5.1概述5.2粗糙度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.3粗糙度輪廓參數(shù)的選擇和表面結(jié)構(gòu)的標(biāo)注5.4粗糙度輪廓的檢測本章結(jié)構(gòu)第5章表面結(jié)構(gòu)11.粗糙度輪廓的評(píng)定（了解）2.粗糙度輪廓參數(shù)的選擇與表面結(jié)構(gòu)的標(biāo)注（掌握）3.粗糙度輪廓的測量方法（了解）本章重點(diǎn)5.1概述5.1.1粗糙度的概念5.1.2粗糙度輪廓對(duì)零件使用性能的影響

3粗糙度的定義：由加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面金屬層的塑性變形以及工藝系統(tǒng)的高頻振動(dòng)所引起的微觀幾何形狀誤差，稱為表面粗糙度。截面輪廓誤差放大曲線λ<1mm表面粗糙度

1mm<λ<10mm表面波紋度λ>10mm形狀誤差5.1.1表面粗糙度的界定傳統(tǒng)界定5實(shí)際表面呈復(fù)合特征且不同的加工、使用功能（例如手表芯軸與汽車輪軸）表面粗糙度成分波紋度成分形狀誤差成分要求濾波獲得與使用功能相關(guān)的65.1.2粗糙度輪廓對(duì)零件使用性能的影響

1．對(duì)摩擦和磨損的影響

2．對(duì)配合性質(zhì)的影響

3．對(duì)零件強(qiáng)度的影響

4．對(duì)耐腐蝕性的影響

5．對(duì)結(jié)合面密封性的影響1.影響兩接觸表面間的摩擦、磨損和接觸變形。表面的凹凸不平使兩表面接觸時(shí)實(shí)際接觸面積減小，接觸部分壓力增加。表面越粗糙，接觸面積越小，壓力越大，接觸變形越大，摩擦阻力也增加，磨損也越快。2.影響配合性質(zhì)表面粗糙使間隙配合R的間隙增大；過盈配合的過盈減?。贿^渡配合變松。3.影響疲勞強(qiáng)度

表面微觀不平度的凹痕越深，其底部曲率半徑越小，則應(yīng)力集中越嚴(yán)重，零件疲勞損壞的可能性越大，疲勞強(qiáng)度就越低。4.影響耐腐蝕性腐蝕介質(zhì)在表面凹谷聚集，不易清除，產(chǎn)生金屬腐蝕。表面越粗糙，凹谷越深，谷底越尖，零件抗腐蝕能力越差5.表面粗糙度對(duì)零件結(jié)合面的密封性能表面反射

能力和外觀質(zhì)量等都有影響。5.2粗糙度的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)5.2.1

表面粗糙度評(píng)定對(duì)象5.2.2

表面粗糙度評(píng)定基準(zhǔn)線

------粗糙度輪廓中線5.2.3

粗糙度輪廓的評(píng)定參數(shù)115.2.1評(píng)定對(duì)象測量和評(píng)定粗糙度的對(duì)象是實(shí)際輪廓。實(shí)際輪廓是平面與實(shí)際表面垂直相交所得的輪廓線。如圖所示。5.2.2評(píng)定基準(zhǔn)1.取樣長度2.評(píng)定長度3.中線

①取樣長度lr

基準(zhǔn)線rrrrrn取樣長度lr

取樣長度是在測量表面粗糙度時(shí)的一段與輪廓總的走向一致的長度。規(guī)定和選擇這段長度是為了限制和減弱表面波紋度對(duì)表面粗糙度測量結(jié)果的影響，表面越粗糙，取樣長度應(yīng)越大。取樣長度范圍內(nèi)至少包括五個(gè)以上的輪廓峰和谷。14②評(píng)定長度ln----評(píng)定表面輪廓所必需的一段長度

ln=l×n（n=1、2、3…）

評(píng)定長度包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長度。由于被測表面上各處的表面粗糙度不一定很均勻，在一個(gè)取樣長度上往往不能合理地反映被測表面的粗糙度，所以需要在幾個(gè)取樣長度上分別測量，取其平均值作為測量結(jié)果。國家標(biāo)準(zhǔn)推薦：ln=5lr。對(duì)均勻性好的表面，可選ln<5lr，對(duì)均勻性較差的表面，可選ln>5lr。③中線

中線是用以評(píng)定表面粗糙度參數(shù)的給定線。有下列兩種：（1）輪廓的最小二乘法輪廓的最小二乘中線是指具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長度內(nèi)，使輪廓線上各點(diǎn)的縱坐標(biāo)值Z(x)的平方和為最小。（2）輪廓的算術(shù)平均中線輪廓的算術(shù)平均中線是指具有幾何輪廓形狀，在取樣長度內(nèi)與輪廓走向一致并劃分實(shí)際輪廓為上下兩部分，且使上下兩部分的面積相等的基準(zhǔn)線。X輪廓偏距z輪廓總的走向輪廓中線rn其中；a)為輪廓最小二乘中線b)為輪廓的算術(shù)平均中線17Ra/um≥0.00～0.02＞0.02～0.10＞0.1～2.0＞2.0～10.0＞10.0～80.0Rz/um≥0.02～0.10＞0.10～0.50＞0.50～10.0＞10.0～50.0＞50.0～320lr/mm0.080.250.82.58.0ln/mm（ln≈5lr）0.41.254.012.540.0

lr和ln的數(shù)值0.0060.01250.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.51015202530405060708090

Rmr(c)的數(shù)值lr和ln的數(shù)值185.2.3粗糙度輪廓的評(píng)定參數(shù)與數(shù)值規(guī)定1）高度評(píng)定參數(shù)2）高度均化評(píng)定參數(shù)----輪廓算術(shù)平均偏差3）間距均化評(píng)定參數(shù)----輪廓單元的平均寬度

RSm4）形狀均化評(píng)定參數(shù)----輪廓支承長度率Rmr(c)191）高度評(píng)定參數(shù)①輪廓最大峰高Rp②輪廓最大谷深Rv③輪廓最大高度Rz

④輪廓總高度20①輪廓最大峰高RplrZxZiZpiZviXsiRz②輪廓最大谷深Rv---max{Zpi}---max{Zvi}③輪廓最大高度Rz

④輪廓總高度Rt

----評(píng)定長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離

----

取樣長度內(nèi)，輪廓的峰頂線和谷底線之間的距離

Rz=|Zp+Zv|212）高度均化評(píng)定參數(shù)---輪廓算術(shù)平均偏差RalrZxZiZpiZviXsiRzRa----取樣長度內(nèi)，被測實(shí)際輪廓上各點(diǎn)至輪廓中線距離絕對(duì)值的平均值

Ra=—∑

∣Zi∣

n1i=1

n近似表示：

22lrZxZiZpiZviXsiRz3）間距均化評(píng)定參數(shù)----輪廓單元的平均寬度

RSm-----取樣長度內(nèi)，輪廓單元寬度的平均值

RSm=

RSm

234）形狀均化評(píng)定參數(shù)----輪廓支承長度率Rmr(c)C1

C2

Ml(c)lnMl(c)i峰頂線Rmr(c)----在給定的水平位置c上,輪廓的實(shí)體材料長度

Ml(c)

與評(píng)定長度ln之比

當(dāng)給定水平位置C1時(shí)，Rmr(c)=∑Ml(c)i/ln；當(dāng)給定水平位置C2時(shí)，Rmr(c)=Ml(c)/ln=100%24

表粗糙度評(píng)定參數(shù)的數(shù)值0.0120.0250.050.1501000.81.60.20.43.26.312.525

Ra的數(shù)值(um)0.0250.050.10.20.40.81.63.26.312.525501002004008001600

Rz的數(shù)值(um)255.3

粗糙度輪廓參數(shù)的選擇和表面結(jié)構(gòu)的標(biāo)注5.3.1粗糙度輪廓參數(shù)的選擇5.3.2表面結(jié)構(gòu)要求的標(biāo)注5.3.3表面結(jié)構(gòu)在其它文件中的標(biāo)注265.3.1粗糙度輪廓參數(shù)的選擇1.參數(shù)選擇原則（1）如無特殊要求，一般僅選用高度參數(shù)。推薦優(yōu)先選用Ra值，因?yàn)镽a能充分反映零件表面輪廓的特征；（2）對(duì)某些不允許出現(xiàn)較大加工痕跡和受交變應(yīng)力作用的表面,應(yīng)選擇Ra與Rz聯(lián)用；（3）當(dāng)測量面積很小時(shí)，如頂尖、刀具的刃部、儀表的小元件的表面，可選用Rz值。272.評(píng)定參數(shù)值的選擇1）方法：類比法2）原則：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值??；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循環(huán)載荷、交變應(yīng)力的表面要小；配合要求高、聯(lián)接要求可靠、受重載的表面粗糙度值都應(yīng)??；同一精度，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值要小；要求防腐、密封性能好或外表美觀的表面要小；283）協(xié)調(diào)與尺寸公差和表面形狀公差的關(guān)系一般情況下，表面粗糙度參數(shù)值與尺寸公差（IT）、表面形狀公差（t）之間有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系：若t≈0.6IT，則Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITt≈0.4IT，則Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITt≈0.25IT，則Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITt＜0.25IT，則Ra≤0.15t；Rz≤0.6T但也不存在確定的函數(shù)關(guān)系,如機(jī)床的手輪或手柄。291.表面結(jié)構(gòu)的圖形符號(hào)5.2.2

表面結(jié)構(gòu)要求的標(biāo)注2.表面結(jié)構(gòu)完整圖形符號(hào)的組成301.

表面結(jié)構(gòu)的圖形符號(hào)①

表面粗糙度符號(hào)②

表面粗糙度參數(shù)的標(biāo)注31基本符號(hào):60°60°H2H1①表面粗糙度基本圖形符號(hào)H1≈1.4hH2=2H1h——字高數(shù)字與字母高度符號(hào)的線寬高度H1高度H22.50.253.583.50.3551150.571570.71021101143032②表面粗糙度符號(hào)用任何方法獲得的表面（單獨(dú)使用無意義）用去除材料的方法獲得的表面用不去除材料的方法獲得的表面橫線上用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說明符號(hào)意義及說明表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求332、表面結(jié)構(gòu)完整圖形符號(hào)的組成①a處為表面結(jié)構(gòu)的單一要求；②a和b處標(biāo)注兩個(gè)或多個(gè)表面結(jié)構(gòu)要求③c處標(biāo)注加工方法，如車、銑、磨④d處標(biāo)注加工紋理方向如＝、X、M⑤e處標(biāo)注加工余量（mm）；5.3.3表面結(jié)構(gòu)要求在圖樣和其他

技術(shù)產(chǎn)品文件中的注法按照國標(biāo)的規(guī)定，表面結(jié)構(gòu)的注寫和讀取方向與尺寸的注寫和讀取方向一致，可以標(biāo)注在輪廓線上，符號(hào)應(yīng)從材料外指向并接觸表面。必要時(shí)，表面結(jié)構(gòu)符號(hào)也可以用帶箭頭或黑點(diǎn)的指引線引出標(biāo)注。在不致引起誤解時(shí)，粗糙度可表在尺寸線上或形位公差的框格的上方。如果工件的多數(shù)表面有相同的粗糙度，則其表面粗糙度可統(tǒng)一標(biāo)注在圖樣的標(biāo)題欄附近。當(dāng)多個(gè)表面具有相同的粗糙度或圖紙空間有限時(shí)，可用帶字母的完整符號(hào)，以等式的形式，在圖形或標(biāo)題欄的附近，對(duì)有相同的粗糙度的表面進(jìn)行簡化標(biāo)注。第四節(jié)粗糙度輪廓的檢測

常用的表面粗糙度的檢測方法有比較法、光切法、干涉法和針描法。一、比較法

比較法是將被測零件表面與標(biāo)有一定評(píng)定參數(shù)的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣本進(jìn)行比較，從而估計(jì)出被測表面粗糙度的一種測量方法。二、光切法

光切法是應(yīng)用光切原理來測量表面粗糙度的一種測量方法。常用的測量儀器是光切顯微鏡，又稱雙管顯微鏡光切顯微鏡主要用于測定Rz和Ry，測量范圍一般為0.8~100μm。

三、干涉法

干涉法是利用光波干涉原理測量表面粗糙度的一種測量方法。常用儀器是干涉顯微鏡干涉法主要用于測量表面粗糙度的Rz和Ry值，其測量范圍通常為0.05~0.8μm。干涉法不適于測量非規(guī)則表面（如磨、研磨等）的XSi。四、針描法

針描法是一種接觸時(shí)測量表面粗糙度的方法，常用的儀器是電動(dòng)輪廓儀，該儀器可以直接顯示Ra值。電動(dòng)輪廓儀就是針描法測定表面粗糙度的常用儀器。

國產(chǎn)