微觀凸峰極易被擠平，產生塑性變形，使裝配后的實際有效過盈減小，降低聯接強度；對于 過渡配合，因多用壓力及錘敲裝配，表面粗糙度也會使配合變松。3. 影響疲勞強度承受交變載荷作用的零件的失效多數是由于表面產生疲勞裂紋造成的。疲勞裂紋主要是由于表面微觀峰谷的波谷所造成的應力集中引起的。零件表面越粗糙，波谷越

3、深，應力集中 就越嚴重。因此，表面粗糙度影響零件的抗疲勞強度。4. 影響抗腐蝕性粗糙表面的微觀凹谷處易存積腐蝕性物質，久而久之，這些腐蝕性物質就會滲入到金屬內層，造成表面銹蝕。此外，表面粗糙度對接觸剛度、密封性、產品外觀、表面光學性能、導電導熱性能以及表 面結合的膠合強度等都有很大影響。所以，在設計零件的幾何參數精度時，必須對其提出 合理的表面粗糙度要求，以保證機械零件的使用性能。 n/hhxi ng/book/versio n2/f42.htm4.3 表面粗糙度的選用評定參數的選用1. 幅度參數的選用幅度參數是標準規定的基本參數，可以獨立選用。對于有粗糙度要求的表面，必須選用一個幅度參數。對

4、于幅度方向的粗糙度參數值在0.0256.3卩m的零件表面，標準推薦優先選用Rs。這是因為Ra能夠比較全面地反映被測表面的微小峰谷特征，同時，上述范圍內用輪廓儀能夠很方 便地測出被測表面 Ra的實際值。對于Ra在6.3100和0.0080.020 的零件表面可以選用 Rz。圖4-11中，五種表面的輪廓最大高度參數相同，但使用質量顯然不同。因此，對于有特殊 要求的少數零件的重要表面，需要加選附加參數RSm或 Rmr(c)。2. 附加參數的選用參數RSm和Rmr(c) 一般不能作為獨立參數選用，只能作為幅度參數的附加參數選用。對于有特殊要求的表面，如噴涂均勻、涂層有極好的附著性和光潔性等，RSM乍為

5、附加參數選用。對于有較高支撐剛度和耐磨性的表面，Rmr(c)作為附加參數選用。4.3.2 參數值的選用1.表面粗糙度的參數值在GB/T 1031 95中，已經將表面粗糙度的參數值標準化。表4-1表4-4分別是參數Ra、Rz、RSm和Rmr(c)的參數值。表4-1 Ra 的參數值(摘自 GB/T1031-95 )卩m0.0120.23.2500.0250.46.31000.050.812.50.11.625表4-2 Rz 的數值(摘自 GB/T1031-95 )卩m0.0250.46.310016000.050.812.52000.11.6254000.23.250800注：這里的 Rz對應GB

6、/T 3505-83 的Ry 表 4-3 RSm 的數值（摘自 GB/T1031-95） mm0.0060.11.60.01250.23.20.0250.46.30.050.812.5注：這里的 RSm對應GB/T 3505-83的Sm表 4-4 Rmr（c） （% 的數值（摘自 GB/T 1031-95 ）10| 15| 20| 25| 30| 40| 50| 60| 70| 8090選用輪廓的支承長度率參數Rmr(c)時，必須同時給出輪廓水平位置c值。它可用微米或 Rz的百分數表示， 百分數系列如下： Rz的5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80

7、, 90% 2.表面粗糙度參數值的選用設計時應按標準規定的參數值系列(表4-1表4-4 )選取各項參數的參數值。選用原則是在滿足功能要求的前提下，參數的允許值盡量大(Rmr(c)盡量小)。以便于加工，降低成本，獲得較好的經濟效益。選用方法目前多采用類比法。根據類比法初步確定參數值，同時還要考慮下列情況： 同一個零件上，工作表面比非工作表面的Ra或Rz值小。Ra或Rz值小。摩擦表面比非摩擦表面、滾動摩擦表面比滑動摩擦表面的運動速度高、單位面積壓力大、受交變載荷作用的零件表面、以及最易產生應力集中的溝槽、圓角部位應選用較小的粗糙度數值。要求配合穩定、可靠時，粗糙度參數值應小些。如，小間隙配合表面、

8、受重載作用的過盈配 合表面，都應選用較小的粗糙度數值。協調好表面粗糙度參數值與尺寸及形位公差的關系。通常，尺寸、形位公差值小，表面粗糙 度Ra或Rz值也要小；尺寸公差等級相同時，軸比孔的粗糙度數值要小。防腐蝕性、密封性要求高，或外形要求美觀的表面應選用較小的粗糙度數值。凡有關標準已對表面粗糙度作出規定的標準件或常用典型零件（例如，與滾動軸承配合的軸頸和基座孔、與鍵配合的軸槽、輪轂槽的工作面等），應按相應的標準確定其表面粗糙度參數值。表4-5和表4-6分別列出了各類配合要求的孔、軸表面粗糙度參數的推薦值和各種加工方法可能達到的表面粗糙度數值，供參考。表4-5 各類配合要求的孔、軸表面粗糙度參數的

9、推薦值配合要求孔軸輕 度 裝 卸（ 如 掛 輪、 滾 刀 等）基本 尺寸 mm尺寸公差等級5678678Ra / m 不大于< 500.40.40.8 0,80.81.60.20.40.40.8 0.8>505000.80.81.6 161.63.20.40.80.81.6 1.6過盈 配合： 按機 械壓入法：裝 配按 執八、基本尺寸mm尺寸公差等級56785678Ra / i m 不大于< 500.20.40.80.81.60.10.20.40.40.8>501200.81.61.61.63.20.40.80.80.81.6>1205000.81.61.61.6

10、3.20.41.61.61.63.20.0.20.0.0.81.60.050.10.0.0.40.124128Ra / i m 不大于液體濕摩擦條件Ra / i m 不大于0.20.8處 理 法 裝 配滑動軸承配合尺寸公差等級69Ra / i m不大于0.81.610121.63.2690.40.810120.83.2精密定心用的配合2.546101625 1I2.46101625I5徑向跳動公差/m0.10.4表4-6不同加工方法可能達到的表面粗糙度加工方法表面粗糙度 Ra/ i m加工方法表面粗糙度Ra / i m加工方法表面粗糙 度 Ra/ i m加工方法表面粗糙度Ra/ i m砂模鑄

11、造型 殼鑄造6.30100金剛鏜孔0.050.40車端面粗6.3025電解磨0.0121.60金屬模鑄造1.6050鏜 孔粗6.3050半精1.6012.5電火花加工0.8025離心鑄造1.6025半精0.406.30精0.401.60切割氣 割6.30100精密鑄造0.8012.5精0.401.60磨外圓粗0.806.30鋸1.60100蠟模鑄造0.4012.5鉸孔粗1.6012.5半精0.1001.60車3.2025壓力鑄造0.406.30半精0.403.20精0.0250.40銃12.550熱軋6.30100精0.1001.60磨平面粗1.603.20磨1.606.30模鍛1.60100

12、拉 削半精0.403.20半精0.401.60 加工螺紋絲錐0.806.30板牙冷軋0.2012.5精0.1000.40精0.0250.40梳洗0.806.30擠壓0.4012.5滾銑粗3.2025衍磨平面0.0251.60滾0.200.80冷拉0.206.30半精0.806.30圓 柱0.0120.40車0.8012.5鋰0.4025精0.401.60磨半精0.050.40搓絲0.806.30刮削0.4012.5端面銃粗3.2012.5精0.0120.100滾壓0.403.20Hu包肖粗6.3025半精0.406.30拋光般0.1001.60磨（.201.60半精1.606.30精0.201

13、.60精0.0120.100研磨0.051.60精0.401.60車外圓粗6.3025滾壓拋光0.053.20齒輪及花鍵加工刨（.806.30插銷1.6025半精1.6012.5超精加工平面0.0120.40滾（.806.30鉆孔0.8025精0.201.60柱面0.0120.40插（.806.30擴 孔粗6.3025金剛車0.0250.20化學磨0.8025磨（.1000.80精1.606.30剃（.201.60433取樣長度的選用一般情況下，在測量 Ra Rz時，推薦按表4-7選用對應的取樣長度及評定長度值，此時取 樣長度值的標注在圖樣上或技術文件中可省略。當有特殊要求時應給出相應的取樣長

14、度值， 并在圖樣上或技術文件中注出。表4-7 lr 和In的數值（摘自 GB/T 1031-95）Ra/m>>0.020.10>0.12.0>2.010.0>10.080.00.0080.02Rz/m0.0250.10>0.100.50>0.5010.0>10.050.0>50.032.0lr/mm0.080.250.82.58.0In/mm(ln=5l )0.41.254.012.540.04.4 表面粗糙度符號、代號及標注圖樣上所標注的表面粗糙度符號、代號，是該表面完工后的要求。441表面粗糙度的符號表4-8是圖樣上表示零件表面粗糙度的

15、符合及其說明。若僅需要加工（采用去除材料的方法或不去除材料的方法）但對表面粗糙度的其他規定沒有要求時，允許只注表面粗糙度符 號。表4-8 表面粗糙度符號（摘自 GB/T131-93）符號意義及說明基本付號，表示表面可用任何方法獲得。當不加注 粗糙度參數值或有關說明（例如：表面處理、局部 熱處理狀況等）時，僅適用于簡化代號標注基本付號加短劃，表示表面疋用去除材料的方法 獲得。例如：車、銃、鉆、磨、剪切、拋光、腐蝕、 電火花加工、氣割等基本付號加小圓，表示表面疋用不去除材料的方 法獲得。例如：鑄、鍛、沖壓變形、熱軋、冷軋、 粉末冶金等。或者是用于保持原供應狀況的表面（包括保持上道 工序的狀況）在上

16、述三個符號的長邊上均可加一橫線，用于標注 有關參數和說明。在上述三個付號上均可加小圓，表示所有表面具 有相冋的表面粗糙度要求4.4.2 表面粗糙度代號及其注法當允許在表面粗糙度參數的所有實測值中超過規定值的個數少于總數的16%寸，應在圖樣上標注表面粗糙度參數的上限值或下限值。當要求在表面粗糙度參數的所有實測值中不得超過規定值時，應在圖樣上標注表面粗糙度參數的最大值或最小值。1.表面粗糙度幅度參數的標注圖樣上所標注的表面粗糙度符號、代號是該表面完工后的要求。若僅需要加工（采用去除 材料的方法或不去除材料的方法）但對表面粗糙度的其它規定沒有要求時，允許只注表面粗糙度符號。幅度參數是表面粗糙度的基本

17、參數，Ra、Rz在代號中用數值表示，單位為微米（mm, Ra的參數值前可不標注參數代號，Rz的參數值前需標注出相應的參數代號。表4-9是表面粗糙度幅度參數的各種代號及其意義。表4-9 表面粗糙度幅度參數標注的釋義(摘自 GB/T 131-93 )代號意義代號意義用任何方法獲得的表面粗 糙度，Ra的上限值為 3.2m用任何方法獲得的表面粗糙 度，Ra的最大值為3.2 i m用去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Ra的上限值為3.2 i m用去除材料方法獲得的表面 粗糙度，Ra的最大值為3.21 m用不去除材料方法獲得的 表面粗糙度，Ra的上限值為 3.2 i m用不去除材料方法獲得的表 面粗糙度，R

18、a的最大值為3.21 m用去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Ra的上限值為3.2 i m,Ra的下限值為1.61 m用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為3.21 m, Ra的最小值為1.6 i m用不去除材料方法獲得的 表面粗糙度，Rz的上限值為 200 i m用不去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Rz的最大值為200i m用去除材料方法獲得的表 面粗糙度，Rz的上限值為3.2 i m,下限值為1.6 i m用去除材料方法獲得的表面 粗糙度，Rz的最大值為3.2i m,最小值為 1.6 i m2.表面粗糙度附加參數的標注若需要標注表面粗糙度的附加參數 RSm或 Rmr(c)時，應注在符號

19、長邊的橫線下面， 數值寫 在相應代號的后面。圖 4-12中，(a)是RSm止限值的標注示例；(b)是RSm最大值的標注 示例；(c)是Rmr(c)的標注示例，表示水平位置 c在Rz的50%位置上，Rmr(c)為70% 此 時Rmr(c)為下限值；(d)是Rmr(c)最小值的標注示例。3.表面粗糙度其它項目的標注 表面粗糙度數值及其有關的規定在符號中注寫的位置見圖4-13。取樣長度應標注在符號長邊的橫線下面，單位為 mm見圖圖4-14(a)。若按GB 10610-89 的有關規定(見表 4-7 )選用對應的取樣長度時，在圖樣上可省略標注。£Ej b亠y “一帀粘址胡廖：:線甘£

20、;工14用1檢筮林:：41一昭弦一勿"Bf 一冷nt_養尸介壬隹片莒謨旳牛|=辛*44盤*1&±矗*'，氏弟卑查二中色士審雄 .£ - lrj.fcPfl*!- iiM*-卓貳乂斗旳"；IBXnR叱：adlflr*礎于廉；KE-13如圖樣上注出的表面粗糙度要求由指定的加工方法獲得時，可用文字標注在符號長邊的橫線上面，見圖4-14(b)。需要標注加工余量時，可在符號的左邊加注加工余量數值，單位為mm見圖4.14(c)。需要控制表面加工紋理方向時，可在符號的右邊加注加工紋理方向符號，見圖4-14(d)常見的加工紋理方向符號見表 4-10。表4-10 加工紋理方向的符號(摘自 GB/T 131-95)符號示意圖符號示意圖=紋理平行于標注代號的視圖投 影面X紋理呈兩相交的方向丄紋理垂直于標注代號的視圖投 影面M紋理呈多方向注：若表中所列符號不能清楚表明所要求的紋理方向，應在圖樣上用文字