表面粗糙度略解DOC.docx
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表面粗糙度略解DOC
表面粗糙度仪（光洁度）的国家标准主要术语及定义
表面粗糙度仪（光洁度）的国家标准主要术语及定义
本资料给出的参数符合GB/T3505-2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的述语、定义及参数》、符合GB/T6062-2002《产品几何量技术规范（GPS）表面结构轮廓法接触（触针）式仪器的标称特性》。
图一：
放大n倍后的工件截面/表面粗糙度及轮廓：
图二：
各种加工方法能得到的表面光度：
图三：
常见的表面粗糙度仪的工件测量：
表面粗糙度关键技术术语：
（1）表面粗糙度：
取样长度L
取样长度是用于判断和测量表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上取样。
（2）表面粗糙度：
评定长度Ln
由于加工表面有着不同程度的不均匀性，为了充分合理地反映某一表面的粗糙度特性，规定在评定时所必须的一段表面长度，它包括一个或数个取样长度，称为评定长度Ln。
（3）表面粗糙度：
轮廓中线（也有叫曲线平均线）M
轮廓中线M是评定表面粗糙度数值的基准线。
评定参数及数值:
国家规定表面粗糙度的参数由高度参数、间距参数和综合参数组成。
表面粗糙度高度参数共有三个:
（1）轮廓算术平均偏差Ra ：
在取样长度L内，轮廓偏距绝对值的算术平均值。
（2）微观不平度十点高度Rz
在取样长度L内最大的轮廓峰高的平均值与五个最大的轮廓谷深的平均值之和。
（3）轮廓最大高度Ry
在取样长度内，轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。
表面粗糙度间距参数共有两个：
（4）轮廓单峰平均间距S
两相邻轮廓单峰的最高点在中线上的投影长度Si，称为轮廓单峰间距，在取样长度L内，轮廓单峰间距的平均值，就是轮廓单峰平均间距。
（5）轮廓微观不平度的平均间距Sm
含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度Smi，称轮廓微观不平间距。
表面粗糙度综合参数：
（6）轮廓支承长度率tp
轮廓支承长度率就是轮廓支承长度np与取样长度L之比。
另附：
中美表面粗糙度对照表
中国旧标准（光洁度）
中国新标准（粗糙度）Ra
美国标准（微米 ）Ra
美国标准（微英寸），Ra
▽4
6.3
8.00
320
6.30
250
▽5
3.2
5.00
200
4.00
160
3.20
125
▽6
1.6
2.50
100
2.00
80
1.60
63
▽7
0.8
1.25
50
1.00
40
0.80
32
▽8
0.4
0.63
25
0.50
20
0.40
16
国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表（单位：
μｍ）
表面光洁度
▽1
▽2
▽3
▽4
▽5
▽6
▽7
表面粗糙度
Ｒａ
50
25
12.5
6.3
3.2
1.60
0.80
Ｒｚ
200
100
50
25
12.5
6.3
6.3
表面光洁度
▽8
▽9
▽10
▽11
▽12
▽13
▽14
表面粗糙度
Ｒａ
0.40
0.20
0.100
0.050
0.025
0.012
-
Ｒｚ
3.2
1.60
0.80
0.40
0.20
0.100
0.050
另附：
表面粗糙度国际标准加工方法
标准等级代号
表面粗糙度
加工工具（方法）
加工材料及硬度要求
光度描述
粗研磨砂粒粒度
精研磨砂粒粒度
钻石膏抛光
SPI（A1）
Ra0.005
S136
54HRC
光洁度非常高,镜面效果
8407
52HRC
SPI（A2）
Ra0.01
DF-2
58HRC
光洁度较低,没有砂纸纹
XW-10
60HRC
SPI（A3）
Ra0.02
S136
300HB
光洁度更低一级,但没有砂纸纹
718SUPREME
300HB
SPI（B1）
Ra0.05
没有光亮度,有轻微3000#砂纸纹
SPI（B2）
Ra0.1
没有光亮度,有轻微2000#砂纸纹
SPI（B3）
Ra0.2
没有光亮度,有轻微1000#砂纸纹。
不辨加工痕迹的方向
Ra0.4
精加工：
精车＼精刨＼精铣＼磨＼铰＼刮
微辨加工痕迹的方向
Ra0.8
精加工：
精车＼精刨＼精铣＼磨＼铰＼刮
可辨加工痕迹的方向
Ra1.6
Ra3.2
Ra6.3
Ra12.5
Ra25
Ra50
另附：
粗糙度仪新旧标准参数变化对照表
现将TR200粗糙度仪依据新标准更改参数的情况列表如下，如有问题，由时代公司负责解释。
本表还适用于公司TR1系列粗糙度仪。
修改后可测量参数的总数没有变化，仍为13个参数，只是显示在不同的标准中,也就是说：
时代粗糙度仪产品参数：
涵盖新旧标准参数！
（详见表）
新标准（ISO）
旧标准（ISO）
说明
Ra
Ra
各标准通用参数
Rz
显示在日本标准JIS中
Rz
Ry
参数定义已修改。
原Ry仍显示在日本标准JIS、德国标准DIN中。
Rq
Rq
没变化
Rp
Rp
没变化
Rv
Rm
符号改，参数定义没改
Rt
Rt
没变化
R3z
显示在日本标准JIS中，参数没变化
Rmax
显示在德国标准DIN、美国标准ANSI中
RSk
Sk
符号改，定义没改
RS
S
符号改，定义没改
RSm
Sm
符号改，定义没改
Rmr
tp
符号改，定义没改
钢带表面粗糙度加工等级
表面加工代号
表面粗糙度Raum
加工方法
BA
钢带冷轧后经过光亮热处理的表面
TR
钢带冷轧后经过清洗的表面
HL
用适当研磨粒度研磨出连续线条的轧辊轧制使钢带表面呈一定的纵向磨纹
S
用适当砂粒加工的轧辊轧制的钢带表面
80#
0.80～1.0
用80＃粒度研磨的轧辊轧制的表面
100#
0.60～0.80
用100＃粒度研磨的轧辊轧制的表面
150#
0.40～0.60
用150＃粒度研磨的轧辊轧制的表面
180#
0.30～0.40
用180＃粒度研磨的轧辊轧制的表面
220#
0.15～0.30
用220＃粒度研磨的轧辊轧制的表面
320#
0.08～0.15
用320＃粒度研磨的轧辊轧制的表面
表面粗糙度
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表面粗糙度
surfaceroughness
加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。
它是互换性研究的问题之一。
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。
表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
评定参数 通常采用下列参数之一来定量评定表面粗糙度。
加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。
它是互换性研究的问题之一。
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。
表面粗糙度与机械零件的配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。
评定参数 通常采用下列参数之一来定量评定表面粗糙度。
① 轮廓算术平均偏差Rα:
在取样长度l内轮廓偏距绝对值的算术平均值（图1a）。
或近似为
式中轮廓偏距y指在测量方向上轮廓点与基准线之间的距离。
基准线为轮廓的最小二乘中线O。
这条线划分轮廓并使其在取样长度内轮廓偏离该线的平方和为最小。
② 微观不平度十点高度RZ：
在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和（图1b）。
式中ypi是第i个最大的轮廓峰高,yvi是第i个最大的轮廓谷深。
③ 轮廓最大高度Ry:
在取样长度l内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离（图1c）。
中国国家标准GB1031-83对表面粗糙度参数Rα、RZ和Ry分别规定了数值,分为两个系列，一般应优先选用第1系列。
表中为轮廓算术平均偏差Rα的数值。
用电子仪器或光学仪器测量出Rα、RZ和Ry的数值即可定量评定表面粗糙度。
在实际生产中，经常凭人的视觉和触感并用样块与被加工表面相比较来鉴定其粗糙度。
标注方法 在零件图上用符号标注加工表面的特征。
为基本符号,单独使用这一符号是没有意义的,加注参数值时表示表面可用任何方法获得。
表示表面靠去除材料的方法获得，如车、铣、磨、钻和电火花加工等。
表示表面不用去除材料的方法获得，如铸造、冲压和轧制等。
规定表面粗糙度时除必须给出粗糙度参数值外，必要时还可规定表面加工纹理、加工方法等附加要求。
图2为表面特征符号标注的位置。
标注参数Rα值时只标注数值,如;标注参数RZ值Ry值时需要标注出相应的符号，如、。
图中a1、a2为粗糙度高度参数允许值（微米）；b为加工方法、镀涂或其他表面处理；c为取样长度（毫米）；d为加工纹理方向符号；e为加工余量（毫米）；f为粗糙度间距参数值（毫米）或轮廓支承长度率。
表面光洁度 表面粗糙度的另一称法。
表面光洁度是按人的视觉观点提出来的，而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。
在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后，表面光洁度已改为表面粗糙度。
① 轮廓算术平均偏差Rα:
在取样长度l内轮廓偏距绝对值的算术平均值（图1a）。
或近似为
式中轮廓偏距y指在测量方向上轮廓点与基准线之间的距离。
基准线为轮廓的最小二乘中线O。
这条线划分轮廓并使其在取样长度内轮廓偏离该线的平方和为最小。
② 微观不平度十点高度RZ：
在取样长度l内5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大的轮廓谷深的平均值之和（图1b）。
式中ypi是第i个最大的轮廓峰高,yvi是第i个最大的轮廓谷深。
③ 轮廓最大高度Ry:
在取样长度l内轮廓峰顶线与轮廓谷底线之间的距离（图1c）。
中国国家标准GB1031-83对表面粗糙度参数Rα、RZ和Ry分别规定了数值,分为两个系列，一般应优先选用第1系列。
表中为轮廓算术平均偏差Rα的数值。
用电子仪器或光学仪器测量出Rα、RZ和Ry的数值即可定量评定表面粗糙度。
在实际生产中，经常凭人的视觉和触感并用样块与被加工表面相比较来鉴定其粗糙度。
标注方法 在零件图上用符号标注加工表面的特征。
为基本符号,单独使用这一符号是没有意义的,加注参数值时表示表面可用任何方法获得。
表示表面靠去除材料的方法获得，如车、铣、磨、钻和电火花加工等。
表示表面不用去除材料的方法获得，如铸造、冲压和轧制等。
规定表面粗糙度时除必须给出粗糙度参数值外，必要时还可规定表面加工纹理、加工方法等附加要求。
图2为表面特征符号标注的位置。
标注参数Rα值时只标注数值,如;标注参数RZ值Ry值时需要标注出相应的符号，如、。
图中a1、a2为粗糙度高度参数允许值（微米）；b为加工方法、镀涂或其他表面处理；c为取样长度（毫米）；d为加工纹理方向符号；e为加工余量（毫米）；f为粗糙度间距参数值（毫米）或轮廓支承长度率。
表面光洁度 表面粗糙度的另一称法。
表面光洁度是按人的视觉观点提出来的，而表面粗糙度是按表面微观几何形状的实际提出来的。
在表面粗糙度国家标准GB3505-83、GB1031-83颁布后，表面光洁度已改为表面粗糙度。
补充
表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。
其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下），用肉眼是难以区别的，因此它属于微观几何形状误差。
表面粗糙度越小，则表面越光滑。
表面粗糙度的大小，对机械零件的使用性能有很大的影响，主要表现在以下几个方面：
1）表面粗糙度影响零件的耐磨性。
表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
2）表面粗糙度影响配合性质的稳定性。
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，降低了联结强度。
3）表面粗糙度影响零件的疲劳强度。
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。
4）表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。
粗糙的表面，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。
5）表面粗糙度影响零件的密封性。
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。
此外，表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有影响。
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