1、外表粗糙度為研究外表粗糙度對零件性能的影響和度量外表微觀不平度的需要，從20年代末到30年代，德國、美國和英國等國的一些專家設計制作了輪廓記錄儀、輪廓儀，同時也產生出了光切式顯微鏡和干預顯微鏡等用光學方法來測量外表微觀不平度的儀器，給從數值上定量評定外表粗糙度創造了條件。從30年代起，已對外表粗糙度定量評定參數進行了研究，如美國的 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 Abbott就提出了用距外表輪廓峰頂的深度和支承長度率曲線來表征外表粗糙度。1936年出版了Schmaltz論述外表粗糙度的專

2、著，對外表粗糙度的評定參數和數值的標準化提出了建議。但粗糙度評定參數及其數值的使用，真正成為一個被廣泛接受的標準還是從40年代各國相應的國家標準發布以后開始的。一、外表粗糙度對零件的影響主要表現在以下幾個方面：影響耐磨性：外表越粗糙，配合外表間的有效接觸面積越小，壓強越大，摩擦阻力越大，磨損就越快。影響 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 配合的穩定性：對 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/100938

3、1 間隙配合來說，外表越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增大；對 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 過盈配合來說，由于裝配時將微觀凸峰擠平，減小了實際有效過盈，降低了 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 連接強度。影響疲勞強度。粗糙零件的外表存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對應力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強度。影響 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%

4、E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 耐腐蝕性：粗糙的零件 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 外表，易使腐蝕性氣體或液體通過外表的微觀凹谷滲入到金屬內層，造成外表腐蝕。影響 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 密封性。粗糙的外表之間無法嚴密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。影響接觸剛度：接觸剛度是零件結合面在 HYPERLINK

5、/edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。影響測量精度：零件被測外表和測量工具測量面的外表粗糙度都會直接影響測量的精度，尤其是在精密測量時。此外，外表粗糙度對零件的鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體外表電流的流通等都會有不同程度的影響。二、評定依據1. 取樣長度取樣長度Lr是評定外表粗糙度所規定一段基準線長度。取樣長度應根據零件實際外表的形成情況及紋理特征，選取能反映外表粗糙度特征的那一段長度，量取

6、取樣長度時應根據實際外表輪廓的總的走向進行。規定和選擇取樣長度是為了限制和減弱 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 外表波紋度和形狀誤差對外表粗糙度的測量結果的影響。2. 評定長度評定長度Ln是評定輪廓所必須的一段長度，它可包括一個或幾個取樣長度。由于零件外表各局部的外表粗糙度不一定很均勻，在一個取樣長度上往往不能合理地反映某一外表粗糙度特征，故需在外表上取幾個取樣長度來評定外表粗糙度。評定長度Ln一般包含5個取樣長度Lr。3. 基準線基準線是用以評定外表粗糙度參數的輪廓中線。基準線有以下兩

7、種：輪廓的最小二乘中線：在取樣長度內，輪廓線上各點的輪廓 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99%E5%BA%A6/1009381 偏距的平方和為最小，具有幾何輪廓形狀。輪廓的算術平均中線：在取樣長度內，中線上下兩邊輪廓的面積相等。理論上最小二乘中線是理想的基準線，但在實際應用中很難獲得，因此一般用輪廓的算術平均中線代替，且測量時可用一根位置近似的直線代替。三、評定參數高度特征參數輪廓算術平均偏差Ra：在取樣長度lr內輪廓偏距絕對值的 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%

8、B3%99%E5%BA%A6/1009381 算術平均值。在實際測量中，測量點的數目越多，Ra越準確。輪廓最大高度Rz：輪廓峰頂線和谷底線之間的距離。在幅度參數常用范圍內優先選用Ra。在2023年以前國家標準中還有一個評定參數為“微觀不平度十點高度用Rz表示，輪廓最大高度用Ry表示，在2023年以后國家標準中取消了微觀不平度十點高度，采用Rz表示輪廓最大高度。間距特征參數用輪廓單元的平均寬度 Rsm表示。在取樣長度內，輪廓微觀不平度間距的平均值。微觀不平度間距是指輪廓峰和相鄰的輪廓谷在中線上的一段長度。形狀特征參數用輪廓支承長度率Rmr(c)表示，是輪廓支撐長度與取樣長度的比值。輪廓支承長度是

9、取樣長度內，平行于中線且與輪廓峰頂線相距為c的直線與輪廓相截所得到的各段截線長度之和。符號標注外表粗糙度符號與光潔度國標規定外表粗糙度代號是由規定的符號和有關參數組成。1外表粗糙度符號按國標標準在圖樣上表示外表粗糙度的符號有五種，見右圖。2外表粗糙度代號外表粗糙度代號要求標注如：粗糙度參數值、測量時的取樣長度值、加工紋理、加工方法等。外表粗糙度在圖樣上的標注代號和參數的注寫方向如下圖。當零件大局部外表具有相同的外表粗糙度時，對其中使用最多的一種符號、代號可統一標注在圖樣的右上角，并加注“其余兩字，統一標注的代號及文字高度，應是圖形上其它外表所注代號和文字的1.4倍。不同位置外表代號的注法，符號

10、的尖端必須從材料外指向外表，代號中數字的方向與尺寸數字方向一致，如下圖。應用原那么外表粗糙度對零件使用情況有很大影響。一般說來，外表粗糙度數值小，會提高配合質量，減少磨損，延長零件使用壽命，但零件的加工費用會增加。因此，要正確、合理地選用外表粗糙度數值。 在設計零件時，外表粗糙度數值的選擇，是根據零件在機器中的作用決定的。總的原那么是在保證滿足技術要求的前提下，選用較大的外表粗糙度數值。具體選擇時，可以參考下述原那么：1工作外表比非工作外表的粗糙度數值小。2摩擦外表比不摩擦外表的粗糙度數值小。摩擦外表的摩擦速度越高，所受的單位壓力越大，那么應越高；滾動磨擦外表比滑動磨擦外表要求粗糙度數值小。3

11、對間隙配合，配合間隙越小，粗糙度數值應越小；對過盈配合，為保證連接強度的牢固可靠，載荷越大，要求粗糙度數值越小。一般情況間隙配合比過盈配合粗糙度數值要小。4配合外表的粗糙度應與其尺寸精度要求相當。配合性質相同時，零件尺寸越小，那么應粗糙度數值越小；同一精度等級，小尺寸比大尺寸要粗糙度數值小，軸比孔要粗糙度數值小特別是IT8IT5的精度。5受周期性載荷的外表及可能會發生應力集中的內圓角、凹稽處粗糙度數值應較小。不同加工方法所能到達的外表粗糙度外表特征外表粗糙度(Ra)數值加工方法舉例明顯可見刀痕Ra100、Ra50、Ra25、粗車、粗刨、粗銑、鉆孔微見刀痕Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、精

12、車、精刨、精銑、粗鉸、粗磨看不見加工痕跡，微辯加工方向Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、精車、精磨、精鉸、研磨暗光澤面Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、研磨、珩磨、超精磨、拋光如何降低外表粗糙度在機床上，用普通刀具將工件尺寸加工到根本到位后，再用豪克能金屬外表加工設備的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件外表粗糙度Ra值輕松到達0.2以下；且工件的外表顯微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的外表耐磨性和耐腐蝕性。測量方法比擬法比擬法測量簡便，使用于車間現場測量，常用于中等或較粗糙外表的測量。方法是將被測量外表與標有一定數值的粗糙度樣板比擬來確定被測外表粗糙度數值的方法。

13、 比擬時可以采用的方法: Ra 1.6m 時用目測，Ra1.6Ra0.4m 時用放大鏡，Ra 0.4m 時用比擬顯微鏡。比擬時要求樣板的加工方法，加工紋理，加工方向，材料與被測零件外表相同。觸針法利用針尖曲率半徑為2微米左右的金剛石觸針沿被測外表緩慢滑行，金剛石觸針的上下位移量由電學式長度傳感器轉換為電信號，經放大、濾波、計算后由顯示儀表指示出外表粗糙度數值，也可用記錄器記錄被測截面輪廓曲線。一般將僅能顯示外表粗糙度數值的測量工具稱為外表粗糙度測量儀，同時能記錄外表輪廓曲線的稱為外表粗糙度輪廓儀。這兩種測量工具都有電子計算電路或電子計算機，它能自動計算出輪廓算術平均偏差Ra，微觀不平度十點高度

14、Rz，輪廓最大高度Ry和其他多種評定參數，測量效率高，適用于測量Ra為0.0256.3微米的外表粗糙度。光切法雙管顯微鏡測量外表粗糙度，可用作Ry與Rz參數評定，測量范圍0.550。干預法利用光波干預原理 (見平晶、激光測長技術)將被測外表的形狀誤差以干預條紋圖形顯示出來，并利用放大倍數高 可達500倍的顯微鏡將這些干預條紋的微觀局部放大后進行測量，以得出被測外表粗糙度。應用此法的外表粗糙度測量工具稱為干預顯微鏡。這種方法適用于測量Rz和Ry為 0.0250.8微米的外表粗糙度。外表光潔度 HYPERLINK /edit/%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%B2%97%E7%B3%99

15、%E5%BA%A6/1009381 外表光潔度是外表粗糙度的另一稱法。外表光潔度是按人的視覺觀點提出來的，而外表粗糙度是按外表微觀幾何形狀的實際提出來的。因為與國際標準(ISO)接軌，中國80年代后采用外表粗糙度而廢止了外表光潔度。在外表粗糙度國家標準GB3505-83、GB1031-83公布后，外表光潔度的已不再采用。外表光潔度與外表粗糙度有相應的對照表。粗糙度有測量的計算公式，而光潔度只能用樣板規對照。所以說粗糙度比光潔度更科學嚴謹。外表光潔度與外表粗糙度對照表光潔度級別(舊標)粗糙度Ram1)外表狀況、2)加工方法和3)應用舉明顯可見的刀痕 2)粗車、鏜、刨、鉆

16、 3)粗加工后的外表，2焊接前的焊縫、粗鉆孔壁等。 310201)可見刀痕 2)粗車、刨、銑、鉆 3)一般非結合外表，如軸的端面、倒角、齒輪及皮帶輪的側面、鍵槽的非工作外表，減重孔眼外表45101)可見加工痕跡 2)車、鏜、刨、鉆、銑、銼、磨、粗鉸、銑齒 3)不重要零件的配合外表，如支柱、支架、外殼、襯套、軸、蓋等的端面。緊固件的自由外表，緊固件通孔的外表，內、外花鍵的非定心外表，不作為計量基準的齒輪頂圈圓外表等52.551)微見加工痕跡 2)車、鏜、刨、銑、刮12點/cm2、拉、磨、 銼、滾壓、銑齒 3)和其他零件連接不形成配合的外表，如箱體、外殼、端蓋等零件的端面。要求有定心及配合特性的固

17、定支承面如定心的軸間，鍵和鍵槽的工作外表。不重要的緊固螺紋的外表。需要滾花或氧化處理的外表61.252.51)看不清加工痕跡 2)車、鏜、刨、銑、鉸、拉、磨、滾壓、刮12點/cm2銑齒 3)安裝直徑超過80mm的G級軸承的外殼孔，普通精度齒輪的齒面，定位銷孔，V型帶輪的外表，外徑定心的內花鍵外徑，軸承蓋的定中心凸肩外表70.631.251)可辨加工痕跡的方向 2)車、鏜、拉、磨、立銑、刮310點/cm2、滾壓 3)要求保證定心及配合特性的外表，如錐銷與圓柱銷的外表，與G級精度滾動軸承相配合的軸徑和外殼孔，中速轉動的軸徑，直徑超過80mm的E、D級滾動軸承配合的軸徑及外殼孔，內、外花鍵的定心內徑

18、，外花鍵鍵側及定心外徑，過盈配合IT7級的孔H7，間隙配合IT8IT9級的孔H8，H9，磨削的齒輪外表等80.320.631)微辨加工痕跡的方向 2)鉸、磨、鏜、拉、刮310點/cm2、滾壓 3)要求長期保持配合性質穩定的配合外表，IT7級的軸、孔配合外表，精度較高的齒輪外表，受變應力作用的重要零件，與直徑小于80mm的E、D級軸承配合的軸徑外表、與橡膠密封件接觸的軸的外表，尺寸大于120mm的IT13IT16級孔和軸用量規的測量外表90.160.321)不可辨加工痕跡的方向 2)布輪磨、磨、研磨、超級加工 3)工作時受變應力作用的重要零件的外表。保證零件的疲勞強度、防腐性和耐久性，并在工作時不破壞配合性質的外表，如軸徑外表、