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本章教学内容：

主要阐述了表面粗糙度的评定参数及其测量方法。

并介绍了表面轮廓的非接触测量方法并介绍了表面轮廓的非接触测量方法.本章教学建议本章教学建议：

本章涉及一些较新的测量技术本章涉及一些较新的测量技术,要对学生讲解的详细一要对学生讲解的详细一些些第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量表面粗糙度仪JB-1C第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量表面粗糙度仪JB-3C第第四四章章表面粗糙度测量第四章第四章表面粗糙度测量表面粗糙度测量一、表面粗糙度的概念一、表面粗糙度的概念零件表面的形貌可分为三种情况：

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平程度，其波长和波高之比一般小于50。

属于微。

属于微观几何形状误差。

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表面波纹度：

零件表面中峰谷的波长和波高之比等于比等于501000的不平程度称为波纹度。

会引起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）的影响是相当大的目前表面波纹度还（如轴承）的影响是相当大的目前表面波纹度还没有制定国家标准。

国际标准化组织第没有制定国家标准。

国际标准化组织第57技术委技术委员会正在制定表面波纹度有关国际标准。

员会正在制定表面波纹度有关国际标准。

第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量（3）形状误差形状误差：

零件表面中峰谷的波长和波高之：

零件表面中峰谷的波长和波高之比大于比大于1000的不平程度属于形状误差。

的不平程度属于形状误差。

1、三者的区别：

、三者的区别：

表面粗糙度表面粗糙度微观几何形状误差；

微观几何形状误差；

表面波度表面波度中间误差；

中间误差；

形状误差形状误差宏观几何误差宏观几何误差2、表面粗糙度对零件性能的影响、表面粗糙度对零件性能的影响影响零件的耐磨性。

影响零件的耐磨性。

影响配合性质的稳定性。

影响零件的疲劳强度。

影响零件的抗腐蚀性。

影响零件的密封性。

对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电对零件的外观、测量精度、表面光学性能、导电导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。

导热性能和胶合强度等也有着不同程度的影响。

第第四四章章表面粗糙度测量第四章第四章表面粗糙度测量表面粗糙度测量二、基本术语和定义二、基本术语和定义1、取样长度、取样长度l:

评定表面粗糙度所规定的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测量结果的影响，表面波纹度对表面粗糙测量结果的影响，一般在一个取样长度内应包含个以上的一般在一个取样长度内应包含个以上的波峰和波谷。

波峰和波谷。

2、评定长度、评定长度ln:

为了全面、充分地反映被为了全面、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。

选用较长的评定长度。

第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量评定长度一般按5个取样长度来确定第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量3.评定表面粗糙度的基准线：

评定表面粗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：

糙度的一段参考线。

轮廓的最小二乘中线轮廓的最小二乘中线m：

在取样长度内，在取样长度内，使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为使轮廓上各点至一条该线的距离平方和为最小。

即：

最小。

轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线m：

在取样长度内，将：

在取样长度内，将实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积实际轮廓划分上下两部分，且使上下面积相等的直线相等的直线。

。

F1+F2+Fn=G1+G2+Gm第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量三、表面粗糙度评定参数国家标准GB3505-83和GB/T1031-95中规定了6个评定参数，其中有关高度特性的参数3个，间距特性的参数有2个，形状特性参数有1个，其中高度参数是主要的。

（1）轮廓算术平均偏差a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，即第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量

（2）微观不平度十点高度z在取样长度内个最大的轮廓峰高ypi平均值与5个最大轮廓谷深yvi平均值之和第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量（3）轮廓最大高度y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。

Ry=ypmax+yvmax第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量S,Sm,支承长度率tp四、评定参数的选择：

如无特殊要求，一般仅选用高度参数。

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（Ra6.3m）或过于光滑（Ra0.025m）时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。

当零件材料较软时，因为Ra一般采用触针测量。

当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Ry值。

常用Ra0.0256.3Rz（Ry）0.125第第四四章章表面粗糙度测量第四章表面粗糙度测量五、评定参数值的选择：

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。

第第四四章章表面粗糙度测量41表面粗糙度常规测量方法干涉显微镜第第四四章章表面粗糙度测量41表面粗糙度常规测量方法ZYGO激光干涉显微镜第第四四章章表面粗糙度测量41表面粗糙度常规测量方法一、比较法一、比较法粗糙度样板。

靠肉眼、放大镜、比较显微镜，手触粗糙度样板。

靠肉眼、放大镜、比较显微镜，手触将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车将被测表面和表面粗糙度样板直接进行比较，多用于车间，评定表面粗糙度值较大的工件。

间，评定表面粗糙度值较大的工件。

第第四四章章表面粗糙度测量41表面粗糙度常规测量方法二、光切法二、光切法光切显微镜光切显微镜:

光线以光线以45度角斜射到表面，得到斜度角斜射到表面，得到斜截面的轮廓，故得名截面的轮廓，故得名常用于测量常用于测量Rz为为0.560m。

三、干涉法三、干涉法干涉显微镜干涉显微镜等厚干涉等厚干涉四、触针法四、触针法电动轮廓仪：

变压器型电动轮廓仪：

变压器型五、印模法五、印模法利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在利用石腊、低熔点合金或其它印模材料，压印在被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测被测零件表面，放在显微镜下间接地测量被测表面的粗糙度。

适用于笨重零件及内表面。

表面的粗糙度。

塑性材料作印模，乘以修正系数塑性材料作印模，乘以修正系数第第四四章章表面粗糙度测量41表面粗糙度常规测量方法光切显微镜第第四四章章表面粗糙度测量42表面轮廓的非接触测量方法轮廓测量仪第第四四章章表面粗糙度测量42表面轮廓的非接触测量方法一、光学探针1激光三角法探针：

位置敏感探测器+电荷耦合器件2临界角法探针：

全反射二、外差干涉式轮廓测量第第四四章章表面粗糙度测量42表面轮廓的非接触测量方法公式如下（平方律器件）