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容器組件

表面粗糙度概述和常用參數(shù)

日期：2025-08-20 18:56

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摘要：

表面粗糙度概述和常用參數(shù)

關(guān)鍵詞：表面粗糙度評定基準(zhǔn)Ra Rz Ry tp

摘要：根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3505-2000

、GB/T1031-1995、GB/T131-1993

，從表面粗糙度的形成、與產(chǎn)品性能的關(guān)系和評定參數(shù)等方面介紹表面粗糙度

表面粗糙度的概述

無論是機械加工后的零件表面

，還是用其他方法獲得的零件表面，總會存在著由較小間距和峰谷組成的微量高低不平的痕跡

，這種加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性

，就是零件的表面粗糙度

。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量

，促進(jìn)互換性生產(chǎn)，必須對表面粗糙度的評定方法

、測量手段等提出科學(xué)的規(guī)定和要求。

表面粗糙度國家標(biāo)準(zhǔn)由GB/T3505—2000《產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范表面結(jié)構(gòu) 輪廓法表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語

、定義及參數(shù)》

、GB/T1031—1995《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成。

表面粗糙度的形成

表面粗糙度是一種微觀幾何形狀誤差,它不同于表面宏觀形狀(形狀誤差)和表面波度(中間形狀誤差).這三者常在一個表面輪廓疊加出現(xiàn),如下圖所示.

微觀形狀誤差是在機械加工中因切削刀痕

、表面撕裂擠壓、振動和摩擦等因素

，在被加工表面留下的間距很小的微觀起伏

，如圖b所示。

中間形狀誤差具有較明顯的周期性的間距λ和幅度h

，如圖c所示，只在高速切削條件下才時有出現(xiàn)

，它是由機床—工件—刀具加工系統(tǒng)的振動、發(fā)熱和運動不平衡造成的

。

表面宏觀形狀誤差產(chǎn)生的原因是機床幾何精度方面的誤差引起的

。

對表面粗糙度、波度和形狀誤差通常按間距來劃分：間距小于1mm的屬于表面粗糙度

；間距在1~10mm的屬于表面波度；間距大于10mm的屬于形狀誤差

。

表面粗糙度對零件使用性能的影響

1，對摩擦和摩損的影響一般說

，表面越粗糙

，摩擦阻力越大，零件的磨損也越快

。

2，對配合性質(zhì)的影響對于有配合要求的零件表面

，無論是哪一類配合

，表面粗糙度都影響配合性質(zhì)的穩(wěn)定性

。

，對抗腐蝕的影響表面越粗糙，積聚在零件表面上的腐蝕性氣體或液體也越多

，且通過表面的微觀凹谷向零件表層滲透，使腐蝕加劇

。

，對抗疲勞強度的影響表面越粗糙，對應(yīng)力集中越敏感

，零件疲勞損壞的可能性越大

，疲勞強度就越低。

5，對接觸剛度的影響零件表面越粗糙

，表面間的接觸面積就越小

，單位面積受力就越大，峰頂處的局部塑性變形就越大

，接觸剛度降低，進(jìn)而影響零件的工作精度和抗振性

。

，對結(jié)合密封性的影響降低零件表面粗糙度數(shù)值

，可提高其密封性

。

此外，表面粗糙度還影響檢驗零件時的測量不確定性

、零件外觀的美觀等。

表面粗糙度的評定

評定基準(zhǔn)

為了客觀地評定表面粗糙度

，首先要確定測量的長度范圍和方向

，即評定基準(zhǔn)

。它包括取樣長度

、評定長度和基準(zhǔn)線。評定基準(zhǔn)是在實際輪廓線上量取得一段長度

。

實際輪廓是平面與實際表面相交所得的輪廓線。按照相截方向的不同

，可分為橫向?qū)嶋H輪廓和縱向?qū)嶋H輪廓兩種

。在評定或測量表面粗糙度時

，除非特別指明

，通常均指橫向?qū)嶋H輪廓，即加工紋理方向垂直的截面上的輪廓

。

，取樣長度l 用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長度

。規(guī)定和選擇這段長度是為了限制和減弱表面波度對表面粗糙度測量結(jié)果的影響。如果l過長

，則有可能將表面波度的成分引入到表面粗糙度的結(jié)果中

；若l過短

，則將不能反映待測表面粗糙度的實際情況

。在取樣長度范圍內(nèi)，一般應(yīng)包含5個以上的輪廓峰和輪廓谷

。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣長度在輪廓總的走向上量取。

，評定長度ｌn 評定輪廓所必需的一段長度

，它可包括一個或幾個取樣長度

。由于加工表面的粗糙度并不均勻

，只取一個取樣長度中的粗糙度值來評定該表面粗糙度的質(zhì)量，還不夠客觀

，所以要取幾個連續(xù)的取樣長度。至于取多少個與加工方法有關(guān)

，即與加工所得到的表面粗糙度的均勻程度有關(guān)

。越均勻，所取個數(shù)越少

，一般情況下，ｌn=5ｌ

。

，基準(zhǔn)線用以評定表面粗糙度參數(shù)給定的線

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；鶞?zhǔn)線有兩種：

⑴輪廓的小二乘中線（中線）具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長度內(nèi)使輪廓線上各點的輪廓偏距（在測量方向上輪廓線上的點與基準(zhǔn)線之間的距離）的平方和為小

。

⑵輪廓的算術(shù)平均中線具有幾何輪廓形狀，在取樣長度內(nèi)與輪廓走向一致

，在取樣長度內(nèi)有該線劃分

，使上、下兩邊的面積相等的基準(zhǔn)線

。

小二乘中線符合小二乘原則

，從理論上講是理想的、**的基準(zhǔn)線

，但由于在輪廓圖形上確定其位置比較困難，所以只適用于**測量

。

評定參數(shù)

，高度評定參數(shù)

⑴輪廓算術(shù)平均偏差Ra 在取樣長度ｌ內(nèi)

，輪廓偏距**值的算術(shù)平均值

。

⑵微觀不平度十點高度Rz 在取樣長度ｌ內(nèi)，5個大的輪廓峰高的平均值與5個大的輪廓谷深的平均值之和.

⑶輪廓大高度Ry 在取樣長度ｌ內(nèi)

，輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離

Ry參數(shù)不如Ra

，Rz值反映的幾何特性準(zhǔn)確

，故其應(yīng)用不多，一般與Ra和Rz合用

。

2，形狀參數(shù)——輪廓支承長度率tp 在取樣長度ｌ內(nèi)

，一條平行于中線的線與輪廓相截所得各段截線長度bi之和與取樣長度之比

。

輪廓支承長度率是耐磨性的度量指標(biāo)

，當(dāng)輪廓實際接觸面積較大或?qū)δ湍バ杂休^高要求時

，可用此參數(shù)控制。一般情況下

，tp值越大，零件表面的耐磨性越好

。
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