表面粗糙度及測(cè)量項(xiàng)目七主講：郭新民任務(wù)一表面粗糙度的術(shù)語(yǔ)表面粗糙度也稱表面粗糙度輪廓，它是指在機(jī)械加工或通過(guò)鑄、鍛、沖壓、熱軋、冷軋等工藝方法獲得的零件表面上存在的具有較小間距的峰、谷組成的微觀幾何形狀誤差。

一般波距λ小于1mm的屬于表面粗糙度，波距λ在1~10mm的屬于表面波紋度，波距λ大于10mm的屬于表面形狀誤差。一、表面粗糙度概念5.對(duì)耐腐蝕性能的影響

粗糙的表面容易使腐蝕性物質(zhì)附著于零件表面零件表面的腐蝕。二、表面粗糙度對(duì)零件使用性能的影響1.對(duì)耐磨性的影響一般表面越粗糙，表面磨損就越快。但表面過(guò)于光滑，也會(huì)使磨損加劇。2.對(duì)配合性質(zhì)的影響

改變了原有的配合性質(zhì)3.對(duì)抗疲勞強(qiáng)度的影響

零件表面越粗糙，凹痕越深，易產(chǎn)生應(yīng)力集中，疲勞強(qiáng)度就降低。4.對(duì)接觸剛度的影響

表面越粗糙，實(shí)際接觸面積越小，容易產(chǎn)生局部的塑性變形，接觸剛度降低。1.輪廓的算術(shù)平均偏差Ra（幅度參數(shù)）輪廓的算術(shù)平均偏差是指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，輪廓上各點(diǎn)至基準(zhǔn)中線的距離即縱坐標(biāo)Z(x)的絕對(duì)值的算術(shù)平均值,用符號(hào)Ra表示，即近似表示為二、表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)在評(píng)定表面粗糙度輪廓時(shí)常用：幅度參數(shù)（也稱高度參數(shù)）

間距參數(shù)2.輪廓最大高度Rz（幅度參數(shù)）輪廓的最大高度是指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，最大輪廓峰高Zp和最大輪廓谷深Zv之和的高度，用公式表示為

Rz=Zpmax+Zvmax3.輪廓單元的平均寬度Rsm（間距參數(shù)）輪廓單元的平均寬度用于表示表面輪廓上的微小峰、谷的間距特性。

輪廓單元寬度和輪廓單元平均寬度表面粗糙度的參數(shù)值表面粗糙度的參數(shù)值已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。設(shè)計(jì)時(shí)表面輪廓參數(shù)值應(yīng)選擇表中的數(shù)值。0.0120.050.20.83.212.5500.0250.10.41.66.325100輪廓的算術(shù)平均偏差Ra

0.0250.21.612.51008000.050.43.22520016000.10.86.350400輪廓最大高度Rz

表面粗糙度的幅度、間距評(píng)定參數(shù)中，最常用的是幅度參數(shù)。Ra參數(shù)能充分反映表面微觀幾何形狀高度方面的特性，且Ra值用觸針式電動(dòng)輪廓儀測(cè)量比較簡(jiǎn)便，普遍采用Ra作為評(píng)定參數(shù)。Rz參數(shù)雖不如Ra參數(shù)反映的幾何特性準(zhǔn)確、全面，但Rz的概念簡(jiǎn)單，測(cè)量也很簡(jiǎn)便。Rz與Ra聯(lián)用，可以評(píng)定某些不允許出現(xiàn)較大加工痕跡和受交變應(yīng)力作用的表面，尤其當(dāng)被測(cè)表面面積很小，不宜采用Ra評(píng)定時(shí)，常采用Rz參數(shù)任務(wù)二表面粗糙度的選用及標(biāo)注一、表面粗糙度評(píng)定參數(shù)選用原則選用表面粗糙度參數(shù)值總的原則是：

在滿足功能要求的前提下顧及經(jīng)濟(jì)性，使參數(shù)的允許值盡可能大。具體選用時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）同一零件上，工作表面的表面粗糙度值應(yīng)比非工作表面小。（2）摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比非摩擦表面小；滾動(dòng)摩擦表面的表面粗糙度值應(yīng)比滑動(dòng)摩擦表面小。二、表面粗糙度數(shù)值的選用（6）密封性、耐腐蝕性要求較高的表面，表面粗糙度數(shù)值應(yīng)小些。（3）運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大的表面，受交變應(yīng)力作用的重要零件的圓角、溝槽表面的表面粗糙度值都應(yīng)該小。（4）配合性質(zhì)要求越穩(wěn)定，其配合表面的表面粗糙度值應(yīng)越?。慌浜闲再|(zhì)相同時(shí)，小尺寸結(jié)合面的表面粗糙度值應(yīng)比大尺寸結(jié)合面??；同一公差等級(jí)時(shí)，軸的表面粗糙度值應(yīng)比孔的小。（5）表面粗糙度參數(shù)值應(yīng)與尺寸公差及形狀公差相協(xié)調(diào)。一般來(lái)說(shuō)，尺寸公差和形狀公差小的表面，其表面粗糙度值也應(yīng)小。即尺寸公差等級(jí)高，表面粗糙度要求也高。但尺寸公差等級(jí)低的表面，其表面粗糙度要求不一定也低。如機(jī)床手輪的表面，印刷機(jī)滾筒等對(duì)尺寸精度的要求不高，但卻要求表面光滑。1.表面粗糙度的符號(hào)（圖樣上所標(biāo)注的表面粗糙度符號(hào)有五種）基本圖形符號(hào)，表示表面可用任何方法獲得。當(dāng)不加注表面粗糙度參數(shù)值或有關(guān)說(shuō)明時(shí)，僅適用于簡(jiǎn)化代號(hào)標(biāo)注擴(kuò)展圖形符號(hào)，表示表面用去除材料方法獲得。例如車、銑、刨、磨、鉆、拋光、電火花加工等三、表面粗糙度的標(biāo)注用于標(biāo)注有關(guān)參數(shù)和說(shuō)明表示圖樣構(gòu)成封閉的所有表面具有相同的表面粗糙度要求擴(kuò)展圖形符號(hào)，表示用表面用不去除材料的方法獲得。例如鑄、鍛、沖壓等；或者用于保持原供應(yīng)狀況的表面（包括保持上道工序的狀況）2.表面粗糙度代號(hào)在表面粗糙度的符號(hào)的基礎(chǔ)上，注出其他表面特征符合及數(shù)值，即構(gòu)成為表面粗糙度代號(hào)。位置a~e分別注寫(xiě)以下內(nèi)容：（1）位置a注寫(xiě)表面粗糙度的單一要求。

表面粗糙度Ra的上限值為3.2μm2.表面粗糙度代號(hào)（2）位置a和b

注寫(xiě)兩個(gè)或多個(gè)表面粗糙度要求。一般在位置a注寫(xiě)第一個(gè)表面粗糙度要求。在位置b注寫(xiě)第二個(gè)表面粗糙度要求。表面粗糙度Ra的上限值為3.2μm，下限值為1.6μm表面粗糙度Ra的上限值為3.2μm，Rz的上限值為1.6μm（3）位置c注寫(xiě)加工方法、表面處理、涂層或其他加工工藝要求等。如車、磨、鍍等加工表面。（4）位置d注寫(xiě)表面紋理和方向。注寫(xiě)所要求的表面紋理和方向，表面紋理方向。限定表面加工方法為銑削加工（5）位置e注寫(xiě)加工余量。注寫(xiě)所要求的加工余量，以毫米為單位給出數(shù)值。

加工余量為3mm代號(hào)含義表面粗糙度代號(hào)的具體標(biāo)注示例表面粗糙度代號(hào)標(biāo)注示例及含義（GB/T131-2006）

表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為1.6μm表示用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Rz的上限值為0.4μm表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Rz的最大值為0.2μm表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為3.2μm，

Ra的下限值為1.6μm表示用不去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的最大值為3.2μm，

Ra的下限值為0.8μm3.表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注方法（1）表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)的標(biāo)注位置與方向表面粗糙度的注寫(xiě)和讀取方向與尺寸的注寫(xiě)和讀取方向一致，如圖所示。（2）標(biāo)注在輪廓線上或指引線上表面粗糙度要求可標(biāo)注在零件輪廓線或其延長(zhǎng)線上，其符號(hào)應(yīng)從材料外指向并接觸表面。必要時(shí)，表面粗糙度符號(hào)也可用帶箭頭或黑點(diǎn)的指引線引出標(biāo)注，如圖所示。圖7-8表面粗糙度標(biāo)注在輪廓線或延長(zhǎng)線上或指引線上（3）在不致引起誤解時(shí)標(biāo)注在特征尺寸的尺寸線上或形位公差的框格上如圖所示。（4）圓柱和棱柱表面的表面粗糙度要求只標(biāo)注一次，如果每個(gè)棱柱表面有不同的表面粗糙度要求，則應(yīng)分別單獨(dú)標(biāo)注，如圖a所示。（5）螺紋工作表面沒(méi)有畫(huà)出牙型時(shí)，標(biāo)注方法如圖b所示

ab（6）中心孔的工作表面，鍵槽工作表面、圓角、倒角的表面粗糙度代號(hào)標(biāo)注如圖所示4.表面粗糙度的簡(jiǎn)化標(biāo)注（1）有相同表面粗糙度要求的簡(jiǎn)化注法（2）多個(gè)表面有共同要求的注法5.兩種或多種工藝獲得的同一表面的標(biāo)注由幾種不同的工藝方法獲得的同一表面，當(dāng)需要明確每種工藝方法的表面粗糙度要求時(shí)，可按下圖進(jìn)行標(biāo)注。

任務(wù)三、表面粗糙度檢測(cè)零件表面粗糙度的檢測(cè)方法1、比較法比較法是用已知其高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被測(cè)表面相比較，通過(guò)肉眼觀察、手動(dòng)觸摸，亦可借助放大鏡、顯微鏡來(lái)判斷被測(cè)表面粗糙度的一種檢測(cè)方法。比較法具有簡(jiǎn)單易行的優(yōu)點(diǎn)，適合在車間使用。缺點(diǎn)是評(píng)定的可能性很大程度上取決于檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，僅適用于評(píng)定表面粗糙度要求不高的工件。2、光切法光切法是利用“光切原理”來(lái)測(cè)量零件表面粗糙度的方法。光切顯微鏡（又稱雙管顯微鏡）就是應(yīng)用這一原理設(shè)計(jì)而成的，如右圖所示。它適于測(cè)量Rz值，測(cè)量范圍一般為0.5~60μm。3、顯微干涉法干涉法是利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的一種方法。采用光波干涉原理制成的量?jī)x為干涉顯微鏡，如圖所示。它通常用于測(cè)量極光滑表面的Rz值，其測(cè)量范圍為0.025~0.8μm。

4、針描法針描法又稱輪廓法，是指利用儀器的觸針與被測(cè)表面接觸，并使觸針沿工件表面輕輕滑動(dòng)來(lái)測(cè)量表面粗糙度的一種檢測(cè)方法。常用的儀器是電動(dòng)輪廓儀，如圖所示。針描法測(cè)量迅速方便，測(cè)量精度高，并能直接讀出參數(shù)值Ra，能測(cè)量平面、內(nèi)外圓柱面、圓錐面、球面、曲面以及小孔、溝槽等工件的表面粗糙度，故應(yīng)用廣泛。但由于觸針要與被測(cè)表面可靠接觸，且需要一定的測(cè)量力，當(dāng)工件材料較軟或表面粗糙度較小時(shí)，在被測(cè)表面上容易產(chǎn)生劃痕

零件檢測(cè)案例：檢測(cè)如圖所示零件的表面粗糙度。一、比較法檢測(cè)表面粗糙度1.檢測(cè)器材：工件、表面粗糙度樣塊2.檢測(cè)步驟：1）視覺(jué)比較：將被測(cè)工件表面與表面粗糙度樣塊放在一起，用肉眼從各個(gè)方向觀察比較，根據(jù)兩個(gè)表面反射光線的強(qiáng)弱與顏色，判斷工件被測(cè)表面與哪一個(gè)樣塊相近，則工件被測(cè)表面的粗糙度值即為該樣塊的粗糙度值。2）觸覺(jué)比較：將手洗干凈，用手指或指甲觸摸被測(cè)工件表面和表面粗糙度樣塊，憑手觸摸兩者的感覺(jué)進(jìn)行比較，若感覺(jué)工件表面與哪一個(gè)樣塊一致或接近，則工件被測(cè)表面的粗糙度值即為該樣塊的粗糙度值。3）將檢測(cè)結(jié)果填入表7-9中。二、針描法檢測(cè)表面粗糙度1.檢測(cè)器材：工件、手持式表面粗糙度儀2.檢測(cè)步驟：1）校準(zhǔn)儀器精度

首先打開(kāi)手持式粗糙度儀，再將測(cè)量探針?lè)胖糜跇?biāo)準(zhǔn)樣塊表面上，檢測(cè)其粗糙度參數(shù)Ra，以校準(zhǔn)儀器精度，測(cè)量誤差應(yīng)在±5%以內(nèi)。2）測(cè)量工件

用潔凈的棉紗將工件被測(cè)表面擦凈，直接將粗糙度儀的測(cè)量探針?lè)胖糜诒粶y(cè)表面上，調(diào)整測(cè)量探針高度并使其與被測(cè)表面接觸，設(shè)置好參數(shù)后，按下檢測(cè)按鈕檢測(cè)工件表面的粗糙度參數(shù)Ra（或R