一、表面粗糙度的概念

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），它属于微观几何形状误差。

具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况。一般按S分：

• S＜1mm 为表面粗糙度；

• 1≤S≤10mm为波纹度；

• S＞10mm为 f 形状。

二、 VDI3400、Ra、Rmax对照表

国家标准规定常用三个指标来评定表面粗糙度（单位为μm）：轮廓的平均算术偏差Ra、不平度平均高度Rz和*大高度Ry。在实际生产中多用Ra指标。轮廓的*大微观高度偏差Ry在日本等国常用Rmax符号来表示，欧美常用VDI指标。下面为VDI3400、Ra、Rmax对照表。

VDI3400、Ra、Rmax对照表

三、表面粗糙度形成因素

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动、电加工的放电凹坑等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

四、表面粗糙度对零件的影响主要表现

影响耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越。骨吭酱，摩擦阻力越大，磨损就越快。

影响配合的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了连接强度。

影响疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷，它们像尖角缺口和裂纹一样，对应力集中很敏感，从而影响零件的疲劳强度。

影响耐腐蚀性。粗糙的零件表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。

影响密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。

影响接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。

影响测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。

此外，表面粗糙度对零件的镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。

五、表面粗糙度评定依据

1. 取样长度

取样长度L是评定表面粗糙度岁规定一段基准线长度。应根据零件实际表面的形成情况及纹理特征，选取能反映表面粗糙度特征的那一段长度，量取取样长度时应根据实际表面轮廓的总的走向进行。规定和选择取样长度是为了限制和减弱表面波纹度和形状误差对表面粗糙度的测量结果的影响。粗糙度仪常用的可选项一般为：0.25mm，0.8mm，2.5mm

2. 评定长度

评定长度是评定轮廓所必须的一段长度，它可包括一个或几个取样长度。由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征，故需在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度。评定长度一般包含1--5个取样长度L。当取样长度选0.8时，评定长度选5L时，5X0.8=4mm

3. 基准线

基准线是用以评定表面粗糙度参数的轮廓中线 。基准线有两种：轮廓的*小二乘中线：在取样长度内，轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和为*。哂屑负温掷巫。轮廓的算术平均中线：在取样长度内，中线上下两边轮廓的面积相等。理论上*小二乘中线是理想的基准线，但在实际应用中很难获得，因此一般用轮廓的算术平均中线代替，且测量时可用一根位置近似的直线代替。

4. 测量行程

测量行程是指传感器触针，在实际工件上的移动距离。测量行程通常是评定长度加2个取样长度的计算关系：例如评定长度选为5L时，取样长度L为0.8mm，测量行程为5L+2L=7L     测量行程为  7X0.8=5.6mm    知道这一点非常重要，可以计算出工件上移动的距离。从而判定用户测量的*小工件的接触面尺寸。

六、表面粗糙度评定参数

1. 高度特征参数

Ra 轮廓算术平均偏差：在取样长度（lr）内轮廓偏距**值的算术平均值。在实际测量中，测量点的数目越多，Ra越准确。

Rz 轮廓*大高度：轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。

在幅度参数常用范围内优先选用Ra 。在2006年以前国家标准中还有一个评定参数为“微观不平度十点高度”用Rz表示，轮廓*大高度用Ry表示，在2006年以后国家标准中取消了微观不平度十点高度，采用Rz表示轮廓*大高度。

2. 间距特征参数

Rsm 轮廓单元的平均宽度。在取样长度内，轮廓微观不平度间距的平均值。微观不平度间距是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。相同的Ra值的情况下，其Rsm值不一定相同，因此反映出来的纹理也会不相同，重视纹理的表面通常会关注Ra与Rsm这两个指标。

Rmr 形状特征参数用轮廓支承长度率表示，是轮廓支撑长度与取样长度的比值。轮廓支承长度是取样长度内，平行于中线且与轮廓峰顶线相距为c的直线与轮廓相截所得到的各段截线长度之和。

七、表面粗糙度测量方法

1. 比较法

使用于车间现场测量，常用于中等或较粗糙表面的测量。方法是将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。

2. 触针法

表面粗糙度利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行，金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号，经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值，也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，它能自动计算出轮廓算术平均偏差Ra，微观不平度十点高度Rz，轮廓*大高度Ry和其他多种评定参数，测量效率高，适用于测量Ra为0.025～6.3微米的表面粗糙度。

实际问题100问——

表面粗糙度100个问与答，别以为很简单！

1． 什么称为表面粗糙度？

答：表面粗糙度是指零件加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。它是一种微观几何形状误差。

2．  表面粗糙度如何产生？

答：零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等原因，总是存在着几何形状误差。

3．  表面粗糙度对零件有什么影响？

答：表面粗糙度对零件的摩擦和磨损、疲劳强度、抗腐蚀性及零件间的配合性质等都有重要的影响。

4．  目前我国的“表面粗糙度”国家标准主要有哪些？

答：GB/T 3505 2000 表面粗糙度术语表面及其参数；

GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值；

GB/T 131-1993 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法。

5．  什么称为实际轮廓？

答：是平面与实际表面相交所得的轮廓线。按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除特殊指明，通常均按横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。

6．  什么称为取样长度？

答：用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。表面越粗糙，取样长度就应越大。规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差对表面粗糙度测量结果的影响。在取样长度范围内，一般包括5个以上的轮廓峰与轮廓谷。取样长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。

7．  什么称为评定长度？

答：是用以评定轮廓所必需的一段长度，可包括一个或几个取样长度。由于零件表面加工存在不均匀性，为了充分合理地反映被测表面的粗糙度特征，需要用几个取样长度来评定。评定长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。

8．  什么称为基准线？

答：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线称为基准线。基准线有两种：轮廓*小二乘中线和轮廓算术平均中线。

9．什么称为轮廓*小二乘中线？

答：轮廓的*小二乘中线是在取样长度内，使轮廓上各点轮廓偏距的平方和为*小的线。

10．什么称为轮廓算术平均中线？

答：轮廓的算术平均中线是在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的线。

11．基本评定参数为哪些？

答：三项高度参数为基本评定参数，即轮廓算术平均偏差（Ra）、微观不平度十点高度（Rz）和轮廓*大高度（Ry）；另三项为附加评定参数，即轮廓微观不平度的平均间距（Sm）、轮廓单峰平均间距（S）和轮廓支承长度率（tP）。

12．什么称为轮廓算术平均偏差（Ra）？

答：在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线距离**值的算术平均值，Ra值越大，则表面越粗糙。Ra能客观地反映被测轮廓的几何特性。Ra值可用电动轮廓仪直接测量，但不够直观。

13．什么称为微观不平度十点高度（Rz）？

答：在取样长度内，5个*大的轮廓峰高的平均值与5个*大谷深的平均值之和。Rz数值越大，表面也越粗糙。Rz用于评定表面粗糙度高度参数有较好的直观性，易在光学仪器上测量，但反映被测轮廓几何形状特性有局限性。

14．什么称为轮廓*大高度（Ry）？

答：在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线分别指在取样长度内，平行于中线且通过轮廓*高点和*低点的线。参数Ry，测量简单，当被测表面很小，不适宜采用Rz，Rz评定时，可采用Ry。

15．表面粗糙度高度评定参数（Ra、Rz、Ry））的允许值如何确定？

答：见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。

16．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：基本符号、表示表面可用任何方法获得。当不加粗糙度参数值或有关说明（例如：表面处理、局部热处理状况等）时，仅适用于简化代号标注。

17．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：基本符号加一短划，表示表面是用去除材料的方法获得。例如：车、铣、钻、磨、剪切、抛光、腐蚀、电火花加工、气割等。

18．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：基本符号加一小圈，表示表面是用不去除材料的方法获得。例如：铸、锻、冲压变形、热轧、冷轧、粉末冶金等。或者是用于保持原供应状况的表面（包括保持上道工序的状况）。

19．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用任伺方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。

20．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。

21．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm。

22．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ra的上限值为3.2μm，Ra的下限值为1.6μm。

23．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用任伺方法获得的表面粗糙度，Ry的上限值为3.2μm。

24．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用不去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为200μm。

25．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Rz的上限值为3.2μm，Rz的下限值为1.6μm。

26．表面粗糙度的符号、代号为时，它的意义是什么？

答：用去除材料方法获得的表面粗糙度，Ry的上限值为3.2μm，Ry的下限值为12.5μm。

27．表面粗糙度标注时要注意哪些？

答：高度参数选用Ra时，标注时可省略其代号，选用Ry、Rz时，代号不能省略。

图样上给定的表面粗糙度代号是对完工后的表面要求，一般只需注出符号及参数允许值即可。如对零件表面功能有特殊要求（加工纹理、加工余量等附加要求），可在基本符号周围可标注有关的参数或代（符）号。

28．表面粗糙度符号如何画法？

答：见图1

30．表面粗糙度标注方法有哪些？示例2

答：见图3

图3

中心孔工作表面、键槽工作面、倒角、圆角的表面，可以简化标注。

31．表面粗糙度标注方法有哪些？示例3

答：见图4

图4

齿轮、渐开线花键、螺纹等工作表面没有画出齿(牙)形时的标注方法。

32．表面粗糙度标注方法有哪些？示例4

答：见图5

图5

同一表面有不同的表面粗糙度要求时，须用细实线画出其分界线，并注出相应的表面粗糙度的符号和尺寸。

33．表面粗糙度标注方法有哪些？示例5

答：见图6

图6

需要表示局部热处理或局部镀涂时，应用粗点划线画出其范围并标注相应的尺寸，也可将其要求注写在表面粗糙度符号内。

34．表面粗糙度标注方法有哪些？示例6

答：见图7

35．表面粗糙度标注方法有哪些？示例7

答：见图8

36．表面粗糙度参数和各项规定注写的位置如何规定？

答：见图9

京公网安备11010802010849号   京ICP备15014357号-5