机械精度设计与检测基础：11第5章表面粗糙度设计与检测.ppt

第第5 5章章 表表 面面 粗粗 糙糙 度度 设计与设计与 检检 测测 内内  容容  提提  要要------------------------------------------------------(2)5.1 5.1 概概 述述 ------------------------------------------------------(3)(3)5.1.1  表面粗糙度的定义表面粗糙度的定义---------------------------------------------------------------(3) 5.1.2 表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响-------------------------------------(5)5.2 5.2 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 ----------------------------------------(8)5.2.1  基本术语基本术语---------------------------------------------------------------------------(8) 5.2.2  评定参数评定参数 --------------------------------------------------------------------------(13)5.3 表面粗糙度轮廓的参数数值及其选用表面粗糙度轮廓的参数数值及其选用--------------------------- (1 (18)8) 5.3.1  表面粗糙度轮廓的参数数值表面粗糙度轮廓的参数数值 ---------------------------------------------------(18)5.3.2 5.3.2 表面粗糙度轮廓参数的选用表面粗糙度轮廓参数的选用 ------------------------------- --------------------------------( (22)22)5.4 表面粗糙度轮廓符号、代号及其注法表面粗糙度轮廓符号、代号及其注法 ----------------------------(30)5.4.1 表面粗糙度轮廓的符号表面粗糙度轮廓的符号  见表见表5.9所示所示------------------------------------------(30)5.4.2 表面粗糙度轮廓要求标注的内容及其注法表面粗糙度轮廓要求标注的内容及其注法-----------------------------------(31)5.4.3 表面粗糙度轮廓要求在图样上的标注方法表面粗糙度轮廓要求在图样上的标注方法-------------------------------------(40)表面粗糙度轮廓技术要求标注的总结表面粗糙度轮廓技术要求标注的总结----------------------------------(46)本本  章章  重重  点点  和和  作作  业业-----------------------------------------------(69)课课  堂堂  练练  习习- -------------------------------------------------------(67)作作  业业  题题  解解  释释-----------------------------------------------------(70)5.5 表面粗糙度轮廓的检测表面粗糙度轮廓的检测-----------------------------------------（5959）公公 差差 表表 格格----------------------------------------------------------75)1内内  容容  提提  要要:1.表面粗糙度轮廓的含义及其对机械零件使用性能的影响；表面粗糙度轮廓的含义及其对机械零件使用性能的影响；2.表面粗糙度轮廓的评定基准及其评定参数；表面粗糙度轮廓的评定基准及其评定参数；3.表面粗糙度轮廓的选用；表面粗糙度轮廓的选用；4.表面粗糙度轮廓在图样上的标注方法；表面粗糙度轮廓在图样上的标注方法；5.表面粗糙度轮廓的检测。

表面粗糙度轮廓的检测2第第5 5章章 表面粗糙度设计与检测表面粗糙度设计与检测 5.1 5.1 概概 述述 5.1.1  表面粗糙度的定义表面粗糙度的定义 实际表面轮廓经实际表面轮廓经轮廓滤波器滤波后分为轮廓滤波器滤波后分为：：3一般按一般按S分：分：S＜＜1mm 为表面粗糙度轮廓为表面粗糙度轮廓；；1≤S≤10mm为表面为表面 波纹度轮廓；波纹度轮廓；S＞＞10mm为为 f形状形状.（宏观形状）宏观形状）表面粗糙度轮廓的产生：表面粗糙度轮廓的产生：(3) 以及机床等工装系统的振动等以及机床等工装系统的振动等2) 切削过程中切屑分离时的塑性变形；切削过程中切屑分离时的塑性变形；(1) 切削后遗留切削后遗留 的刀痕；的刀痕；         表表面面粗粗糙糙度度轮轮廓廓是是指指加加工工后后零零件件表表面面的的微微小小峰峰谷谷高高低低（（Z））程程度度和和间间距（距（S））状况（微观形状）状况（微观形状） 间距间距S高低高低Z41. 对摩擦和磨损的影响对摩擦和磨损的影响 图图5.25.2磨损量与磨损量与RaRa关系曲线关系曲线5.1.2 表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响表面粗糙度轮廓对零件使用性能的影响       但表面不是越光越好。

但表面不是越光越好因因为磨损量还与磨损下来的金属为磨损量还与磨损下来的金属微粒的刻划、润滑油被挤出和微粒的刻划、润滑油被挤出和分子间的吸附作用有关分子间的吸附作用有关        表面粗糙度轮廓对零件表面粗糙度轮廓对零件使用性能及其寿命使用性能及其寿命的影响的影响 较大，尤较大，尤其对在其对在高温、高速和高压高温、高速和高压条件下工作的机械零件影响更大条件下工作的机械零件影响更大        两个粗糙表面的零件接触并有相对运动时，轮廓峰顶间接两个粗糙表面的零件接触并有相对运动时，轮廓峰顶间接触作用就会产生摩擦阻力，使零件磨损触作用就会产生摩擦阻力，使零件磨损零件越粗糙，阻力越零件越粗糙，阻力越大，磨损也越快大，磨损也越快，如图，如图5.2所示      所以特别光滑的表面磨损所以特别光滑的表面磨损量反而中增大量反而中增大52. 对配合性质的影响对配合性质的影响 3. 对抗疲劳强度的影响对抗疲劳强度的影响         表面粗糙度轮廓影响配合性质的稳定性表面粗糙度轮廓影响配合性质的稳定性对间隙配对间隙配合合，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，致使极限，相对运动的表面因粗糙不平而迅速磨损，致使极限增大。

增大对过盈配合对过盈配合，表面轮廓的峰顶在装配时易被挤平，，表面轮廓的峰顶在装配时易被挤平，致使有效过盈减小，使连接强度降低致使有效过盈减小，使连接强度降低        表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径也越小，应表面越粗糙，凹痕越深，波谷的曲率半径也越小，应力越集中特别是零件承受交变负荷时，由于应力集中的力越集中特别是零件承受交变负荷时，由于应力集中的影响，影响，使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏64. 对抗腐蚀性的影响对抗腐蚀性的影响 （如图（如图5.3所示）所示）        另外，对零件结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻另外，对零件结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力、零件的外观质量和测量精度等都有很大影响力、零件的外观质量和测量精度等都有很大影响因此，设因此，设计零件机械精度时，必须提出粗糙度轮廓精度要求计零件机械精度时，必须提出粗糙度轮廓精度要求        粗糙的表面，易使腐蚀性的物质存积在表面的凹谷处，粗糙的表面，易使腐蚀性的物质存积在表面的凹谷处，并渗入到金属内部，发生化学反应，致使腐蚀性加剧并渗入到金属内部，发生化学反应，致使腐蚀性加剧。

        因此，因此，提高表面粗糙的质量，可以增强其抗腐蚀能力提高表面粗糙的质量，可以增强其抗腐蚀能力图图5.35.3粗糙表面腐蚀示意图粗糙表面腐蚀示意图75.2 5.2 表面粗糙度轮廓的评定表面粗糙度轮廓的评定 5.2.1  基本术语基本术语 1. 取样长度取样长度 lr — 测取样长度测取样长度是指测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一是指测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一段段基准线长度基准线长度LrLr至少包含至少包含5 5个以上轮廓峰和谷，其方向与轮个以上轮廓峰和谷，其方向与轮廓走向一致，见图廓走向一致，见图5.45.4所示为什么要规定为什么要规定测取样长度测取样长度lr ？？① ① 为了为了限制或减弱限制或减弱表面表面       波纹度轮廓的影响波纹度轮廓的影响② ② 排除排除形状误差等对表面粗糙度轮廓测量的影响形状误差等对表面粗糙度轮廓测量的影响         加工后零件表面的表面粗糙度轮廓是否满足要求，需加工后零件表面的表面粗糙度轮廓是否满足要求，需进行评定进行评定图图 5.4  取取 样样 长长 度度 lr一般表面越粗糙，取样长度一般表面越粗糙，取样长度 lr 就越大。

就越大82. 评定长度评定长度 ln—一般一般 ln ＝＝  5 lr    ( (连续的连续的) )  评定长度评定长度lnln 是指测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一是指测量或评定表面粗糙度轮廓时规定的一段段最小的测量长度最小的测量长度若被测表面比较均匀时，若被测表面比较均匀时， ln <   5 lr 若被测表面不均匀时，若被测表面不均匀时，ln  >   5 lr  为什么要规定为什么要规定一段最小的一段最小的测量长度测量长度ln ？？         因为表面的峰谷和间距的因为表面的峰谷和间距的不均匀性不均匀性，为了，为了可靠地可靠地反映表面反映表面粗糙度轮廓的特性粗糙度轮廓的特性图图 5.4  取取 样样 长长 度度 lr 和评定长度和评定长度 ln93. 中线中线—— 中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的中线是指具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线基准线 （（图图5.4所示）所示）图图5.4 5.4 取样长度取样长度lr 和评定长度和评定长度ln10在在l r 内，使轮廓上各点至该线的距离内，使轮廓上各点至该线的距离Zi平方和为最小平方和为最小。

                       （见图（见图5.5所示）所示）（（1）轮廓最小二乘中线）轮廓最小二乘中线(m)—图图5.5 5.5 最小二乘中线最小二乘中线ziXZ(x)xlr最小二最小二乘中线乘中线11（（2））轮廓算术平均中线轮廓算术平均中线——XZ(x)lrF1FiF2S1S2Sj算术平均算术平均中线中线        在取样长度在取样长度l r 内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下两部分面积相等的线，见图上、下两部分面积相等的线，见图5.5所示125.2.2  评定参数评定参数 1. 幅度参数（高度参数）幅度参数（高度参数） 在在lr内，纵坐标值内，纵坐标值Z(x)的绝对值的算术平均值的绝对值的算术平均值( (见下图）见下图）1）轮廓的算术平均偏差轮廓的算术平均偏差ZiZ(x)XlrRa算术平均算术平均偏差偏差Ra        GB/T3505从幅度、间距和从幅度、间距和 形状三个方面规定了相应的形状三个方面规定了相应的评定参数评定参数13（（2））轮廓的最大高度轮廓的最大高度 Rz（见图（见图5.6））最大高度最大高度RzZ(x)XlrRz中线中线        轮廓最大高度轮廓最大高度Rz是指在取样长度是指在取样长度lr内内,最大轮廓峰高最大轮廓峰高Zp和最大轮廓谷深和最大轮廓谷深Zv之和。

之和142. 间距参数间距参数 (图图5.7)轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度 Rsm:是指在取样长度是指在取样长度 lr 内，轮廓单元宽度内，轮廓单元宽度Xsi的平均值的平均值轮廓单元轮廓单元:一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合一个轮廓峰和相邻轮廓谷的组合(图图5.7)轮廓单元宽度轮廓单元宽度:中线与一个轮廓单元中线与一个轮廓单元相交线段的长相交线段的长图图 5.7  轮轮 廓廓 单单 元元 宽宽 度度153. 混合参数（形状参数）混合参数（形状参数）          在在给给定定的的轮轮廓廓截截面面高高度度 C上上，，轮轮廓廓的的实实体体材材料料长长度度Ml(C)与评定长度与评定长度ln的比率（图的比率（图5.8）轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rmr(C) —轮廓截面轮廓截面高度高度C:C = Rz %图5.8 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率16表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓评定评定参数共参数共 4个个：：基本参数基本参数     2 个个Ra —轮廓算术平均偏差轮廓算术平均偏差Rz —轮廓最大高度轮廓最大高度 附加参数附加参数(辅助参数辅助参数)      2 个个Rsm — 轮廓单元平均宽度轮廓单元平均宽度 Rmr(c) —轮廓支承长度率轮廓支承长度率175.3 表面粗糙度轮廓的参数数值及其选用表面粗糙度轮廓的参数数值及其选用 5.3.1  表面粗糙度轮廓的参数数值表面粗糙度轮廓的参数数值 表表5.1～～5.5中基本系列摘自中基本系列摘自GB/T1031-2009，补充系列，补充系列摘自其附录。

摘自其附录18199080706050403025201510表表 5 . 4 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rsm(c)(℅) 的数值的数值   ( mm)        选用支承长度率选用支承长度率Rsm(c) 时，必须同时给出轮廓截面高度轮廓截时，必须同时给出轮廓截面高度轮廓截面高度面高度 c可可 用微米或用微米或Rz的百分数表示的百分数表示        Rz 的百分数系列如下：的百分数系列如下：5%、、10%、、15%、、20%、、25%、、30%、、40%、、50%、、60%、、70%、、80%、、90% 20          如果表面粗超度轮廓标注图中没有标注取样长度如果表面粗超度轮廓标注图中没有标注取样长度 lr、、评定评定长度长度 ln 和和传输带传输带，则表示采用默认的，则表示采用默认的 lr、、ln 和传输带和传输带，即皆为，即皆为标准化值，如表标准化值，如表5.5中数值215.3.2 5.3.2 表面粗糙度轮廓参数的选用表面粗糙度轮廓参数的选用 1. .评定参数的选用评定参数的选用 （（1）幅度参数（高度参数））幅度参数（高度参数）的选用的选用 — 即基本参数的选用即基本参数的选用         一般情况下从幅度参数的轮廓算术平均偏差一般情况下从幅度参数的轮廓算术平均偏差 Ra 和轮廓最大高和轮廓最大高度度 Rz 中中任选任选一个。

一个          但一般优先选用轮廓算术平均偏差但一般优先选用轮廓算术平均偏差Ra，，因为它反映表面粗糙度因为它反映表面粗糙度特性的特性的信息量大信息量大和用轮廓仪和用轮廓仪测量容易测量容易 Rz 用于极光滑表面或粗糙用于极光滑表面或粗糙表面表面（（Ra<0.025μm或或Ra>6.3μm），一），一般用双管显微镜测量般用双管显微镜测量 它用于处理部位小，峰谷小或有疲劳强度要求它用于处理部位小，峰谷小或有疲劳强度要求的的零件表面的评定的的零件表面的评定22（（2）间距参数和混合参数的）间距参数和混合参数的选用选用—即附加参数的选用即附加参数的选用         轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度Rsm和轮廓的支承长度率和轮廓的支承长度率Rmr(c)一般不能作一般不能作为独立参数选用，只有少数零件的重要表面，有特殊使用要求时为独立参数选用，只有少数零件的重要表面，有特殊使用要求时,才才附加附加选用选用 Rsm和和 Rmr(c) Rsm —用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时；用于对涂漆性能、抗裂纹和抗腐蚀等有要求时； Rmr(c)—用于对耐磨性和接触刚度等有要求时，但同时要给出轮用于对耐磨性和接触刚度等有要求时，但同时要给出轮廓截面高度廓截面高度C值。

值         由图由图5.9所示，三种表面的轮廓最大高度值相同，而使用质量显所示，三种表面的轮廓最大高度值相同，而使用质量显然不同，由此可见，只用幅度参数不能全面地反映零件表面微观几然不同，由此可见，只用幅度参数不能全面地反映零件表面微观几何形状误差何形状误差图图 5.9  微观形状对表面质量的影响微观形状对表面质量的影响232. 参数值的选用参数值的选用          参数值的选用主要根据功能要求，其次考虑经济性和工参数值的选用主要根据功能要求，其次考虑经济性和工艺的可能性在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可艺的可能性在满足功能要求的前提下，参数的允许值应尽可能选大些能选大些【【除除Rmr(c)外外】】         用类比法初步确定表面粗糙度轮廓后，再根据零件的实际用类比法初步确定表面粗糙度轮廓后，再根据零件的实际情况做适当调整选用时应注意符合以下原则情况做适当调整选用时应注意符合以下原则：：     （（1）同一零件上，工作表面的幅度参数（高度参数）轮廓算）同一零件上，工作表面的幅度参数（高度参数）轮廓算术平均偏差术平均偏差Ra(或轮廓最大高度或轮廓最大高度Rz)值值小于小于非工作表面；非工作表面；   （（2）摩擦表面的轮廓算术平均偏差）摩擦表面的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大高度或轮廓最大高度Rz)值值小于小于非摩擦表面；非摩擦表面；参数值的选用参数值的选用 方法一般根据经验统计资料方法一般根据经验统计资料,用类比法选用。

用类比法选用       参数值首先应从参数值首先应从GB/T1031-2009（表（表5.1~5.5）中选取基本）中选取基本系列，必要时也可选其补充系列系列，必要时也可选其补充系列24     （（4）配合性质要求高的配合表面（如间隙小的配合表面）、）配合性质要求高的配合表面（如间隙小的配合表面）、受重载荷作用的过盈配合表面轮廓算术平均偏差受重载荷作用的过盈配合表面轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最或轮廓最大高度大高度Rz)值都应较小；值都应较小；     （（5）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的重要零件的圆角沟槽表面的轮廓算术平均偏差的重要零件的圆角沟槽表面的轮廓算术平均偏差Ra(或轮廓最大或轮廓最大高度高度Rz)值都应较小；值都应较小；     （（6）） 在确定在确定Ra(或或Rz)值值时，应注意时，应注意与尺寸公差与尺寸公差（（T））和几和几何公差何公差（（t））的协调①① 尺寸公差值越小，几何公差值、表面粗糙度轮廓的尺寸公差值越小，几何公差值、表面粗糙度轮廓的Ra、、Rz 值应越小值应越小 ② ② 同一公差等级时，轴的表面粗糙度轮廓的同一公差等级时，轴的表面粗糙度轮廓的Ra、、Rz值应比值应比          孔小。

孔小     （（3）一般情况过盈配合表面的轮廓算术平均偏差）一般情况过盈配合表面的轮廓算术平均偏差Ra（（或轮或轮廓最大高度廓最大高度Rz））值小于间隙配合的表面；值小于间隙配合的表面；25     （（7）要求防腐蚀、密封性能好或要求外表美观的零件的表）要求防腐蚀、密封性能好或要求外表美观的零件的表面粗糙度轮廓数值应较小面粗糙度轮廓数值应较小    （（8）凡是有关标准对表面粗糙度轮廓要求已有规定（如与）凡是有关标准对表面粗糙度轮廓要求已有规定（如与滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的表面），则应按该标准规定滚动轴承配合的轴颈和外壳孔的表面），则应按该标准规定的表面粗糙度轮廓数值选用的表面粗糙度轮廓数值选用选用时可参考表选用时可参考表5.6～～5.8t ≈ 0.6T 时时，，    Ra≤ 0.05T  ，，    Rz ≤0.3Tt ≈ 0.4T 时时，，    Ra≤ 0.025T ，，    Rz≤0.15Tt ≈ 0.25T 时时，，  Ra≤ 0.012T ，，   Rz≤0.07T 在协调尺寸公差、几何公差和表面粗糙度轮廓时，下在协调尺寸公差、几何公差和表面粗糙度轮廓时，下列关系式供参考：列关系式供参考： ③ ③ 对同一公差等级的不同尺寸的孔或轴，尺寸小的孔或轴的对同一公差等级的不同尺寸的孔或轴，尺寸小的孔或轴的         表面粗糙度轮廓的表面粗糙度轮廓的Ra、、Rz值比大尺寸小一些。

值比大尺寸小一些262728295.4 表面粗糙度凉快符号、代号及其注法表面粗糙度凉快符号、代号及其注法 图样上所标注符号、代号，是该表面完工后的要求图样上所标注符号、代号，是该表面完工后的要求表面粗糙度的标注按表面粗糙度的标注按GB/T131—2006的规定5.4.1 表面粗糙度的符号表面粗糙度的符号  见表见表5.9所示所示305.4.2 表面粗糙度要求标注的内容及其注法表面粗糙度要求标注的内容及其注法1.  表面粗糙度要求标注的内容表面粗糙度要求标注的内容表面粗糙度轮廓表面粗糙度轮廓要求标注的内容：要求标注的内容：表面粗糙度单一要求表面粗糙度单一要求(Ra ,Rz)取样长度取样长度传输带传输带加工工艺加工工艺加工余量等加工余量等补充要求补充要求31       表面粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位表面粗糙度轮廓技术要求在图形中标注的内容注写的位置，见图置，见图5.10所示a  —表面粗糙度轮廓的单一要求，即幅度参数表面粗糙度轮廓的单一要求，即幅度参数Ra、、Rz（（μm）；）；b  — 第二个表面粗糙度轮廓要求第二个表面粗糙度轮廓要求,即附加参数如即附加参数如Rsm (mm)；；c  — 加工方法；加工方法；d— 表面纹理和纹理方向；表面纹理和纹理方向；e—  加工余量（加工余量（mm）。

图图5.10 粗糙度要求注写的位置粗糙度要求注写的位置322. 表面粗糙度轮廓要求在图形中注法表面粗糙度轮廓要求在图形中注法，，见图见图5.11 和表和表5.10所示1)位置位置a处处— 注写表面粗糙度的单一要求，即幅度参数及极限值该要求不注写表面粗糙度的单一要求，即幅度参数及极限值该要求不  (2)                        能省略①① 上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号上限或下限的标注：表示双向极限时应标注上限符号“U”和下限符号和下限符号“ L” 如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略如果同一参数具有双向极限要求，在不引起歧义时，可省略“U”和和“ L” 的标注若为单向下限值，则必需加注若为单向下限值，则必需加注“ L” 图图 5.11 表面粗糙度轮廓单一要求标注示例表面粗糙度轮廓单一要求标注示例33图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例②②  传输带和取样长度的标传输带和取样长度的标注：传输带是指两个滤注：传输带是指两个滤波器的截止波长值之波器的截止波长值之 间间的波长范围的波长范围长波滤波长波滤波器的截止波长值就是取器的截止波长值就是取样长度样长度lr。

传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号传输带的标注时，短波在前，长波在后，并用连字号“—”隔开 在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连在某些情况下，传输带的标注中，只标一个滤波器，也应保留连字号字号“—” ，来区别是短波还是长波来区别是短波还是长波③③参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间参数代号的标注：参数代号标注在传输带或取样长度后，它们之间 ④④                                     用用“/”隔开④④评定长度的标注：如果默认的评定长度评定长度的标注：如果默认的评定长度( 5lr ) 时，可省略标注如时，可省略标注如  ⑤⑤                                    果不等于果不等于5lr时时,则应注出取样长度的个数则应注出取样长度的个数34⑤⑤ 极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如图极限值判断规则和极限值的标注：极限值判断规则的标注如图5.11中所示上限为中所示上限为“16％规则％规则”，下限为，下限为“最大规则最大规则” 为了避免误解，为了避免误解，在参数代号和极限值之间插入在参数代号和极限值之间插入一个空格。

一个空格图5.11 表面粗糙度的单一要求标注示例35(2)  位置位置b处处—注写第二个（附加参数）表面粗糙度轮廓要求注写第二个（附加参数）表面粗糙度轮廓要求3)  位置位置c处处—注写加工方法注写加工方法4)  位置位置d处处—注写注写 所要求的表面纹理和纹理方向，如表所要求的表面纹理和纹理方向，如表5.11所示5)  位置位置d处处—注写注写 所要求的加工余量（所要求的加工余量（mm）363738395.4.3 表面粗糙度轮廓要求在图样上的标注方法表面粗糙度轮廓要求在图样上的标注方法        表面粗糙度轮廓要求对零件的每一个表面一般只标注一次，表面粗糙度轮廓要求对零件的每一个表面一般只标注一次，并尽可能标注在相应的尺寸及其公差的同一视图上并尽可能标注在相应的尺寸及其公差的同一视图上表面粗糙度轮廓要求在图样上的标注方法见表表面粗糙度轮廓要求在图样上的标注方法见表5.12所示40不续表5.124142续表5.124344续表5.1245表面粗糙度轮廓技术要求标注的总结表面粗糙度轮廓技术要求标注的总结一、表面粗糙度轮廓标注的图形符号一、表面粗糙度轮廓标注的图形符号基本图形符号基本图形符号扩展扩展图形符号扩展图形符号加加一一横横线线完整图形符号完整图形符号加加一一圆圆特殊图形符号特殊图形符号46二、表面粗糙度轮廓技术要求在图形中的标注二、表面粗糙度轮廓技术要求在图形中的标注1.  标注位置标注位置a  —第一个表面粗糙度轮廓第一个表面粗糙度轮廓 ( Ra、、Rz) 要求（要求（μm）；）；b  — 第二个表面粗糙度轮廓第二个表面粗糙度轮廓 (Rsm、、Rmr )要求要求；；c  — 加工方法；加工方法；d— 表面纹理和纹理方向；表面纹理和纹理方向；e—  加工余量（加工余量（mm）。

图图5.10 粗糙度要求的注写的为位置粗糙度要求的注写的为位置2.  表面粗糙度轮廓参数值的标注表面粗糙度轮廓参数值的标注（（1）只标一个参数值）只标一个参数值①① 默认为上限值默认为上限值,如右图如右图1、、2②②   若为下限值时，若为下限值时，       必须标注必须标注“L”,如右图如右图3Ra  3.2图图  1Rz  1.6图图  2图图 347（（2）同时标注上、下限）同时标注上、下限①①  需要标注需要标注 “U”、，、，“L”,如右图如右图4所示②②  不会引起误解时，可省略标不会引起误解时，可省略标      注注“U”、、 “L”，，如右图如右图5所示3. 极限值判断规则的标注极限值判断规则的标注(1)   16%规则规则(复习其含义复习其含义)  ，，  其标注如下图所示（默认）其标注如下图所示（默认）URa  6.3LRz 3.2图图  4Rz  3.2Rz 1.6图图  5Ra  3.2图图  6Rz  3.2Rz 1.6图图 7URa  6.3LRz 3.2图图 8图图 948（2））  最大规则最大规则(复习其含义复习其含义)  ，，  其标注如下图所示。

其标注如下图所示4、传输带、取样长度和评定长度的标注、传输带、取样长度和评定长度的标注（（1）在图中未标注传输带、取样长度和评定长度的，则默认为采用标准化值（表）在图中未标注传输带、取样长度和评定长度的，则默认为采用标准化值（表5.5））例如下图所示：例如下图所示：图图 10图图 11属于什么规则？属于什么规则？Ra  3.2图图 12图图 13URa  6.3LRz 3.2图图 14图图 15图图 1649（（2）需要标注）需要标注传输带、取样长度和评定长度数值传输带、取样长度和评定长度数值的的 , 例如下图例如下图17、、18 所示：所示： 5、表面纹理的标注，见表、表面纹理的标注，见表5.11所示所示例如下图例如下图19所示所示其含义如下图其含义如下图20所示所示图图17图图18传输带为传输带为0.008—0.8mm,lr = 0.8 mmln = 5lr = 4.0 mm(默认默认)传输带传输带λs为为 默认默认，，λc=0.8mm,lr = 0.8 mmln = 3lr =2.4 mmRz  3.2——图图19图图20纹理方向平纹理方向平行于视图所行于视图所在的投影面在的投影面506、附加评定参数、加工方法和加工余量的标注、附加评定参数、加工方法和加工余量的标注（（1）附加评定参数的标注，如图）附加评定参数的标注，如图21所示所示（（2）加工方法和加工余量的标注）加工方法和加工余量的标注,          如图如图22所示所示URa  6.3LRz 3.2Rsm 0.05图图21图图22Rz  3.2——2车车轮廓单元的平均宽度轮廓单元的平均宽度为为0.05mm加工余量为加工余量为2mm加工方法为加工方法为车削车削51三、表面粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法三、表面粗糙度轮廓要求在零件图上的标注方法1.一般规定一般规定（（1）对零件的每一表面）对零件的每一表面一般只标注一次一般只标注一次，并尽可能标注在相应尺寸及其，并尽可能标注在相应尺寸及其          极限偏差的极限偏差的同一视图上同一视图上。

2）除非另有说明，所标注的表面粗糙度轮廓要求是对）除非另有说明，所标注的表面粗糙度轮廓要求是对完工零件表面完工零件表面3）粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与）粗糙度的符号和数字的注写和读取方向应与尺寸的注写和读取方向一致尺寸的注写和读取方向一致4）粗糙度的符号的尖端必须）粗糙度的符号的尖端必须 从材料外指向并接触零件表面从材料外指向并接触零件表面       下面以表面粗糙度轮廓的下面以表面粗糙度轮廓的幅度参数为例说明在零件图上的标注方法幅度参数为例说明在零件图上的标注方法，其他，其他技术要求为默认采用标准化值技术要求为默认采用标准化值2.  通用的标注方法通用的标注方法（（1）代号注写和读取方向的标注方法）代号注写和读取方向的标注方法,如图如图22所示所示 —— 与与尺寸的注写和读取方向一致尺寸的注写和读取方向一致图图 2352（（2））  代号的标注方法代号的标注方法①①  标注在轮廓线或其延长线上和用箭头或带黑点标注在轮廓线或其延长线上和用箭头或带黑点(位于可见表面上位于可见表面上)的指引线上，的指引线上，       如图如图24 ~ 图图27 所示所示 图图 24图图 25图图 27图图 2653②②  在不引起误解的前提下，可标注在特征尺寸线上，如图在不引起误解的前提下，可标注在特征尺寸线上，如图28、、29 所示。

所示③③  可标注在可标注在 几何公差框格的上方，如图几何公差框格的上方，如图30所示图图30图图 29Ra 6.3Φ50h7Φ 50H8Ra 12.5图图 28④④ 标注在标注在 几何公差框格上面注出了特征尺寸的上方几何公差框格上面注出了特征尺寸的上方, 如图如图31所示    图图31这两种标注的含这两种标注的含义是什么？义是什么？543.  简化标注简化标注（（1）） 某些表面有相同的表面粗糙度轮廓技术要求时某些表面有相同的表面粗糙度轮廓技术要求时,相同要求的相同要求的 标注在标题栏附近，标注在标题栏附近，            如图如图32所示图图32(2)  某零件全部表面有相同的表面粗糙度轮廓技术要求的标注，如图某零件全部表面有相同的表面粗糙度轮廓技术要求的标注，如图 33 所示图图33=Ra 12.5(3)  对多个表面有相同表面粗糙对多个表面有相同表面粗糙度轮廓的技术要求或在图纸空间度轮廓的技术要求或在图纸空间有限时的简化标注，如图有限时的简化标注，如图34所示图图  3 455（（4）） 当图样上某个视图构成封闭的轮廓，并各表面具有相同的表当图样上某个视图构成封闭的轮廓，并各表面具有相同的表           面面 粗糙度轮廓技术要求时，用特殊符号标注，如图粗糙度轮廓技术要求时，用特殊符号标注，如图35所示。

所示 图图 35（（a)  特殊符号特殊符号Ra 12.5(b)  标注示例标注示例此标注只包括上、下和左、右四个表此标注只包括上、下和左、右四个表面，不包括前、后两个表面面，不包括前、后两个表面564、、 综合标注示例综合标注示例    （（1）） 图图12.3为减速器输出轴的零件图，其上标注了尺寸及其公差带代号、几何公差和为减速器输出轴的零件图，其上标注了尺寸及其公差带代号、几何公差和表面粗糙度轮廓要求表面粗糙度轮廓要求57（（2）） 图图12.2为减速器齿轮的零件图，其上标注了尺寸及其公差带代号、几何公差和为减速器齿轮的零件图，其上标注了尺寸及其公差带代号、几何公差和表面粗糙度轮廓要求表面粗糙度轮廓要求585.5 表面粗糙度轮廓的检测表面粗糙度轮廓的检测        对于表面粗糙度轮廓的，对于表面粗糙度轮廓的，若未指定测量截面的方向时，则应若未指定测量截面的方向时，则应在幅度参数最大值的方向上进行测量在幅度参数最大值的方向上进行测量测量表面粗糙度轮廓所用测量表面粗糙度轮廓所用的计量器具和操作方法参阅实验指导书的计量器具和操作方法参阅实验指导书     表面粗糙度轮廓的检测方法主要有：表面粗糙度轮廓的检测方法主要有：1. 比较法比较法           比较法比较法是将被测表面与已知其评定参数值的粗糙度样板相比是将被测表面与已知其评定参数值的粗糙度样板相比较较 。

如被测表面精度较高时，可借助于放大镜、比较显微镜进行如被测表面精度较高时，可借助于放大镜、比较显微镜进行比较以提高检测精度比较以提高检测精度       比较法简单实用，适合车间条件下判断比较粗糙的表面比较法简单实用，适合车间条件下判断比较粗糙的表面比较法的判断准确程度与检验人员的技术熟练程度有关比较法的判断准确程度与检验人员的技术熟练程度有关592. 光切法光切法   光切法光切法 是利用是利用“光切原理光切原理 ”测量表面粗糙度轮廓的方法测量表面粗糙度轮廓的方法光切原理示意图如图光切原理示意图如图5.12所示图图 5.12图图 5.121—光源；光源；2—聚光镜；聚光镜；3—狭缝狭缝4—工作表面；工作表面；5—物镜；物镜；6—分划板分划板7—目镜图图 5.12       (1)  由光源由光源 1发出的光线经狭缝发出的光线经狭缝3后形成一个光带光带与后形成一个光带光带与被测表面成被测表面成45°方向方向A相截如相截如图（（a）所示，被）所示，被测表面表面轮廓影像沿廓影像沿B方向反射后由目方向反射后由目镜中中观察到察到图（（b）所示601—光源；光源；2—聚光镜；聚光镜；3—狭缝狭缝4—工作表面；工作表面；5—物镜；物镜；6—分划板分划板7—目镜。

目镜图图 5.12(2) 光切法的光路系统如图光切法的光路系统如图5.12（（c）所示光源光源1→→聚光聚光镜2 → 狭缝狭缝3 →物镜物镜5以以45°方向方向→工件表面工件表面4，形成一窄细，形成一窄细光带        光带边缘的形状光带边缘的形状为光束与工件表为光束与工件表面的交线，面的交线，也就是工件在也就是工件在45°截面上截面上的的轮廓形状廓形状轮廓的波峰在廓的波峰在S1点反射，点反射，波谷在波谷在S2点反射点反射 →物镜物镜5，分别成像，分别成像在分划板在分划板6上的上的S“1 和和  S”2点其峰、点其峰、谷影像高度差为谷影像高度差为h“测出此出此值，按定，按定义可可测出出评定参数定参数Rz的数的数值        按光切法原理设计制造的表面粗糙度轮廓测量的仪器为光按光切法原理设计制造的表面粗糙度轮廓测量的仪器为光切显微镜（或称双管显微镜），其测量范围切显微镜（或称双管显微镜），其测量范围Rz为为0.8~80μm见赵熙萍主编见赵熙萍主编《《实验指导书与课程大作业实验指导书与课程大作业》》实验实验4.1613. 针描法针描法          针描法针描法 是利用仪器的触针在被测表面上轻轻地划过，被测是利用仪器的触针在被测表面上轻轻地划过，被测表面的表面粗糙度轮廓将使触针作垂直方向的位移，表面的表面粗糙度轮廓将使触针作垂直方向的位移， 再通过传再通过传感器把位移转换成电量，经信号放大后输入计算机，在计算机的感器把位移转换成电量，经信号放大后输入计算机，在计算机的显示器上可以读出被测表面粗糙度轮廓的评定参数值。

显示器上可以读出被测表面粗糙度轮廓的评定参数值也可以由记录器绘制出被测表面粗糙度轮廓的误差图形也可以由记录器绘制出被测表面粗糙度轮廓的误差图形针描法测量原理见图针描法测量原理见图5.13所示  图图5.13 针描法测量原理示意图针描法测量原理示意图        轮廓仪轮廓仪就是按针描法原理设计就是按针描法原理设计制造的表面粗糙度测量仪制造的表面粗糙度测量仪        轮廓仪可以测量轮廓仪可以测量 Ra、、Rz、、Rsm 等多个参数值等多个参数值根据转换原理的不同，有电感式、根据转换原理的不同，有电感式、电容式和压电式的轮廓仪电容式和压电式的轮廓仪        除上述的轮廓仪外，还有除上述的轮廓仪外，还有光学触针轮廓仪光学触针轮廓仪，它是非接触测，它是非接触测量，可以防止划伤零件表面这种仪器通常直接显示量，可以防止划伤零件表面这种仪器通常直接显示Ra值624. 干涉法干涉法  干涉法干涉法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度轮廓的方法是利用光波干涉原理测量表面粗糙度轮廓的方法    干涉显微镜干涉显微镜就是根据干涉原理设计制造的测量表面粗糙度就是根据干涉原理设计制造的测量表面粗糙度轮廓的仪器。

轮廓的仪器该仪器可以按定义测出该仪器可以按定义测出Rz值值,其测量范围为其测量范围为 0.025~0.8μm        具体内容见赵熙萍主编具体内容见赵熙萍主编《《实验指导书与课程大作业实验指导书与课程大作业》》实验实验4.2干涉显微镜的光路系统图如图干涉显微镜的光路系统图如图5.14所示，见下页所示，见下页63光源光源1平面镜平面镜5向上向上分光分光镜镜9向上向上被测表面被测表面18       返回返回向左向左参考镜参考镜13返回返回图图 5.14两束光线会合后形成一组干涉条纹两束光线会合后形成一组干涉条纹       干涉条纹的弯曲程度反映了被干涉条纹的弯曲程度反映了被测表面不平度的状况，如图测表面不平度的状况，如图5.14（（b）所示图图5.14（（b））645. 激光反射法激光反射法         激光反射法激光反射法的基本原理是激光束以一定的角度照射到被测的基本原理是激光束以一定的角度照射到被测表面，除了一部分光被吸收外，大部分被反射和散射反射光表面，除了一部分光被吸收外，大部分被反射和散射反射光和散射光的强度及其分布与被照射表面的粗糙度状况有关和散射光的强度及其分布与被照射表面的粗糙度状况有关。

       通常，通常， 反射光较为集中形成明亮的光斑，散射光则分布在反射光较为集中形成明亮的光斑，散射光则分布在光斑周围形成较弱的光带较为光洁的表面，光斑较强、光带光斑周围形成较弱的光带较为光洁的表面，光斑较强、光带较弱且宽度较小较为粗糙的表面，则光斑较弱，光带较强且较弱且宽度较小较为粗糙的表面，则光斑较弱，光带较强且宽度较大宽度较大6. 激光全息法激光全息法         激光全息法激光全息法的基本原理是以激光照射被测表面，利用相干的基本原理是以激光照射被测表面，利用相干辐射，拍摄被测表面的全息照片，即一组表面轮廓的干涉图形，辐射，拍摄被测表面的全息照片，即一组表面轮廓的干涉图形，然后用硅光电池测量黑白条纹的强度分布，测出黑白条纹的反然后用硅光电池测量黑白条纹的强度分布，测出黑白条纹的反差比，从而评定被测表面粗糙度轮廓的粗糙程度当激光波长差比，从而评定被测表面粗糙度轮廓的粗糙程度当激光波长λλ=632.8nm=632.8nm时，其测量范围为时，其测量范围为0.050.05至至0.8μm0.8μm657. 印模法印模法         印模法印模法是用塑性材料将被测表面复制下来，然后再对印模是用塑性材料将被测表面复制下来，然后再对印模模进行测量。

模进行测量         常用的常用的印模材料印模材料有川蜡、石蜡、赛璐璐和低熔点合金等由有川蜡、石蜡、赛璐璐和低熔点合金等由于印模材料不可能完全填满被测表面的谷底于印模材料不可能完全填满被测表面的谷底 ，取下印模时又会使，取下印模时又会使波峰被破坏，因此测出的幅度参数值通常比被测表面的幅度参数波峰被破坏，因此测出的幅度参数值通常比被测表面的幅度参数值要小些，应根据实验结果进行修正值要小些，应根据实验结果进行修正 印模法适用于印模法适用于内表面内表面的粗糙度的检测的粗糙度的检测8. 三维几何表面测量三维几何表面测量       表面粗糙度轮廓的一维和二维的测量，不能表征整个表面表面粗糙度轮廓的一维和二维的测量，不能表征整个表面 不不平度的几何特征只有用三维评定参数才能真实地反映被测表面平度的几何特征只有用三维评定参数才能真实地反映被测表面的实际特征目前，国内外都在研究开发三维几何表面测量技术的实际特征目前，国内外都在研究开发三维几何表面测量技术现已将光纤法、微波法和电子显微镜等测量方法应用于三维几何现已将光纤法、微波法和电子显微镜等测量方法应用于三维几何表面测量表面测量 66 1. 为什么要规定取样长度为什么要规定取样长度 lr？？ 2.  表面粗糙度的评定参数有几个？表面粗糙度的评定参数有几个？ 3.表面粗糙度标注的图形符号有几种及其含义表面粗糙度标注的图形符号有几种及其含义   是什么？是什么？     课堂练习课堂练习评定长度评定长度 ln 和中线？和中线？其名称和代号是什么？其名称和代号是什么？67  4. 试将下列要求标在图上：试将下列要求标在图上：(1) 大端圆柱面：尺寸要求为大端圆柱面：尺寸要求为φ４４5 h7 mm ，，并采用包容要求并采用包容要求，表面粗糙度值表面粗糙度值ＲＲa的上限值为的上限值为0.8μｍ；ｍ；（（2））小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴小端圆柱面轴线对大端圆柱面轴线的同轴           度公差为度公差为Φ30μｍ；ｍ；(3)  小端圆柱面：尺寸为小端圆柱面：尺寸为φ25±±0.007mm，，圆度公差为圆度公差为0.01mm，，Rz的的 最大值为最大值为1.6μm，，其余表面其余表面ＲＲa 的上限的上限值均为值均为6.3μｍｍ。

68作业作业: :思考题思考题2、、4、、7 ,作业题作业题 1、、2、、 3、、4本章重点本章重点:1.表面粗糙度定义及其对机械零件使用性能的影响；表面粗糙度定义及其对机械零件使用性能的影响；2.传输带、传输带、取样长度、评定长度和最小二乘中线的概取样长度、评定长度和最小二乘中线的概    念；念；3.表面粗糙度评定参数的名称、代号及其在图样上的表面粗糙度评定参数的名称、代号及其在图样上的     标注方法，必须要掌握基本参数的名称、代号和标标注方法，必须要掌握基本参数的名称、代号和标     注方法；注方法；4.表面粗糙度的选用，表面粗糙度与尺寸公差和形状表面粗糙度的选用，表面粗糙度与尺寸公差和形状   公差之间的关系；公差之间的关系；5.掌握掌握Ra和和Rz的测量方法的测量方法69作业题解释作业题解释：1.解释图解释图5.15中标注的中标注的各表面粗糙度要求各表面粗糙度要求的含义图图  5.15作业题作业题1图图 702. 用类比法分别确定Φ50t5和ΦT6配合表面 Ra的上限值表5.7）解：由表5.7得 Φ50t5：Ra≤0.2μm； Φ50T6：Ra≤0.4μm。

71   3. 在一般情况下，在一般情况下，Φ40H7和和Φ6H7、、Φ40H6／／f5和和Φ40H6／／s5相比，其表面何者精度要求高？相比，其表面何者精度要求高？解解：（：（1）一般情况下，）一般情况下，Φ40H7孔表面粗糙度精度孔表面粗糙度精度要求比要求比Φ6H7孔表面低些，即孔表面低些，即 Φ40H7孔表面的孔表面的Ra或或Rz值大于值大于Φ6H7孔孔 表面；表面；    （（2））一般情况下，一般情况下，Φ40H6／／f5配合表面粗糙度精配合表面粗糙度精度要求比度要求比Φ40H6／／s5配合配合 表面低些，即表面低些，即Φ40H6／／f5配合表面的配合表面的Ra或或Rz值大于值大于Φ6H/s5 表面72lrilr1lr2lr3lr4最高点（格）438453516541458461518540452451518538449448520536467460521537最低点（格）461468534546460474533546477472530550477471526558478458526552     4. 用双管显微镜测量表面糙度，测得数据如表用双管显微镜测量表面糙度，测得数据如表5.13所示所示 。

目镜测微计的分度值目镜测微计的分度值 i＝＝0.6μm，，求求Rz＝＝？？Rz = （（Rz1+ Rz2+ Rz3+ Rz4）／）／4  ×i      ≈16μm73（（5）其余表面的表面粗糙度轮廓参）其余表面的表面粗糙度轮廓参Ra的最大值为的最大值为25μm            5. 参看带孔齿坯图参看带孔齿坯图 5.16，试将下列的表面粗糙度轮廓的技术要求标注在图上（未，试将下列的表面粗糙度轮廓的技术要求标注在图上（未指明要求的项目皆为默认的标准化值）指明要求的项目皆为默认的标准化值）1）齿顶圆）齿顶圆a的表面粗糙度轮廓幅度参数的表面粗糙度轮廓幅度参数Ra的上限值为的上限值为2μm；；（（2）齿坯的两端面）齿坯的两端面b和和c的表面粗糙度参数的表面粗糙度参数Ra的最大值为的最大值为3.2μm；；      （（3））φ30孔最后一道工序为拉削加工，表面粗糙度轮廓幅度参数孔最后一道工序为拉削加工，表面粗糙度轮廓幅度参数 Rz 的上限值为的上限值为2.5um，并注出加工纹理方向；，并注出加工纹理方向；（（4）尺寸为）尺寸为8±0.018键槽两侧面表面粗糙度轮廓参数键槽两侧面表面粗糙度轮廓参数Ra的上限值为的上限值为3.2μm，键槽，键槽        底面底面Ra的上限值为的上限值为6.3μm ；；图图5.1674759080706050403025201510表表 5 . 4 轮廓的支承长度率轮廓的支承长度率Rsm(c)(℅) 的数值的数值   ( mm)        选用支承长度率选用支承长度率Rsm(c) 时，必须同时给出轮廓截面高度。

轮廓截时，必须同时给出轮廓截面高度轮廓截面高度面高度 c可可 用微米或用微米或Rz的百分数表示的百分数表示        Rz 的百分数系列如下：的百分数系列如下：5%、、10%、、15%、、20%、、25%、、30%、、40%、、50%、、60%、、70%、、80%、、90% 7677。