幾何量公差與測量技術第5章表面粗糙度本章基本內容§5.1概述§5.2表面粗糙度的評定§5.3表面粗糙度的參數值及其選用§5.4表面粗糙度在零件圖上的標注§5.5表面粗糙度測量方法簡述重點：掌握表面粗糙度的術語、定義和幅度參數的選用及其在零件圖上的標注。

§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配合性質穩定性③疲勞強度④耐蝕性⑤其它性能（密封性、接觸剛度、外觀等等）

二、表面粗糙度對零件使用性能的影響§5.2表面粗糙度的評定一、表面粗糙度的評定方法（中線制）中線表面粗糙度（R）輪廓§5.2表面粗糙度的評定二、基本術語和定義

1、粗糙度輪廓中線：用于定量評定表面粗糙度參數值大小所確定的一條具有幾何輪廓形狀的基準線。

①輪廓的最小二乘中線：②輪廓的算術平均中線：

使輪廓線上各點的輪廓偏距的Zi

平方和為最小的線。

將實際輪廓劃分為面積相等的上、下兩部分的線。2、取樣長度（lr）：是指在測量方向判別被評定輪廓不規則特征的長度。它至少包含5個以上的輪廓峰和谷，取樣長度的方向與輪廓走向一致。§5.2表面粗糙度的評定注意：規定取樣長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測量結果的影響。粗糙度參數值是在一個取樣長度上評定出來的。二、基本術語和定義3、評定長度（ln）：是指用于評定被評定輪廓所規定的測量方向上的最小長度。§5.2表面粗糙度的評定注意：評定長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，在測量和評定時所規定的。通常粗糙度測量結果是評定長度上的一個平均值。二、基本術語和定義ln（一般取ln＝5lr

）被測表面均勻可選ln

＜5lr被測表面均勻性差可選ln

＞5lr二、基本術語和定義4、長、短波輪廓濾波器截止波長及傳輸帶：

①長波濾波器的截止波長（λc）：是指長波輪廓濾波器所能抑制的波長。一般lr

＝λc

②短波濾波器的截止波長（λs）：是指短波輪廓濾波器所能抑制的波長。

③傳輸帶：是指從短波截止波長至長波截止波長這兩個極限值之間的波長范圍。即λs～

λc§5.2表面粗糙度的評定注意：接觸式儀器測量表面粗糙度時，可用長波濾波器過濾掉波紋度成分；可用短波濾波器過濾掉比粗糙度波長更短的成分。國標規定了：幅度、間距、曲線和相關三類參數。§5.2表面粗糙度的評定三、表面粗糙度評定參數

1、幅度(高度)參數：①輪廓的算術平均偏差（Ra）：是指在一個取樣長度內，輪廓偏距Z(x)絕對值的算術平均值。Rz

=︱Zpmax

︱+︱Zvmax︱§5.2表面粗糙度的評定三、表面粗糙度評定參數

1、幅度參數：

②輪廓的最大高度（Rz）

：在一個取樣長度內，最大輪廓峰高與最大輪廓谷深之和。注意：幅度參數（

Ra、Rz

）是國標規定必須標注的參數，故稱為基本參數。參數值越大表面越粗糙。峰頂線谷底線

2、間距參數：

輪廓單元的平均寬度（Rsm）：是指在一個取樣長度內輪廓單元寬度Xsi

的平均值。§5.2表面粗糙度的評定三、表面粗糙度評定參數注意：間距及曲線和相關參數稱附加參數，一般不作獨立參數選用，只有零件表面有特殊使用要求時才附加選用。

3、曲線和相關參數：

輪廓支承長度率（Rmr

(c)）：是指在給定水平截面高度c上，輪廓的實體材料長度Ml(c)

與取樣長度lr之比，即：Rmr

(c)

=Ml(c)

/lr三、表面粗糙度評定參數§5.3表面粗糙度的參數值及其選用一、表面粗糙度評定參數的選用1、幅度參數的選用：①在常用值范圍（Ra=0.025~6.3μm，Rz=0.1~25μm）內，應優先選用輪廓算術平均偏差Ra。因為Ra能較充分合理地反映零件表面的粗糙度特征；通常用電動輪廓儀測量，其測量范圍為0.02~8μm

。②對測量部位小、峰谷少或有疲勞強度要求的零件表面，可選輪廓最大高度Rz作為評定參數。Rz通常用雙管顯微鏡和干涉顯微鏡測量，其測量范圍為0.1~25μm

注意：在零件精度設計中，對于表面粗糙度要求通常只給出幅度評定參數（Ra

和Rz

）及其數值，而其它要求（如lr和ln等）采用默認的標準值。§5.3表面粗糙度的參數值及其選用一、表面粗糙度評定參數的選用2、附加參數的選用：①輪廓單元的平均寬度（Rsm）

：一般在對零件有涂漆、密封性能，以及光亮度等要求時才附加選用。②輪廓支承長度率（Rmr

(c)）：在對零件的耐磨性、接觸剛度等要求較高的場合才附加選用。§5.3表面粗糙度的參數值及其選用二、表面粗糙度參數值的選用1、表面粗糙度參數值的標準化表5-2

輪廓的算術平均偏差(Ra)、輪廓的最大高度(Rz)、

輪廓單元的平均寬度(RSm)和輪廓的支承長度率(Rmr

(c)

)的數值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：選用支承長度率Rmr

(c)參數時，應同時給出輪廓截面高度c值。c可用微米或Rz的百分數表示。c百分數系列為Rz的百分之：5，10，15，20，25，30，40，50，60，70，80，90§5.3表面粗糙度的參數值及其選用二、表面粗糙度參數值的選用1、表面粗糙度參數值的標準化表5-1

輪廓的算術平均偏差(Ra)、輪廓的最大高度(Rz)、

輪廓單元的平均寬度(RSm)的標準取樣長度(lr)和標準評定長度(ln)Ra/μmRz/μmRsm/mm標準取樣長度lr/mm標準評定長度ln＝5×lr/mm短波截止波長λslr＝λc長波截止波長≥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表面粗糙度的參數值及其選用二、表面粗糙度參數值的選用2、表面粗糙度參數值的選用①參數值的選擇基本原則：在滿足使用要求的前提下，應盡可能選用較大的參數允許值（輪廓的支承長度率除外），以減小加工難度，降低加工成本。②類比法選擇參數值的原則：

1）同一零件上，工作表面的粗糙度參數值比非工作表面小；

2）摩擦表面的參數值比非摩擦表面小；§5.3表面粗糙度的參數值及其選用二、表面粗糙度參數值的選用2、表面粗糙度參數值的選用②類比法選擇參數值的原則：

3）運動速度高、單位面積壓力大的表面，以及承受交變應力作用的重要零件圓角、溝槽處的粗糙度參數值應小；

4）配合性質要求高的配合表面（如小間隙配合表面）、承受重載荷作用的過盈配合表面的粗糙度參數值應小；

5）有密封性、防腐性要求或有外表美觀要求的表面，粗糙度參數值應小；§5.3表面粗糙度的參數值及其選用二、表面粗糙度參數值的選用2、表面粗糙度參數值的選用②參數值通常采用類比法選擇原則：

6）凡在有關標準中已對表面粗糙度作出規定（如與滾動軸承配合的軸頸和外殼孔的表面粗糙的），則應按該標準規定選擇表面粗糙度參數值；7）在確定表面粗糙度參數值時，應注意它與尺寸公差和幾何公差的協調。尺寸公差越小，幾何公差、粗糙參數值應越小；同一公差等級時，軸比孔的粗糙參數值應小。8）在實際經驗不足的情況下，可以參考經驗圖表：如圖5-13和表格5-3，5-4設計。§5.4表面粗糙度在零件圖上的標注一、表面粗糙度符號表5-5表面粗糙度符號和含義符號含義基本圖形符號，未指定加工工藝方法，當通過一個注釋解釋時，可單獨使用。無任何注釋，僅適用于簡化代號標注。擴展圖形符號，用去除材料方法獲得的表面，如車、銑、刨、磨、鉆、電火花、線切割、拋光等，僅當其含義是“被加工表面”時，可單獨適用。擴展圖形符號，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，可用于標注有關參數和說明。完整圖形符號均可加一小圓圈，表示對視圖上構成封閉輪廓的各表面有相同的表面粗糙度要求。§5.4表面粗糙度在零件圖上的標注二、表面粗糙度要求在完整圖形符號上的標注完整符號標注位置位置a，注寫表面粗糙度的第一個要求，包括：評定參數代號及其數值和傳輸帶或取樣長度等。代號和數值間應插入空格。傳輸帶或取樣長度后應有一斜線。表面粗糙度各項要求的標注順序是：

①上、下限值代號（U、L），②傳輸帶，③評定參數代號，④評定長度（包含取樣長度的個數），⑤極限值判別規則，⑥評定參數的數值位置b，注寫第二個表面粗糙度要求。有更多要求，圖形符號應在垂直方向擴大，以空出足夠空間。位置c，注寫加工方法、表面處理、涂層和其他加工工藝要求等。如車、磨、鍍等。位置d，注寫所要求的表面紋理和紋理方向，如“＝”“⊥”“×”等。位置e，注寫所要求的加工余量，以mm為單位給出數值。1、表面粗糙度各項要求在完整符號上的標注位置§5.4表面粗糙度在零件圖上的標注二、表面粗糙度要求在完整圖形符號上的標注2、表面粗糙度極限值的標注在完整圖形符號上標注評定參數及其數值，其數值分為單向極限值和雙向極限值。

①單向極限值：當只標注某個評定參數代號及其一個數值時為單向極限值。默認它是評定參數的上限值。

②雙向極限值：同時標注評定參數的上下限值時為雙向極限值。雙向極限值應分成兩行標注，上限值標注在上方，并在傳輸帶前加注代號“U”；下限值標注在下方，并在傳輸帶前加注代號“L”。一般在不會引起歧義的情況下，可以不加“U”“L”。§5.4表面粗糙度在零件圖上的標注二、表面粗糙度要求在完整圖形符號上的標注3、極限值判斷規則的標注表面粗糙度要求中給定極限值判斷規則有兩種：

16﹪規則是指在同一評定長度范圍內評定參數所有實測值中，大于上限值的個數少于總數的16﹪，小于下限值的個數少于總數的16﹪，則認為合格。16﹪規則是表面粗糙度要求標注中的默認規則。

最大規則是指整個被測表面上評定參數所有的實測值皆不大于上限值，才認為合格。標注時，在評定參數代號的后面加注一個“max”標記。4、表面紋理的標注(見表5-7)注：示例所舉評定參數均為幅度參數。表面粗糙度的標注示例符號含義/解釋表示不允許去除材料，單向上限值（默認），默認傳輸帶，R輪廓，輪廓的最大高度0.4μm，評定長度為5個取樣長度（默認），“16﹪規則”（默認）。表示去除材料，單向上限值，傳輸帶0.008~0.8，R輪廓，輪廓的算術平均偏差3.2μm，評定長度為5個取樣長度（默認），“16﹪規則”（默認）。表示去除材料，單向上限值，取樣長度0.8mm，R輪廓，輪廓的算數平均偏差3.2μm，評定長度為3個取樣長度，“16﹪規則”。表示不允許去除材料，雙向極限值，兩極限值均使用默認傳輸帶，R輪廓；上限值：輪廓的算數平均偏差3.2μm，評定長度為5個取樣長度（默認），“最大規則”；下限值：輪廓的算數平均偏差0.8μm，評定長度為5個取樣長度（默認），

“16﹪規則”（默認）。表示去除材料，兩個單向上限值；Ra=1.6μm，“16﹪規則”，默認傳輸帶和評定長度；Rzmax=6.3μm，“最大規則”，傳輸帶－2.5，默認評定長度；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表面粗糙度符號注寫和讀取方向與尺寸一致；②要求標注在可見輪廓線（或其延長線）上；③其符號的尖端應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注方法1、常規標注方法注意：要求對每一表面只標注一次，并盡可能注在相應的尺寸及其公差的同一視圖上。除非另有說明，所標注的表面粗糙度要求是對完工零件表面的要求。×④表面粗糙度符號也可用帶箭頭的指引線引出標注；⑤實際表面也可用帶黑點的指引線引出標注；⑥還可標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注方法1、常規標注方法⑦在不引起誤解情況下，也可標注在給定的尺寸線或尺寸界線上；⑧圓柱和棱柱的表面一般只標注一次；