表面粗糙度

表面粗糙度理论发展研究

原作者:淮阴工学院李伯奎刘远伟出处:

【论文摘要】表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定量评定两个阶段。表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。

1. 表面粗糙度理论与标准的发展

表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定量评定两个阶段。表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉来确定。在20世纪20～30年代，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表面。

为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的

需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。

首先是美国在1940年发布了ASA B46.1国家标准，之后又经过几次修订，成为现行标准ANSI/ASME B46.1-1988《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数；接着前苏联在1945年发布了GOCT2789-1945《表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法》国家标准，而后经过了3次修订成为GOCT2789-1973《表面粗糙度参数和特征》，该标准也采用中线制，并规定了包括轮廓均方根偏差(即现在的Rq)在内的6个评定参数及其相应的参数值。另外，其它工业发达国家的标准大多是在50年代制定的，如联邦德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。

以上各国的国家标准中都采用了中线制作为表面粗糙度参数的计算制，具体参数千差万别，但其定义的主要参数依然是Ra(或Rq)，这也是国际间交流使用最广泛的一个参数。

2 表面粗糙度标准中的基本参数定义

随着工业的发展和对外开放与技术合作的需要，我国对表面粗糙度的研究和标准化愈来愈被科技和工业界所重视，为迅速改变国内表面粗糙度方面的术语和概念不统一的局面，并达到与国际统一的作用，我国等效采用国际标准化组织(ISO)有关的国际标准制订了GB3505-1983《表面粗糙度术语表面及其参数》。GB3505专门对有关表面粗糙度的表面及其参数等术语作了规定，其中有三个部分共27个参数术语：

a. 与微观不平度高度特性有关的表面粗糙度参数术语。其中定义的常用术语为：轮廓算术平均偏差Ra、轮廓均方根偏差Rq、轮廓最大高度Ry和微观不平度十点高度Rz等11个参数。

b. 与微观不平度间距特性有关的表面粗糙度参数术语。其中有轮廓微观不平度的平均间距Sm、轮廓峰密度D、轮廓均方根波长lq以及轮廓的单峰平均间距S等共9个参数。

c. 与微观不平度形状特性有关的表面粗糙度参数术语。这其中有轮廓偏斜度Sk、轮廓均方根斜率Dq和轮廓支承长度率tp等共5 个参数。

3 精密加工表面性能评价的内容及其迫切性

表面粗糙度参数这一概念开始提出时就是为了研究零件表面和

其性能之间的关系，实现对表面形貌准确的量化的描述。随着加工精度要求的提高以及对具有特殊功能零件表面的加工需求，提出了表面粗糙度评价参数的定量计算方法和数值规定，同时这也推动了国家标准及国际标准的形成和发展。

在现代工业生产中，许多制件的表面被加工而具有特定的技术性能特征，诸如：制件表面的耐磨性、密封性、配合性质、传热性、导电性以及对光线和声波的反射性，液体和气体在壁面的流动性、腐蚀性，薄膜、集成电路元件以及人造器官的表面性能，测量仪器和机床的精度、可靠性、振动和噪声等等功能，而这些技术性能的评价常常依赖于制件表面特征的状况，也就是与表面的几何结构特征有密切联系。因此，控制加工表面质量的核心问题在于它的使用功能，应该根据各类制件自身的特点规定能满足其使用要求的表面特征参量。不难看出，对特定的加工表面，我们总希望用最(或比较)恰当的表面特征参数去评价它，以期达到预

期的功能要求；同时我们希望参数本身应该稳定，能够反映表面本质的特征，不受评定基准及仪器分辨率的影响，减少因对随机过程进行测量而带来参数示值误差。

但是从标准制定的特点和内容上我们容易发现，随着现代工业的发展，特别是新型表面加工方法不断出现和新的测量器具及测量方法的应用，标准中的许多参数已无法适应现代生产的需求，尤其是在一些特殊加工场合，如精加工时，用不同方法加工得到的Ra值相同(或很相近)的表面就不一定会具有相同的使用功能，可见，此时Ra值对这类表面的评定显得无能为力了，而且传统评定方法过于注重对高度信息做平均化处理，而几乎忽视水平方向的属性，未能反映表面形貌的全面信息。近年来在表面特性研究的领域内，相对地说，关于零件表面功能特性方面的研究本身就较为薄弱，因为它牵涉到很多学科和技术领域。机器的各类零件在使用中各有不同的要求，研究表面特征的功能适应性将十分复杂，这也限制了对表面形貌与其功能特性关系的研究。

工业生产的飞速发展迫切需要更加行之有效且适应性更强的表面特征评价参数的出现，为解决这一矛盾，各国的许多学者都在这方面加大研究力度，以期在不远的将来制订出一套功能特性显著的参数。另一方面，为了防止“参数爆炸”，同时也防止大量相关参数的出现，要做到用一个参数来评价多个性能特性，用数量

很少的一组参数实现对表面的本质特征的准确描述。

4 表面粗糙度理论的新进展

表面形貌评定的核心在于特征信号的无失真提取和对使用性能的量化评定，国内外学者在这一方面做了大量工作，提出了许多分离与重构方法。随着当今微机处理技术、集成电路技术、机电一体化技术等的发展，出现了用分形法、Motif法、功能参数集法、时间序列技术分析法、最小二乘多项式拟合法、滤波法等各种评定理论与方法，取得了显著进展，下面对相对而言比较成熟的分形法、Motif法、特定功能参数集法进行介绍。

1) 分形几何理论

最近，国内外在表征和研究机加工表面的微观结构、接触机理和表面粗糙度等方面越来越多地使用分形几何理论这一有力的数学工具。研究表明，很多种机加工表面呈现出随机性、多尺度性和自仿射性，即具有分形的基本特征，因而使用分形几何来研究表面形貌将是合理地、有效地。确定分形的重要参数有分形维数D和特征长度A，它们可以衡量机加工表面轮廓的不规则性，理论上不随取样长度变化和仪器分辨率变化，并能反映表面形貌本质的特征，能够提供传统的表面粗糙度评定参数(如Ra、Ry、

Rz等)所不能提供的信息。美国TopoMetrix公司生产的扫描探针显微镜(SPM)软件体系中，已将分形维数作为评价表面微观形貌的参数之一。

机械加工表面分形维数表达了表面所具有的复杂结构的多少以及这些结构的微细程度，微细结构在整个表面中所占能量的相对大小。分形维数越大，表面中非规则的结构就越多，并且结构越精细，精细结构所具有的能量相对越大，具有更强的填充空间的能力。

Mandelbrot于1982年在Weierstrass函数基础上提出一种分形曲线的函数表达式，称为Weierstrass-Mandelbrot函数，结合工程表面的特性，往往将W-M函数写成如下形式。

Z(x)=A(D-1)

∞

∑

n=n1

cos2πr n x

r(2-D)n

R>1

1

(1)

Z(x)为机械加工表面轮廓。这样，就在工程表面的函数描述中引入了分形维数D这一参数，式中r n是表面上各次谐波的频率。它的取值范围取决于采样长度L和采样的最高分辨率，即截止频率，A为特征长度。对W-M函数求功率谱可以得到

S(ω

A

2(D-1) 1

2lnr ω(5-2D)

(2)

轮廓的功率谱服从幂定律，在式(2)两端取对数为

lgs(ω)=B+klgω(3)

B=2(D-1)lgA-lg(2lnr)

k=2D-5

在双对数坐标lgs(ω)-lgω中，k是斜率，ω是截距，从上式可以看出分形维数D决定着图线的斜率，特征长度A和分形维数D决定着图线的位置(截距)。因此对于机械加工表面，可以通过其双对数坐标下的功率谱图，由(3)式算得分形维数D和特征长度A。

分形理论在实际应用中还有许多工作有待进一步研究。一是并非所有表面都具有分形特征，分形维数能否完全表征实际表面，还有待进一步研究；二是现有的分形数学模型并没有考虑表面的功能特性，也没有一种方法能唯一确定分形参数。

2) Motif法

随着制造技术的不断进步，表面质量不仅表现为表面的形状误差、波度、表面粗糙度等要求，而且对表面的峰、谷及其形成的沟、脉走向与分布等也有要求，需要对与表面功能密切相关的表面纹理结构进行综合评定。显然，现在普遍采用的以2维参数为基础的表面形貌评定方法过于注重高度信息，对高度信息做平均化处理，而几乎忽视水平方向的属性，不能反映表面的其实形貌。

Motif法基于地貌学理论从表面原始信息出发，不采用任何轮廓滤波器，通过设定不同的阈值将波度和表面粗糙度分离开来，强调大的轮廓峰和谷对功能的影响，在评定中选取了重要的轮廓特征，而忽略了不重要的特征，该方法被引入法国汽车工业表面粗糙度和波度标准，也已制订成国际标准ISO12085。

图1 粗糙度Motif

Motif由两个单个轮廓峰的最高点之间的基本轮廓部分组成，两个峰之间的谷为一个单个的Motif，如图1所示，并用平行于轮廓的总走向的长度AR，垂直于基本轮廓总走向的两个深度Hj和Hj+1，以及特征量T(T=min[Hj，Hj+1])表征。在设定阈值条件

下，Motifs经过不断的合并，得到评定表面功能的Motifs集合，ISO12085推荐的参数见表1。

表1 Motif法的表征参数

Motif的合并应遵循4个条件，否则2个相邻的峰不能被合并，只能作为单个的Motif处理。

a. 包络条件如果两个相邻Motif的中间峰大于两边的峰，则2个Motif不能合并。

b. 宽度条件2个相邻Motif合并后的长度不大于A(对表面粗糙度Motif)或B(对表面波度)，则可以合并。预先设定的Motif宽度的最大值A可以分离表面粗糙度和表面波度，实际上即为阈值。设定的B值则可以分离波度和残留形状。

c. 扩大条件2个Motif合并后的高度必须大于或等于原来的2个Motif。

d. 深度条件单个Motif的高度必须小于合并后Motif高度的60%。

Motif法仅用7个参数就能对表面粗糙度和波纹度进行完整的描述，它尤其适合没有预行程或延迟行程的轮廓；在未知表面和过程上进行技术分析；与表面的包络面相关的性能研究；辩识粗糙度和波度具有相当接近波长的轮廓。Motif法以宽度阈值代替取样长度，自动给定截止波长，真实匹配轮廓的局部特征，评定参数少。但是Motif法的四个合并条件是来自多年的实践工作经验，缺乏理论依据，并且三维Motif仍没有统一的定义和合并准则。

3) 特定功能参数集

在工程应用中，机加工的许多零件表面需要具有特定的功能特性，如支承性能、密封性和润滑油滞留性能等。基于这些功能需求，零件表面就必须被设计、加工成特定的形貌以满足预期的应用。所以我们有必要定义特定的功能参数来有效地表征零件表面的特殊属性，零件表面从接触应用角度(如摩擦磨损，润滑，密封紧密性，接触应力，接触刚度、承载面积和热导率等)和非接触应用角度(如光学镜头，表面维护和表面油漆处理)来看，其在功能方面的特殊属性要求是极其广泛的。在实际工程应用中应针对表面特殊性能要求设定功能参数集。比较典型的是表征具有高预应力表面的基于轮廓支承度率曲线的Rk功能参数集。

在20世纪80年代初，Trautwein提出了一个关于

Abbott-Firestone曲线的两段线性模型，他用这个模型去表示缸膛表面的特征。从这个模型中还引伸出一个被称为液体滞留容积的参数。最近，又有学者把Abbott-Firestone曲线分成三个区域，并在此基础上提出了Rk参数集，该参数集也正式地被写进德国DIN4776标准。这个参数集主要是用于表征具有高预应力的表面，如珩磨表面、抛光表面、磨削表面等，这些相关的参数将轮廓支承度率的增长描述成粗糙度轮廓深度的函数，结合气缸套的平台网纹本身的特点及气缸套的工作状况，确立了基于轮廓支承度率曲线的参数指标，这套评定指标能够对气缸套内表面粗糙度轮廓的磨合特性、润滑特性、网纹分布等进行对应的定量分析，实现完整、准确地描述及评价气缸套平台网纹。

轮廓支承长度率曲线tp(c)，又称Abbott-Firestone曲线，是描述轮廓形状的主要指标。tp(c)能直观地反映零件表面的耐磨性，对提高承载能力也具有重要的意义。在动配合中，值tp值大的表面，使配合面之间的接触面积增大，减少了磨擦损耗，延长零件的寿命。从tp(c)曲线的特征可以看出，它对气缸套内孔表面耐磨性能、润滑性能，使用寿命等都有非常重要的意义。为此设定了一组基于轮廓支承长度率曲线的参数集，对应气缸套的实际工作状况，对tp(c)曲线进行量化的描述，如图2所示，粗

糙度轮廓及对应的tp(c)曲线被分为三个部分，分别为轮廓峰、核心轮廓和轮廓谷。

图2 基于Abbott曲线的评定参数

a. 简约峰高R PK是指粗糙度核心轮廓上方的轮廓峰的平均高度。表面轮廓顶部的这一部分，当发动机开始运行时，将很快被磨损掉，其减低的高度将影响气缸套进入正常工作状态的磨合时间，及实际材料磨损量。

b. 核心粗糙度深度R K在分离出轮廓峰和轮廓谷之后剩余的核心轮廓的深度为R K。这一部分是气缸套长期工作表面，它影响着气缸套的运转性能和使用寿命，是粗糙度轮廓的核心部分。

c. 简约谷深R VK是指从粗糙度核心轮廓延伸到材料内的轮廓谷的平均深度。这些深入表面的深沟槽在活塞相对缸套运动时，形成附着性能很好的油膜，在提高孔的耐磨性、缩短发动机磨合时间的同时，能大幅度降低油耗。

d. 轮廓支承长度率M r1以百分数表示的轮廓支承长度率M r1是为一条将轮廓峰分离出粗糙度核心轮廓的截线而确定的。M r1值是气

缸套进入长期工作表面的上限，其数值的大小直接反映了气缸的加工水平和使用性能。

e. 轮廓支承长度率M r2以百分数表示的轮廓支承长度率M r2是为一条将轮廓谷分离出粗糙度核心轮廓的截线而确定的。M r2值是进入长期工作表面的下限，其数值的大小不但决定了磨损量，还决定了工作表面以下深沟槽的贮油、润滑能力。

f. 存油量V0粗糙度核心轮廓向下延伸到材料内的轮廓谷的横截面积实际上就是深沟网纹的存油量V0，它是t p(c)曲线与右边纵轴及M r2对应的截线构成的阴影部分面积，它对缸套的润滑性能无疑有重要意义。它近似为三角形面积：V0≈(100-M r2)×R VK/2。

图中参数的确定需要使用一条回归线，回归线的40%以上的部分是tp(c)曲线上的点构成，回归线在纵坐标方向上的差值平方最小，回归线与纵轴两交点之间的垂直距离即为核心粗糙度深度RK，两交点对应的截线位置即为Mr1、Mr2对应的截线位置。

对于Rk参数集的功能特征参数，其定义方法在于把Abbott-Firestone曲线分成不同的部分以对应不同的功能区域。虽然这些方法可以成功地用来表征特定的一些工程表面，但是由于它主要是基于制造工艺经验，缺乏理论依据，这种方法在表征

大多数其它的工程表面时会失去原有的意义。

5 结语

表面形貌极大地影响着零件的使用性能，合理地表征和评定表面形貌是一项具有重要意义的课题，表面粗糙度理论及标准在不足百年的时间内得到了巨大的发展，随着当今微机处理技术、集成电路技术等的发展，出现了时序分析法、最小二乘多项式拟合法、滤波法、分形法、Motif法、功能参数集法等各种评定方法，取得了诸多进展，但是它们只能得到真实表面的有限信息，仍然存在一些问题有待完善：

1) 表面轮廓微观统计特征的全面准确描述问题；

2) 表面轮廓为随机过程，评定参数的值并不确定，由此产生了测量不确定性问题；

3) 评定参数的相互关系以及参数数目越来越多的参数爆炸问题；

4) 表面轮廓的测量结果受测量基准和仪器分辨率影响的问题；

5) 表面粗糙度参数与使用性能不能完全对应的问题。

表面粗糙度选用标准

表面粗糙度选用 ----------------------------------------------------------- 序号=1 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 ----------------------------------------------------------- 序号=2 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 ----------------------------------------------------------- 序号=3 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 ----------------------------------------------------------- 序号=4 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 ----------------------------------------------------------- 序号=5 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 ----------------------------------------------------------- 序号=6 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿

表面粗糙度的选用

第3章表面粗糙度

3.1 表面粗糙度标注识读 任务6 识读齿轮表面粗糙度标注 表面粗糙度是一种微观几何形状误差，是零件的几何参数的精度指标之一。 以如图3-1所示的零件图为例，识读表面粗糙度的标注。 图3-1 表面粗糙度标注实例 3.1.1 表面粗糙度概念 任何零件的表面都不是绝对的光滑的，零件表面总会存在着由较小间距的峰谷组成的微观高低不平的痕迹，表面粗糙度是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。 表面误差通常按(波距)的大小划分为三类误差：表面粗糙度、表面波度和表面上宏观形状误差。波距小于1mm 的属于表面粗糙度(微观几何形状误差)，波距在l ～10 mm 的属于表面波度(中间几何形状误差)，波距大于10 mm 的属于形状误差(宏观几何形状误差)，如图3-2

所示。 图3-2 零件表面的几何形状误差 3.1.2 表面粗糙度对零件的影响 表面粗糙度的大小对零件的实用性能和使用寿命有很大的影响： 1.对摩擦和磨损的影响 表面越粗糙，摩擦系数就越大，两相对运动的表面磨损也越快，表面过于光滑，由于润滑油被挤出和分子见的吸附作用等原因，也会使摩擦阻力增大和加剧磨损。 2.对配合性能的影响 对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。 3.对抗腐蚀性的影响 粗糙的表面，易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。 4.对疲劳强度的影响 零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感。使疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。 5.对接触刚度的影响 接触刚度影响零件的工作精度和抗振性。这是由于表面粗糙度使表面间只有一部分面积接触。一般情况下，实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。 6.对结合面密封性的影响 粗糙的表面结合时，两表面只在局部点上接触，中间有缝隙，影响密封性。因此，降低表面粗糙度，可提高其密封性。 7.对零件其他性能的影响 表面粗糙度对零件其他性能，如对测量精度、流体流动的阻力及零件外形的美观等都有

各种材料表面粗糙度

零件表面粗糙度与尺寸公差 一般，我国机械设计和加工技术常用的表面粗糙度标准是轮廓算术均匀偏差Ra 对于Ra，国标GB3508—83有明确的规定。本文仅就Ra在机械零件设计考虑加工情况时的使用作以阐述。 1图纸右上角的表面粗糙度要求留意事项 大多数设计职员在图纸右上角都会标注：其余Ra6.3、Ra1.6，等。这里所指的是，除图样上注明的机械加工面的表面粗糙度要求后，剩余未注明的机械加工面的表面粗糙度Ra的数值为6.3μm或1.6μm。对于这一要求，需留意以下几方面。 1.1对于型钢表面等非本图要求而制作的加工面 在实际工作中，为了减少不必要的加工工作和进步产品质量，可以在图纸右上角处，对用非本图加工手段取得的材料、型材外表加以表面粗糙度要求，然后再对机械加工处的表面进行表面粗糙度要求，如图1。当然，这种对用非本图加工手段取得的材料、型材外表的表面粗糙度要求必须公道，必须不经过原材料工厂特殊加工就可以达到。如，一般热轧型钢的表面粗糙度在Ra25μm～Ra12.5μm；冷拔型钢的表面粗糙度在Ra12.5μm～Ra3.2μm；冷拔铝型钢的表面粗糙度在Ra6.3μm～Ra1.6μm。所以，标注型材等的表面粗糙度要求时，必须留意不能超出以上范围。 1.2对于用铸造、铸造、焊接等本图要求而制作的毛坯件 在使用铸造、铸造、焊接制作毛坯时，尤其是型腔件，对它们的机械加工往往是一部分，而不是全部加工。此时，设计职员一般在图纸右上角处标上：其余Ra6.3。这里的Ra6.3μm仅仅是指对型腔件要求进行机械加工部分，除往图纸上已经有表面粗糙度要求的_部分外表面加以表面粗糙度要求而已，并没有对非机械加工部分（如铸造、铸造）的外表加以表面粗糙度要求。所以，为了不产生混淆，有

表面处理等级

粗糙度等级区分 钢材在防腐前需要除锈，达到一定的除锈等级和表面粗糙度才能进行防腐。除锈等级和表面粗糙度等级是两个不同的概念。 钢材表面的锈蚀按GB8923分为四个等级： A 全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面； B已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经脱落的钢材表面； C氧化皮已经因锈蚀而剥落，或者可以刮厨，并且与少量点蚀的钢材表面； D氧化皮已经因锈蚀而全面剥离，并且已普遍发生点蚀的钢材表面。 除锈等级，也有时候成为表面清洁度 钢材表面的除锈等级以采用的除锈方法用字母Sa、St或FI表示。如果字母后面有阿拉伯数字，则表示其清除氧化皮、铁锈和尤其涂层等附着物的程度等级。 喷射或抛射除锈用字母sa表示。其有4个等级。Sa1，轻度的喷射或抛射除锈；Sa2，侧底的喷射或抛射除锈；Sa2.5，非常侧底的喷射或抛射除锈；Sa3，使钢材表面洁净的喷射或抛射除锈。 手动工具除锈用St表示，有两个等级。St2为彻底的手工或动力工具除锈；St3为非常彻底的手工或动力工具除锈。 火焰除锈以FI表示。 Sa1级——相当于美国SSPC—SP7级。采用一般简单的手工刷除、砂布打磨方法，这是四种清洁度中度最低的一级，对涂层的保护仅仅略好于未采用处理的工件。Sa1级处理的技术标准：工件表面应不可见油污、油脂、残留氧化皮、锈斑、和残留油漆等污物。Sa1级也叫做手工刷除清理级。（或清扫级） Sa2级——相当于美国SSPC—SP6级。采用喷砂清理方法，这是喷砂处理中最低的一级，即一般的要求，但对于涂层的保护要比手工刷除清理要提高许多。Sa2级处理的技术标准：工件表面应不可见油腻、污垢、氧化皮、锈皮、油漆、氧化物、腐蚀物、和其它外来物质（疵点除外），但疵点限定为不超过每平方米表面的33%，可包括轻微阴影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。如果工件原表面有凹痕，则轻微的锈蚀和油漆还会残留在凹痕底部。Sa2级也叫商品清理级（或工业级）。 Sa2.5级——是工业上普遍使用的并可以作为验收技术要求及标准的级别。 Sa2.5级也叫近白清理级（近白级或出白级）。Sa2.5级处理的技术标准：同Sa2要求前半部一样，但疵点限定为不超过每平方米表面的5%，可包括轻微暗影；少量因疵点、锈蚀引起的轻微脱色；氧化皮及油漆疵点。

机械零件表面粗糙度的选择

机械零件表面粗糙度的选择 表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状误差的一个重要技术指标，是检验零件表面质量的主要依据。通常，机械零件表面粗糙度的大小与加工方法和加工精度有关，它直接影响静配合的坚固程度、摩擦消耗功多少、零件的疲劳强度及耐蚀性能。它选择的合理与否，直接关系到产品的质量、使用寿命和生产成本。 1、零件表面粗糙度的选择原则 ⑴在满足表面工作要求的情况下，尽量选大值。 ⑵同一零件上，工作表面粗糙度值低于非工作表面粗糙度值。 ⑶摩擦表面粗糙度值低于非摩擦表面粗糙度值。 ⑷受循环负荷的表面及易引起应力集中的表面粗糙度值要小。 ⑸配合性质稳定性要求高的结合表面，粗糙度值要小。对动配合，配合间隙小的表面，粗糙度值要小；对静配合，要求连接牢固可靠，承受载荷大时粗糙度值要小。 ⑹配合性质相同，零件尺寸越小则粗糙度值越小；同一公差等级，小尺寸比大尺寸的粗糙度值要小，轴比孔的粗糙度值要小。 2、常用的选择零件表面粗糙度的方法及弊病 在机械零件设计工作中粗糙度的选择方法有3 种，即计算法、试验法和类比法。应用最普遍的是类比法，此法虽简便、迅速、有效，但需要有充足的参考资料。目前，设计中最常用的是与公差等级相适应的表面粗糙度，即计算法。通常情况下，机械零件尺寸公差要求越小，机械零件的表面粗糙度值也越小，但它们之间又不存在固定的函数关系。如一些机器、仪器上的手柄、手轮以及卫生设备、食品机械上的某些机械零件的修饰表面，它们的表面要求加工得很光滑（即表面粗糙度要求很高），但其尺寸公差要求却很低。 一般情况下，有尺寸公差要求的零件，其公差等级与表面粗糙度数值之间还是有一定的对应关系的。虽然机械零件表面粗糙度与尺寸公差之间关系的经验计算公式在相关工具书中都有很多介绍，并列表供读者选用。但只要细心阅来就会发现，虽然采取完全相同的经验计算公式，但所列表中的数值也不尽相同，有的还有很大的差异。这就给不熟悉这方面情况的人带来了困惑，同时也增加了他们在机械零件设计工作中选择表面粗糙度的困难。 3、按零件类型及公差等级选择零件表面粗糙度 在实际工作中，对于不同类型的机器，其零件在相同尺寸公差的条件下，对表面粗糙度的要求是有差别的，原因是在机械零件的设计和制造过程中，对于不同类型的机器，其零件的配合稳定性和互换性的要求是不同的。因此，我们把粗糙度的选择同零件类型联系起来更趋于合理。机械零件设计手册中把零件分为精密机械零件、普通精密机械零件及通用机械零件3 种类型。在此我们通过对机械设计手册中的相关数值进行统计分析，将旧的表面粗糙度国标(GB1031—68)转换为参照采用国际标准ISO 颁布的新国标(GB1031—83)，采用优先选用的评定参数，即轮廓算术平均偏差值Ra= (1)/ (1) !10 y dx。并采用Ra 优先选用的第一系列数值，推导出表面粗糙度Ra 与尺寸公差IT 之间的有关关系式为： 第1 类：Ra≥1.6 时，Ra≤0.008×IT；Ra≤0.8 时，Ra≤0.010×IT。 第2 类：Ra≥1.6 时，Ra≤0.021×IT；Ra≤0.8 时，Ra≤0.018×IT。 第3 类：Ra≤0.042×IT。 并将上述3 种关系式列表，如表1、表2、表3 所示。

表面粗糙度

表面粗糙度: 当需方对钢管表面有粗糙度要求时，应在合同中注明。表面粗糙度参数，按GB/T 1031 规定的轮廓算术平均偏差Ra测定，其表面粗糙度值和测定时的取样长度值. 现货国标钢管除外，我们振兴钢管可以生产供应外径10-100以下，壁厚1—18毫米以内任意规格的中厚薄壁精密无缝管，精密光亮无缝管!我们的钢管同心度10丝-15丝-20丝=0.1-0.15-0.2mm，无缝钢管精密钢管，精轧钢管钢管误差可控正负3丝-5丝-7丝-10丝=0.03-0.05-0.07-0.1mm，(该项技术指标需要详细协商)按照我们山东聊城来说公差正负3丝(±0.03mm)已到二辊机极限。客户对钢管加工切削后精度可达±0.025,粗糙度(Ra)可达1.6-0.8-0.2。 精轧管为保持内外光亮一般无氧退火(如果需要)，冷拔管交货状态一般为冷拔(轧)＋去应力退火，热轧管一般不需要再退火!! 无缝管内孔毫米外径壁厚钢管无缝管垂询电话：0635-888 8291/0635-888 3039 杨/衣经理(先生)!! 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， 表面光洁度：surface finish 表面光洁度是表面粗糙度的旧标准; 它们的对应关系: 表面光洁度14级=Ra 0.012 表面光洁度13级=Ra 0.025 表面光洁度12级=Ra 0.050 表面光洁度11级=Ra 0.1 表面光洁度10级=Ra 0.2 表面光洁度9级=Ra 0.4 表面光洁度8级=Ra 0.8 表面光洁度7级=Ra 1.6 表面光洁度6级=Ra 3.2 表面光洁度5级=Ra 6.3 表面光洁度4级=Ra 12.5 表面光洁度3级=Ra 25 表面光洁度2级=Ra 50 表面光洁度1级=Ra 100 以上表面粗糙度单位均为μm,即微米=10^-6米。 表面粗糙度对零件的外观、测量精度也有影响。 Ra值um 块数符合国标 车外圆组合式0.8、1.6、3.2、6.3 32 GB6060.2-85 镗内孔0.8、1.6、3.2、6.3 刨0.8、1.6、3.2、6.3

各种加工方式对应的粗糙度等级

各种加工方式对应的粗糙度等级 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 4级 Ra值不大于\μm=6.3 表面状况=可见加工痕迹

加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等 5级 Ra值不大于\μm=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、刮1～2点/cm^2、拉、磨、锉、滚压、铣齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面 6级 Ra值不大于\μm=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铣、铰、拉、磨、滚压、刮1～2点/cm^2铣齿 应用举例=安装直径超过80mm的G级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面 7级

表面粗糙度等级对照表[整理]

表面粗糙度等级对照表[整理] 表面粗糙度级别对照及应用 国际标注 Rz Ra 表面形状特征加工方法举例 N12 200 50 明显可见刀痕锯断、粗车、粗铣、粗刨、 N11 100 25 粗糙面可见刀痕钻孔以及用粗纹锉刀、粗砂 轮等加工 N10 50 12.5 微见刀痕 N9 25 6.3 可见加工痕迹 冷拉、精车、精绞、粗绞、粗N8 12.5 3.2 半光面微见加工痕迹 磨、刮削、粗拉刀加工等 N7 6.3 1.6 看不见加工痕迹 N6 6.3 0.8 光面可辨加工痕迹的方向研磨、金刚石车刀的精车、精 N5 3.2 0.4 微辨加工痕迹的方向绞、冷拉、拉刀加工、抛光等 N4 1.6 0.2 不可辨加工痕迹的方向 N3 0.8 0.1 暗光泽面 N2 0.4 0.05 亮光泽面 精磨、研磨、抛光、超精磨、 N1 0.2 0.025 最光面镜状光泽面 镜面磨削等 0.1 0.012 雾状镜面 0.05 镜面 表面特征表面粗糙度(Ra)数值加工方法举例明显可见刀痕 Ra100、Ra50、Ra25、粗车、粗刨、粗铣、钻孔微见刀痕 Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨看不见加工痕迹，微辩加工方向 Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、

精车、精磨、精铰、研磨暗光泽面 Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、研磨、珩磨、超精磨、抛光 镜面 0.006微米 雾状镜面 0.012 镜状光泽面 0.025 亮光泽面 0.05 暗光泽面 0.1 不可见加工痕迹的方向 0.2 可见加工痕迹方向 0.8 微见加工痕迹方向 0.4 看不清加工痕迹方向 1.6 微见加工痕迹方向 3.2 可见加工痕迹方向 6.3 微见刀痕 12.5 1级 Ra值不大于\μm=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 2级 Ra值不大于\μm=25、50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 3级 Ra值不大于\μm=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面

表面粗糙度等级

本人从事机械行业多年，为大家提供一些简单的数据： 【表面粗糙度等级】 粗糙等级 （mm ） （μm ） 基本尺寸 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 ＞0~10 0.2 0.8 0.8 1.6 1.6 1.6 3.2 ＞10~18 3.2 ＞18~30 1.6 ＞30~50 0.4 3.2 ＞50~80 1.6 ＞80~120 3.2 6.3 ＞120~180 6.3 ＞180~250 0.8 6.3 【表面粗糙度Ra 特征】 Ra max/μm 表面特征 加工方法 常用类型 0.0063 雾状表面 块规的工作表面，高精度测量仪器的测量面，高精度仪器摩擦机构的支承表面。 0.012 雾状镜面 仪器的测量表面和配合表面，尺寸超过 100mm 的块规工作面。 0.025 镜面光泽面 高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面，中等精度仪器零件配合表面，尺寸大于120mm 的IT6级孔用量规、小于120mm 的IT7～IT9级轴用和孔用量规测量表面。 0.05 亮光泽面 保证高气密性的接合表面，如活塞、柱塞和汽缸内表面。摩擦离合器的摩擦表面。对同轴度有精确要求的轴和孔。滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面。 0.1 暗光泽面 超级加工 工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面，活塞销的外表面，仪器导轨面，阀的工作面。尺寸小于120mm 的IT10～IT12级孔和轴 用量规测量面等。 0.2 不可辩加工痕 迹方向 布轮磨、磨、研磨、 超级加工 工作时承受变应力的重要零件表面，保证零件的疲劳强度、防蚀性及耐久性，并在工作时不破坏配合性质的表面，如轴颈表 面、要求气密的表面和支承表面、圆锥定 心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的齿面，与C 级滚动轴承配合的轴颈 表面，尺寸大于315mm 的IT7～IT9级孔

表面粗糙度参数总结

Summary of Surface Finish Parameters Table 1. Primary surface finish parameters.

Figure 1. Measurement of Average Roughness, Ra, and RMS Roughness, Rq. there being a surface point at a certain height. If one were to draw a line at a particular height the ADF would be proportional to the number of times the surface profile crosses the line. The Material Ratio Curve (also known as the Bearing Ratio Curve, Bearing Area Curve, or the Abbott-Firestone Curve) is the integral of the ADF from above the surface to the height of interest. This is the total percentage of material above a certain height.

Measurement of Material Ratio This measurement is also known as Bearing Ratio, and its symbol is t p . The Material ratio is usually defined at X% at a slice depth c. Depth c is measured from a reference. This reference can be defined as T the highest peak T a lower value that excludes outlying peaks (sometimes this is written as a reference %, which is the t p at the height C ref ) T the mean, with c being defined as above or below the mean. If you imagine slicing through the peaks on the surface at a particular depth, t p is the ratio of the total length of the flat “mesas” you would produce to the sampling length. This is illustrated in Figure 3. 1. If you grind to a depth c, t p is the percentage of the surface available to support a perfectly flat load 2. Ratio of lengths: Add up all lengths with material beneath them in the measurement length, L; divide the sum of these lengths by L to obtain the ratio. 3. Intersection of the line at height c with the Material Ratio Curve (see also Figure 2). References The following have additional information and more details: 1. Surface Metrology Guide , Precision Devices. Inc. 2. Surface Texture Parameters , Mahr 3. ASME B46.1 (1995) specification mean C ref C t p =19%

表面粗糙度标准

表面粗糙度：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。 表面粗糙度有Ra,Rz,Ry 之分，据GB 3505摘录： 表面粗糙度参数及其数值（Surface Roughness Parameters and their Values）常用的3个分别是： 轮廓算数平均偏差(Ra)--arithmetical mean deviation of the profile； 微观不平度十点高度(Rz)--the point height of irregularities； 轮廓最大高度(Ry)--maximum height of the profile。

表面粗糙度设定规范

粗糙度设定规范 目录 1.粗糙度的定义-----------------------------------------------------------------2 2.内容-----------------------------------------------------------------------------2 4.1粗糙度介绍--------------------------------------------------------------2 4.1.1粗糙度产生的原因-------------------------------------------------2 4.1.2粗糙度的评价标准-------------------------------------------------3 4.1.3表面粗糙度代（符）号及其注法------------------------------6 4.2表面粗糙度的选用----------------------------------------------------11 4.2.1表面粗糙度的选用原则-----------------------------------------11 4.2.2表面粗糙度参数值的适用表面--------------------------------12 4.2.3轴和孔的表面粗糙度参数推荐值-----------------------------13 4.2.4各种常用加工方法可能达到的表面粗糙度-----------------14 4.2.5座椅常用部品粗糙度设定--------------------------------------15 4.3表面粗糙度的检测方法----------------------------------------------16 3.相关文件---------------------------------------------------------------------17 4.实施要求---------------------------------------------------------------------17 5.附件---------------------------------------------------------------------------17

表面粗糙度对照表

国内表面光洁度与表面粗糙度Ｒａ、Ｒｚ数值换算表(单位：μｍ)

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）

另附：表面粗糙度国际标准加工方法 表面粗糙度参数及其数值（Surface Roughness Parameters and their Values）常用的3个分别是：轮廓算数平均偏差(Ra)--arithmetical mean deviation of the profile； 微观不平度十点高度(Rz)--the point height of irregularities； 轮廓最大高度(Ry)--maximum height of the profile。

Ra--在取样长度L内轮廓偏距绝对值的算术平均值。 Rz--在取样长度内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。 Ry--在取样长度L内轮廓峰顶线和轮廓谷底线之间的距离。 如果图面没标注粗糙度选用Ra /Rz /Ry 的情况下默认为Ra。 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。 粗糙度：0.012、0.025、0.050、0.100、0.20、0.40、0.80、1.6、3.2、6.3、12.5、25、50、100 6.3：半精加工表面。用于不生要的零件的非配合表面，如支柱、轴、、支架、外壳、衬套、盖等的端面；螺钉、螺栓各螺母的自由表面；不要求定心和配合特性的表面，如螺栓孔、螺钉通孔、铆钉孔等；飞轮、带轮、离合器、联轴节、凸轮、偏心轮的侧面；平键及键槽上下面、花键非定心表面、齿顶圆表面；所有轴和孔的退刀槽；不重要的连接配合表面；犁铧、犁侧板、深耕铲等零件的摩擦工作面；插秧爪面等。1、外观的光滑与摩擦是一个矛盾问题，总的来说，既要光滑美观，又要有相当的摩擦， 以方便安装，以下是常见的一些粗糙度数值： 2、粗糙度0.8以下：抛光 3、粗糙度0.8：用磨床加工的面 4、粗糙度1.6—3.2：车床、铣床加工面 5、粗糙度3.2—12.5：一般性的常规加工 6、一般而言，既要光滑美观，又要有相当的摩擦，以方便安装的话，粗糙度0.8可以，既显得美观高档，手感也可以的 7、如果手拧部分需要减低等级的话也可以的，建议选择粗糙度1.6—3.2，但是，好看吗？会不会影响外观的美感呢？ 8、如果需要重视手拧的功能，最好是做滚花处理，滚花有“直纹”和“网纹”两种，图纸上的标注：网纹0.8（用箭头指明需要滚花的部位，再写上文字） 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！

表面粗糙度选用

表面粗糙度选用序号=1 Ra值不大于卩m=100 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工的表面，如粗车、粗刨、切断等表面，用粗镗刀和粗砂轮等加工的表面，一般很少采用 序号=2 Ra值不大于卩m=25 50 表面状况=明显可见的刀痕 加工方法=粗车、镗、刨、钻 应用举例=粗加工后的表面，焊接前的焊缝、粗钻孔壁等 序号=3 Ra值不大于卩m=12.5 表面状况=可见刀痕 加工方法=粗车、刨、铣、钻 应用举例=一般非结合表面，如轴的端面、倒角、齿轮及皮带轮的侧面、键槽的非工作表面，减重孔眼表面 序号=4 Ra值不大于卩m=6.3 表面状况=可见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、钻、铣、锉、磨、粗铰、铣齿 应用举例=不重要零件的配合表面，如支柱、支架、外壳、衬套、轴、盖等的端面。紧固件的自由表面，紧固件通孔的表面，内、外花键的非定心表面，不作为计量基准的齿轮顶圈圆表面等序号=5 Ra值不大于卩m=3.2 表面状况=微见加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铳、刮 1 ~ 2点/cm A2、拉、磨、锉、滚压、铳齿 应用举例=和其他零件连接不形成配合的表面，如箱体、外壳、端盖等零件的端面。要求有定心及配合特性的固定支承面如定心的轴间，键和键槽的工作表面。不重要的紧固螺纹的表面。需要滚花或氧化处理的表面序号=6 Ra值不大于卩m=1.6 表面状况=看不清加工痕迹 加工方法=车、镗、刨、铳、铰、拉、磨、滚压、刮1~ 2点/cmA2铳齿 应用举例=安装直径超过80mm 的G 级轴承的外壳孔，普通精度齿轮的齿面，定位销孔，V 型带轮的表面，外径定心的内花键外径，轴承盖的定中心凸肩表面序号=7 Ra值不大于卩m=0.8 表面状况=可辨加工痕迹的方向 加工方法=车、镗、拉、磨、立铳、刮3?10点/cmA2、滚压 应用举例=要求保证定心及配合特性的表面，如锥销与圆柱销的表面，与G 级精度滚动轴承相配合的轴径和外壳孔，中速转动的轴径， 直径超过80mm的E、D级滚动轴承配合的轴径及外壳孔，内、外花键的定心内径，外花键键侧及定心外径，过盈配合IT7级的孔（H7 ）, 间隙配合IT8?IT9级的孔（H8 , H9）,磨削的齿轮表面等 序号=8 Ra值不大于卩m=0.4 表面状况=微辨加工痕迹的方向 加工方法=铰、磨、镗、拉、刮 3 ~ 10点/cm A2、滚压 应用举例=要求长期保持配合性质稳定的配合表面，IT7 级的轴、孔配合表面，精度较高的齿轮表面，受变应力作用的重要零件，与直 径小于80mm的E、D级轴承配合的轴径表面、与橡胶密封件接触的轴的表面，尺寸大于120mm的IT13?IT16级孔和轴用量规的测 量表面序号=9 Ra值不大于卩m=0.2

表面粗糙度等级

【表面粗糙度等级】 粗糙等级 （mm ） （μm ） 基本尺寸 IT6 IT7 IT8 IT9 IT10 IT11 IT12 ＞0~10 0.2 0.8 0.8 1.6 1.6 1.6 3.2 ＞10~18 3.2 ＞18~30 1.6 ＞30~50 0.4 3.2 ＞50~80 1.6 ＞80~120 3.2 6.3 ＞120~180 6.3 ＞180~250 0.8 6.3 【表面粗糙度Ra 特征】 Ra max/μm 表面特征 加工方法 常用类型 0.0063 雾状表面 块规的工作表面，高精度测量仪器的测量面，高精度仪器摩擦机构的支承表面。 0.012 雾状镜面 仪器的测量表面和配合表面，尺寸超过 100mm 的块规工作面。 0.025 镜面光泽面 高压柱塞泵中柱塞和柱塞套的配合表面，中等精度仪器零件配合表面，尺寸大于120mm 的IT6级孔用量规、小于120mm 的IT7～IT9级轴用和孔用量规测量表面。 0.05 亮光泽面 保证高气密性的接合表面，如活塞、柱塞和汽缸内表面。摩擦离合器的摩擦表面。对同轴度有精确要求的轴和孔。滚动导轨中的钢球或滚子和高速摩擦的工作表面。 0.1 暗光泽面 超级加工 工作时承受较大变应力作用的重要零件的表面。保证精确定心的锥体表面。液压传动用的孔表面。汽缸套的内表面，活塞销的外表面，仪器导轨面，阀的工作面。尺寸小于120mm 的IT10～IT12级孔和轴 用量规测量面等。 0.2 不可辩加工痕迹方向 布轮磨、磨、研磨、 超级加工 工作时承受变应力的重要零件表面，保证零件的疲劳强度、防蚀性及耐久性，并在工作时不破坏配合性质的表面，如轴颈表 面、要求气密的表面和支承表面、圆锥定 心表面等。IT5、IT6级配合表面、高精度齿轮的齿面，与C 级滚动轴承配合的轴颈表面，尺寸大于315mm 的IT7～IT9级孔

表面粗糙度仪的国家标准及术语

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Sm i，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t p 轮廓支承长度率就是轮廓支承长度n p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 6.38.00320 6.30250 ▽5 3.25.00200 4.00160 3.20125 ▽6 1.62.50100 2.0080 1.6063 ▽70.81.2550 1.0040 0.8032 ▽80.40.6325 0.5020 0.4016 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

表面粗糙度等级对照表

表面粗糙度级别对照及应用国际标注Rz N12 N11 N10 N9 N8 N7 N6 N5 N4 N3 N2 N1200 100 25Ra 50 25 6.3粗糙面表面形状特征 明显可见刀痕 可见刀痕

微见刀痕 可见加工痕迹 微见加工痕迹 看不见加工痕迹 可辨加工痕迹的方向 光面微辨加工痕迹的方向 不可辨加工痕迹的方向 暗光泽面 亮光泽面 镜状光泽面 雾状镜面 镜面精磨、研磨、抛光、超精磨、 镜面磨削等研磨、金刚石车刀的精车、精绞、冷拉、拉刀加工、抛光等加工方法举例锯断、粗车、粗铣、粗刨、钻孔以及用粗纹锉刀、粗砂 轮等加工冷拉、精车、精绞、粗绞、粗磨、刮削、粗拉刀加 工等5012.5 12.53.2半光面 6.31.6 6.30.8 3.20.4 1.60.2

0.80.1 0.40.05 0.20.025最光面 0.10.012 0.05 表面特征 明显可见刀痕 微见刀痕 看不见加工痕迹，微辩加工方向暗光泽面 雾状镜面0.012 镜状光泽面0.025 亮光泽面0.05 暗光泽面0.1 不可见加工痕迹的方向0.2 可见加工痕迹方向0.8 微见加工痕迹方向0.4 看不清加工痕迹方向1.6 微见加工痕迹方向3.2 可见加工痕迹方向6.3 微见刀痕12.5

可见刀痕25 明显可见刀痕50表面粗糙度(Ra)数值 Ra100、Ra50、Ra25、 Ra12.5、Ra6.3、Ra3.2、 Ra1.6、Ra0.8、Ra0.4、 Ra0.2、Ra0.1、Ra0.05、加工方法举例 粗车、粗刨、粗铣、钻孔精车、精刨、精铣、粗铰、粗磨精车、精磨、精铰、研磨研磨、珩磨、超精磨、抛光镜面0.006微米

表面粗糙度定义

表面粗糙度100个问与答 1．什么称为表面粗糙度？ 答：表面粗糙度是指零件加工表面上具有的由较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。它是一种微观几何形状误差。 2．表面粗糙度如何产生？ 答：零件经切削加工或其他方法所形成的表面，由于加工中的材料塑性变形、机械振动、摩擦等原因，总是存在着几何形状误差。 3．表面粗糙度对零件有什么影响？ 答：表面粗糙度对零件的摩擦和磨损、疲劳强度、抗腐蚀性及零件间的配合性质等都有重要的影响。 4．目前我国的“表面粗糙度”国家标准主要有哪些？ 答：GB/T 3505 2000 表面粗糙度术语表面及其参数； GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值； GB/T 131-1993 机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法。 5．什么称为实际轮廓？ 答：是平面与实际表面相交所得的轮廓线。按照相截方向的不同，它又可分为横向实际轮廓和纵向实际轮廓。在评定和测量表面粗糙度时，除特殊指明，通常均按横向实际轮廓，即与加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。 6．什么称为取样长度？ 答：用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。表面越粗糙，取样长度就应越大。规定取样长度是为了限制和减弱其他几何形状误差对表面粗糙度测量结果的影响。在取样长度范围内，一般包括5个以上的轮廓峰与轮廓谷。取样长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。 7．什么称为评定长度？ 答：是用以评定轮廓所必需的一段长度，可包括一个或几个取样长度。由于零件表面加工存在不均匀性，为了充分合理地反映被测表面的粗糙度特征，需要用几个取样长度来评定。评定长度的选用值见GB/T 1031-1995 表面粗糙度参数及其数值。 8．什么称为基准线？ 答：评定表面粗糙度参数数值大小的一条参考线称为基准线。基准线有两种：轮廓最小二乘中线和轮廓算术平均中线。 9．什么称为轮廓最小二乘中线？ 答：轮廓的最小二乘中线是在取样长度内，使轮廓上各点轮廓偏距的平方和为最小的线。10．什么称为轮廓算术平均中线？ 答：轮廓的算术平均中线是在取样长度内，划分实际轮廓为上、下两部分，且使上、下面积相等的线。 11．基本评定参数为哪些？ 答：三项高度参数为基本评定参数，即轮廓算术平均偏差（R a）、微观不平度十点高度（R z）和轮廓最大高度（R y）；另三项为附加评定参数，即轮廓微观不平度的平均间距（S m）、轮廓单峰平均间距（S）和轮廓支承长度率（t P）。 12．什么称为轮廓算术平均偏差（Ra）？ 答：在取样长度内，被测轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的算术平均值，R a值越大，则表面越粗糙。R a能客观地反映被测轮廓的几何特性。R a值可用电动轮廓仪直接测量，但不够直观。13．什么称为微观不平度十点高度（Rz）？ 答：在取样长度内，5个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大谷深的平均值之和。R z数值越大，表