第 4 章表面粗糙度

第4章表面粗糙度 基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的评定、选用及标注。重点内容：表面粗糙度的评定、选用及标注难点内容：表面粗糙度的评定、选用。

放大的实际表面轮廓 表面粗糙度成分波纹度成分形状误差成分 4.1 基本概念零件表面的形貌可分为三种情况： (1)表面粗糙度：零件表面所具有的微小峰谷的不平程度，其波长和波高之比一般小于50。属于微观几何形状误差。 (2)表面波纹度：零件表面中峰谷的波长和波高之比等于50～1000的不平程度称为波纹度。会引起零件运转时的振动、噪声，特别是对旋转零件（如轴承）的影响是相当大的。 (3)形状误差：零件表面中峰谷的波长和波高之比大于1000的不平程度属于形状误差。

表面粗糙度对零件性能的影响 影响零件的耐磨性。影响配合性质的稳定性。影响零件的抗疲劳强度。影响零件的抗腐蚀性。影响零件的密封性。

4.2 表面粗糙度的评定 一、基本术语取样长度lr：评定表面粗糙度所规定的一段基准线长度。应与表面粗糙度的大小相适应。规定取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含５个以上的波峰和波谷。评定长度 ln：为了全面、充分地反映被测表面的特性，在评定或测量表面轮廓时所必需的一段长度。评定长度可包括一个或多个取样长度。表面不均匀的表面，宜选用较长的评定长度。评定长度一般按5个取样长度来确定。

评定表面粗糙度的基准线：评定表面粗糙度的一段参考线。有以下两种：轮廓的最小二乘中线m：在取样长度内，使轮廓上各点至该线的距离平方和为最小。即：轮廓算术平均中线m ：在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线。即：F1+F2+…+Fn= G1+G2+…+Gm

二、表面粗糙度评定参数 国家标准 GB/T3505 –2009从高度、间距、形状三方面规定相应的评定参数，其中高度参数是主要的。 1、高度参数（1）轮廓算术平均偏差Ｒa 在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值，即　

（2）轮廓最大高度Ｒz 在取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。峰顶线和谷底线平行于中线且分别通过轮廓最高点和最低点。 Rz =︱ypmax︱+︱yvmax︱

Sm2 Sm1 Sm3 m lr 2、间距参数轮廓单元的平均宽度RSm：在一个取样长度内轮廓单元宽度Sm的平均值。

表示表面可用任意方法获得 表示表面是用去除材料的方法获得，如车、铣、钻、磨、抛光、电火花、气割等表示表面是用不去除材料的方法获得，如铸、锻、冲压变形、粉末冶金等符号上一横线，用于标注有关参数和说明符号上一小圈，表示所有表面具有相同的表面粗糙度要求 4.3 表面粗糙度的标注 1、粗糙度符号

b a1 a2 c/f (e) d 2、标注 GB/T131-93: a1、a2处为粗糙度高度参数的允许值（μm）； b处标注加工方法、镀涂或其它表面处理； c处标出取样长度（mm）； d标出加工纹理方向符号； e处标出加工余量（mm）； f处标出间距参数值（mm）或轮廓支承长度率。

c a b d e GB/T131-2006: a处标注取样长度（mm）或粗糙度参数的允许值（μm）； b处标注粗糙度参数的允许值（μm）； c处标出加工方法、镀涂或其它表面处理； d标出加工纹理方向符号； e处标出加工余量（mm）；

加工纹理方向的符号

3、标注方法（GB/T131-93） 高度参数：当选用Ra时，只需在代号中标出其参数值，“Ra”本身可以省略；当选用Rz时，参数和参数值都应标出；取样长度：如按国标选用，则可省略标注。

举例 Rz3.2：表示Rz的上限值为3.2μm。“上限值”表示所有实测值中，允许16%的测得值超过规定值（16%规则）； Rz3.2max:表示Rz的最大值为3.2μm。“最大值”表示不允许任何测得值超过规定值（最大值规则）。max、min标在参数值之后。

标注方法（GB/T131-2006） 代号“Ra”和“Rz”都应标出，标注在参数值前。新国标中的标注也遵循“16%规则”和“最大值规则”。但max、min标在代号和参数值之间。

4、图样上的标注 标注时将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面。

解释图中粗糙度符号表示的含义：

指出图中标注中的错误，并加以改正。

4.4 表面粗糙度的选用 1、评定参数的选择如无特殊要求，推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况下例外：当表面过于粗糙（Ra＞6.3μm）或过于光滑（Ra＜0.025μm）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。间距参数一般不能作为独立参数选用，只有少数零件的重要表面有特殊的使用要求时，才考虑同时选用高度参数和间距参数。

2、表面粗糙度参数值的选择 原则是：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。一般原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。

参数值的选用方法 可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下对应关系：若T≈0.6IT，则Ra≤0.05IT； Rz≤0.2IT T≈0.4IT，则Ra≤0.025IT； Rz≤0.1IT T≈0.25IT，则Ra≤0.012IT； Rz≤0.05IT T＜0.25IT，则Ra≤0.15IT； Rz≤0.6IT

作业： 1、将表面粗糙度符号标注在图上，要求 ①用任何方法加工圆柱面φd3，Ra最大允许值为3.2μm。 ②用去除材料的方法获得孔φd1，要求Ra上限值为3.2μm。 ③用去除材料的方法获得表面a，要求Rz最大允许值为3.2μm。 ④其余用去除材料的方法获得表面，要求Ra允许值均为25μm。

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