學(xué)習(xí)情境表面粗糙度檢測(cè)

學(xué)習(xí)情境表面粗糙度檢測(cè)第一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二任務(wù)1：識(shí)讀和標(biāo)注表面粗糙度代號(hào)；任務(wù)2：選用和檢測(cè)表面粗糙。思考題與習(xí)題學(xué)習(xí)情境4：表面粗糙度檢測(cè)第二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二引言1.表面粗糙度的概念

經(jīng)過(guò)機(jī)械加工或用其他加工方法獲得的零件表面，由于加工過(guò)程中的塑性變形、機(jī)床的高頻振動(dòng)以及刀具在加工表面留下的切削痕跡等原因，零件的表面不可能是絕對(duì)光潔的。在零件加工表面存在幾何形狀誤差，其中一種是由較小間距和微小峰谷形成的微觀幾何形狀誤差，即表面粗糙度。表面粗糙度值越小，零件表面越光潔。第三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-1車(chē)削外圓錐面第四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

零件加工表面形成的幾何形狀誤差除表面粗糙度外，還有形狀誤差（宏觀幾何形狀誤差）和表面波度，如圖4-1所示。通常，按相鄰兩波峰或兩波谷的波距來(lái)劃分，波距大于10mm的屬于形狀誤差；波距小于1mm的屬于表面粗糙度；波距介于1～10mm之間的屬于表面波度。第五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-2零件表面的幾何形狀誤差第六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.表面粗糙度對(duì)互換性的影響

表面粗糙度對(duì)零件表面許多功能都有影響。其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）配合性質(zhì)對(duì)于有配合要求的零件表面，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致微小的波峰磨損，從而影響配合性質(zhì)。第七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

間隙配合：零件粗糙表面的波峰會(huì)很快磨去，導(dǎo)致間隙增大，影響原有的配合功能。過(guò)盈配合：在裝配零件時(shí)會(huì)將波峰擠平填入波谷，使實(shí)際有效過(guò)盈量減小，降低了聯(lián)結(jié)強(qiáng)度。

過(guò)渡配合：零件會(huì)在使用和拆裝過(guò)程中發(fā)生磨損，使配合變松，降低了定位和導(dǎo)向的精度。

第八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2）耐磨性

相互接觸的表面由于存在微觀幾何形狀誤差，只能在輪廓峰頂處接觸，實(shí)際有效接觸面積減小，導(dǎo)致單位面積上壓力增大，表面磨損加?。坏^(guò)于光（即表面粗糙度值過(guò)?。┑牧慵砻妫捎诮饘俜肿娱g的吸附作用，接觸表面的潤(rùn)滑油被擠掉形成干摩擦，也會(huì)使摩擦系數(shù)增大而加劇磨損。

第九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二3）耐腐蝕性

由于腐蝕性氣體或液體容易積存在波谷底部，腐蝕作用便從波谷向金屬零件內(nèi)部深入，造成銹蝕，因此零件表面越粗糙，波谷越深，腐蝕越嚴(yán)重。第十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4）抗疲勞強(qiáng)度

零件粗糙表面的波谷處，在交變載荷、重載荷作用下易引起應(yīng)力集中，使抗疲勞強(qiáng)度降低。此外，表面粗糙度對(duì)接觸剛度、結(jié)合面的密封性、零件的外觀、零件表面導(dǎo)電性等都有影響。因此為保證零件的使用性能和互換性，在設(shè)計(jì)零件幾何精度時(shí)必須提出合理的表面粗糙度要求。第十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二任務(wù)1：識(shí)讀和標(biāo)注表面粗糙度代號(hào)知識(shí)點(diǎn)：（1）輪廓算術(shù)平均偏差；（2）輪廓最大高度；（3）表面粗糙度代號(hào)；（4）表面粗糙度符號(hào)的國(guó)標(biāo)和畫(huà)法；（5）表面粗糙度代號(hào)的標(biāo)注格式；（6）表面粗糙度代號(hào)的標(biāo)注規(guī)定；（7）表面粗糙度代號(hào)的標(biāo)注方法。技能點(diǎn)：（1）識(shí)讀表面粗糙度代號(hào)；（2）正確標(biāo)注表面粗糙度代號(hào)。第十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、任務(wù)描述及分析

表面粗糙度在零件幾何精度設(shè)計(jì)中是必不可少的，作為零件質(zhì)量評(píng)定指標(biāo)也是十分重要的。在評(píng)定零件的表面質(zhì)量時(shí)，不僅要求零件具有一定的尺寸精度和形位精度，還應(yīng)具有一定的表面粗糙度要求。而表面粗糙度要求是由圖樣上給出的表面粗糙度代號(hào)所規(guī)定的要求來(lái)控制的。因此，能正確地識(shí)讀表面粗糙度代號(hào)的含義就顯得十分重要。第十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、相關(guān)知識(shí)我國(guó)現(xiàn)行的表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)有《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(yǔ)、定義及參數(shù)》（GB/T3505—2000）、《表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值》（GB/T1031—1995）、《機(jī)械制圖表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)及其注法》（GB/T131—1993）。

第十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二1.基本術(shù)語(yǔ)1）取樣長(zhǎng)度（lr）

取樣長(zhǎng)度是用于判別被評(píng)定輪廓的不規(guī)則特征的x軸方向上的長(zhǎng)度，即具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度。x軸的方向與輪廓總的走向一致，一般應(yīng)包括5個(gè)以上的波峰和波谷，如圖5-2所示。規(guī)定和限制這段長(zhǎng)度是為了限制和減弱表面波度對(duì)表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的影響。第十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2）評(píng)定長(zhǎng)度（ln）

評(píng)定長(zhǎng)度是用于判別被評(píng)定輪廓的x軸方向上的長(zhǎng)度。它可包括一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度，如圖4-3所示。由于零件表面粗糙度不一定均勻，在一個(gè)取樣長(zhǎng)度上往往不能合理地反映該表面粗糙度的特性，因此要取幾個(gè)連續(xù)取樣長(zhǎng)度，一般取ln=5lr。若被測(cè)表面比較均勻，可選ln＜5lr；若被測(cè)表面均勻性差或測(cè)量精度要求高，可選ln＞5lr。

第十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-3取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度第十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二3）輪廓中線

輪廓中線是具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線。它有輪廓的最小二乘中線和輪廓的算術(shù)平均中線兩種。（1）輪廓的最小二乘中線（m）

輪廓的最小二乘中線是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，使輪廓線上各點(diǎn)輪廓偏距zi的平方和最小的線，即min（），如圖4-4所示。第十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-4輪廓的最小二乘中線第十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

輪廓偏距z是指測(cè)量方向上，輪廓線上的點(diǎn)與基準(zhǔn)線之間的距離，如圖4-5所示。對(duì)實(shí)際輪廓來(lái)說(shuō)，基準(zhǔn)線和評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)輪廓總的走向之間的夾角α是很小的，故可認(rèn)為輪廓偏距是垂直于基準(zhǔn)線的。輪廓偏距有正、負(fù)之分：在基準(zhǔn)線以上,輪廓線和基準(zhǔn)線所包圍的部分是材料的實(shí)體部分，這部分的z值為正；反之為負(fù)。

第二十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-5輪廓偏距第二十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（2）輪廓的算術(shù)平均中線

輪廓的算術(shù)平均中線是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)劃分實(shí)際輪廓為上、下兩部分，且使兩部分面積相等的基準(zhǔn)線，如圖4-6所示，用公式表示為式中:Fi——輪廓峰面積；——輪廓谷面積。(5-1)第二十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-6輪廓的算術(shù)平均中線第二十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

最小二乘中線從理論上講是理想的、惟一的基準(zhǔn)線，但在輪廓圖形上確定最小二乘中線的位置比較困難，因此只用于精確測(cè)量。輪廓算術(shù)平均中線與最小二乘中線差別很小，通常用圖解法或目測(cè)法就可以確定，故實(shí)際應(yīng)用中常用輪廓的算術(shù)平均中線代替最小二乘中線。當(dāng)輪廓很不規(guī)則時(shí)，輪廓的算術(shù)平均中線不是惟一的。第二十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4）輪廓峰頂線

輪廓峰頂線是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，平行于基準(zhǔn)線并通過(guò)輪廓最高點(diǎn)的線，如圖4-7所示。第二十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-7輪廓峰頂線與輪廓谷底線第二十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二5）輪廓谷底線

輪廓谷底線是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，平行于基準(zhǔn)線并通過(guò)輪廓最低點(diǎn)的線，如圖5-6所示。第二十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.評(píng)定參數(shù)

1）幅度參數(shù)

（1）輪廓算術(shù)平均偏差（Ra）

輪廓算術(shù)平均偏差是指在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi),輪廓偏距z(x)絕對(duì)值的算術(shù)平均值，如圖4-8所示，用公式表示為

或近似為

式中:z——輪廓偏距；zi——第i點(diǎn)輪廓偏距（i=1，2，3,…）。第二十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-8輪廓算術(shù)平均偏差第二十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（2）輪廓最大高度（Rz）

輪廓最大高度是指在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離，如圖4-9所示。第三十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-9輪廓最大高度第三十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2）間距參數(shù)

輪廓單元的平均寬度（RSm）：在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，輪廓單元寬度XS的平均值，用公式表示為式中,XSi——第i個(gè)輪廓微觀不平度的間距。

輪廓單元是指輪廓峰和輪廓谷的組合寬度。輪廓單元寬度XS是指x軸線與輪廓單元相交線段的長(zhǎng)度，如圖4-10所示。第三十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-10輪廓單元寬度第三十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二3）形狀特性參數(shù)

輪廓支承長(zhǎng)度率（Rmr

（c））：在給定水平位置c上，輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml（c）與評(píng)定長(zhǎng)度ln的比率，用公式表示為第三十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

輪廓的實(shí)體材料長(zhǎng)度Ml（c）,是指評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)，一平行于x軸的直線從峰頂線向下移一水平截距c時(shí)，與輪廓相截所得各段截線長(zhǎng)度bi之和。Rmr（c）值是對(duì)應(yīng)于不同水平截距c而給出的。水平截距c是從峰頂線開(kāi)始計(jì)算的,它可用um或Rz的百分?jǐn)?shù)表示。如圖4-11所示，給出Rmr（c）參數(shù)時(shí)，必須同時(shí)給出輪廓水平截距c值。第三十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-11輪廓支承長(zhǎng)度第三十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1031—1995規(guī)定,幅度參數(shù)是基本評(píng)定參數(shù)，而間距和形狀特性參數(shù)為附加評(píng)定參數(shù)。第三十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二3.表面粗糙度的標(biāo)注

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T131—1993對(duì)表面粗糙度的符號(hào)、代號(hào)及其標(biāo)注做了規(guī)定。1）表面粗糙度的基本符號(hào)

表面粗糙度的基本符號(hào)是由兩條不等長(zhǎng)且與被標(biāo)注表面投影輪廓線成60°，左、右傾斜的細(xì)實(shí)線組成的。第三十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

圖樣上所標(biāo)注的表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)是該表面完工后的要求。有關(guān)表面粗糙度的各項(xiàng)規(guī)定應(yīng)按功能要求給定。若僅需加工（采用去除材料的方法或不去除材料的方法）但對(duì)表面粗糙度的其他規(guī)定沒(méi)有要求時(shí)，允許只注表面粗糙度符號(hào)，如表5-1所示。第三十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2）表面粗糙度的代號(hào)及其標(biāo)注

當(dāng)需要表示的加工表面對(duì)表面特征的其他規(guī)定有要求時(shí)，應(yīng)在表面粗糙度符號(hào)的相應(yīng)位置注上若干必要項(xiàng)目的表面特征規(guī)定。表面特征的各項(xiàng)規(guī)定在符號(hào)中的注寫(xiě)位置如圖4-12所示。第四十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-12表面粗糙度的代（符）號(hào)標(biāo)注位置第四十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

a1，a2——粗糙度高度參數(shù)代號(hào)及其數(shù)值（um）；b——加工方法，鍍覆、涂覆、表面處理或其他說(shuō)明等；c——取樣長(zhǎng)度（mm）或波紋度（um）；d——加工紋理方向的符號(hào)；e——加工余量（mm）；f——粗糙度間距參數(shù)值（mm）或支承長(zhǎng)度率（%）。第四十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（1）幅度參數(shù)的標(biāo)注

表面粗糙度幅度參數(shù)的標(biāo)注及其意義示例見(jiàn)表5-2。當(dāng)選用Ra時(shí)，只需在代號(hào)中標(biāo)出其參數(shù)，參數(shù)值前可不標(biāo)參數(shù)代號(hào)；當(dāng)選用Rz時(shí)，參數(shù)和參數(shù)值均應(yīng)標(biāo)出。

第四十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

注：表面粗糙度參數(shù)的“上限值”（或“下限值”）和“最大值”（或“最小值”）的含義是不同的?！吧舷拗怠保ɑ颉跋孪拗怠保┍硎颈砻娲植诙葏?shù)的所有實(shí)測(cè)值中允許16%測(cè)得值超過(guò)規(guī)定值；“最大值”（或“最小值”）表示所有實(shí)測(cè)值不得超過(guò)規(guī)定值。

第四十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（2）間距、形狀特征參數(shù)的標(biāo)注

若需要標(biāo)注RSm、Rmr(c)值時(shí)，將其符號(hào)注在長(zhǎng)邊的橫線下面，數(shù)值寫(xiě)在代號(hào)的后面。示例見(jiàn)表5-3。第四十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二第四十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（3）其他要求表面粗糙度的標(biāo)注

取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度應(yīng)標(biāo)注在符號(hào)長(zhǎng)邊的橫線下面，如按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦值選取，在圖樣上可省略標(biāo)注取樣長(zhǎng)度值,否則按圖4-13（a）所示標(biāo)注取樣長(zhǎng)度2.5。

若某表面粗糙度要求按指定加工方法獲得，可用文字標(biāo)注,如圖4-13（b）所示。若需標(biāo)注加工余量，可在規(guī)定之處加注余量值,如圖4-13（c）所示。若需控制表面加工紋理方向時(shí)，可在規(guī)定之處加注紋理方向符號(hào),如圖4-13（d）所示。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了常見(jiàn)的加工紋理方向符號(hào)，如表5-4所示。

第四十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-13表面粗糙度的其他要求標(biāo)注第四十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二（4）表面粗糙度在圖樣上的標(biāo)注

表面粗糙度符號(hào)、代號(hào)一般標(biāo)注在可見(jiàn)輪廓線、尺寸界線、引出線或它們的延長(zhǎng)線上。符號(hào)的尖端必須從材料外指向表面，如圖4-14所示。①當(dāng)零件的大部分表面具有相同的表面粗糙度要求時(shí)，對(duì)其中使用最多的一種代（符）號(hào)可統(tǒng)一注在圖樣的右上角，并加注“其余”兩字，且是圖樣上其他代（符）號(hào)高度的1.4倍，如圖4-14（a）所示。②代號(hào)中數(shù)字注寫(xiě)方向應(yīng)與尺寸數(shù)字方向一致；傾斜表面的代號(hào)及數(shù)字標(biāo)注方向應(yīng)符合圖4-14（b）規(guī)定。③帶有橫線的表面粗糙度應(yīng)按圖4-14（c）方式標(biāo)注。第五十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二④當(dāng)?shù)胤姜M小不便標(biāo)注時(shí)，可引出標(biāo)注，如圖4-14（d）所示。⑤零件上重復(fù)要素（孔、槽、齒等）的表面只標(biāo)注其中一個(gè)且連續(xù)表面只注一次，如圖4-14（e）。⑥

零件所在表面具有相同的表面粗糙度要求時(shí)，在右上角統(tǒng)一標(biāo)注代號(hào)，如圖4-14（f）所示。第五十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-14表面粗糙度代號(hào)在圖樣上的標(biāo)注第五十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二三、任務(wù)實(shí)施例1：在圖4-15中可以看到，除了標(biāo)注有48f7和48k6等公差代號(hào)和如等形位公差的代號(hào)外，還標(biāo)注有，，，等代號(hào)，而這些代號(hào)稱為表面粗糙度代號(hào)，其含義為：：表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為0.8um。

：表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為1.6um。：表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為3.2um。：表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為6.3um。：表示用去除材料方法獲得的表面粗糙度，Ra的上限值為12.5um。例2:解釋圖4-15齒輪軸中表面粗糙度代號(hào)的標(biāo)注方法。1.63.26.30.81.63.26.312.5第五十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-15齒輪軸第五十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二任務(wù)2：選用和檢測(cè)表面粗糙度知識(shí)點(diǎn)：（1）類比法選用表面粗糙度參數(shù)值；（2）比較樣塊；（3）光切顯微鏡；（4）干涉顯微鏡；（5）電動(dòng)輪廓儀；（6）手持式粗糙度儀。技能點(diǎn)：（1）合理選用表面粗糙度參數(shù)值；（2）運(yùn)用表面粗糙度的檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)。第五十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二一、任務(wù)描述及分析

在實(shí)際工作中，由于表面粗糙度和零件的功能關(guān)系十分復(fù)雜，很難全面而精細(xì)地按零件表面功能要求來(lái)準(zhǔn)確地確定粗糙度的參數(shù)值。在選用時(shí)，要綜合考慮使用性能和經(jīng)濟(jì)性能兩方面的因素?？偟倪x用原則是：在滿足使用功能要求的前提條件下，參數(shù)值的允許值應(yīng)盡可能大。本任務(wù)將針對(duì)減速器輸出軸表面粗糙度值的選用以及連桿軸頸表面粗糙度的檢測(cè)來(lái)了解表面粗糙度值選用和檢測(cè)。第五十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二二、相關(guān)知識(shí)1.表面粗糙度的選擇1）表面粗糙度評(píng)定參數(shù)的選擇

表面粗糙度評(píng)定參數(shù)中，Ra、Rz

兩個(gè)幅度參數(shù)為基本參數(shù)，RSm、Rmr（c）為兩個(gè)附加參數(shù)。這些參數(shù)分別從不同角度反映了零件的表面特征，但都存在著不同程度的不完整性。因此，在選用時(shí)要根據(jù)零件的功能要求、材料性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及測(cè)量條件等情況適當(dāng)選擇一個(gè)或幾個(gè)評(píng)定參數(shù)。

第五十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（1）如無(wú)特殊要求，一般僅選用幅度參數(shù)。

①在Ra=0.025～6.3um范圍內(nèi)，優(yōu)先選用Ra，因?yàn)樵谠摲秶鷥?nèi)用輪廓儀能很方便地測(cè)出Ra

的實(shí)際值。在Ra＞6.3um和Ra＜0.025um范圍內(nèi)，即表面過(guò)于粗糙或太光滑時(shí)，用光切顯微鏡和干涉顯微鏡測(cè)很方便，多采用Rz。

②當(dāng)表面不允許出現(xiàn)較深加工痕跡，防止應(yīng)力過(guò)于集中，要求保證零件的抗疲勞強(qiáng)度和密封性時(shí)，需選Rz。

第五十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（2）附加參數(shù)一般不單獨(dú)使用，對(duì)有特殊要求的少數(shù)零件的重要表面（如要求噴涂均勻、涂層有較好的附著性和光澤表面），需要控制Rsm數(shù)值；對(duì)于有較高支撐剛度和耐磨性的表面，應(yīng)規(guī)定Rmr（c）參數(shù)。

第五十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2）表面粗糙度評(píng)定參數(shù)值的選擇

表面粗糙度評(píng)定參數(shù)值的選擇，不但與零件的使用性能有關(guān)，還與零件的制造及經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。其選用的原則為：在滿足零件表面功能的前提下，評(píng)定參數(shù)的允許值盡可能大（除Rmr（c）外），以減小加工難度，降低生產(chǎn)成本。

第六十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二3）選擇方法

（1）計(jì)算法：根據(jù)零件的功能要求，計(jì)算所評(píng)定參數(shù)的要求值，然后按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定選擇適當(dāng)?shù)睦碚撝怠＃?）試驗(yàn)法：根據(jù)零件的功能要求及工作環(huán)境條件，選用某些表面粗糙度參數(shù)的允許值進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，得到合理的表面粗糙度參數(shù)值。第六十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（3）類比法：選擇一些經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明的表面粗糙度合理的數(shù)值，經(jīng)過(guò)分析，確定所設(shè)計(jì)零件表面粗糙度有關(guān)參數(shù)的允許值。

目前用計(jì)算法精確計(jì)算零件表面的參數(shù)值還比較困難，而一般零件用試驗(yàn)法來(lái)確定表面粗糙度參數(shù)值成本昂貴，所以，具體設(shè)計(jì)時(shí)，多采用類比法確定零件表面的評(píng)定參數(shù)值。

第六十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二類比法選擇的一般原則：

（1）在同一零件上工作表面比非工作表面粗糙度值小。（2）摩擦表面比非摩擦表面、滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的表面粗糙度值小。（3）運(yùn)動(dòng)速度高、單位面積壓力大、受交變載荷的零件表面，以及最易產(chǎn)生應(yīng)力集中的部位（如溝槽、圓角、臺(tái)肩等），表面粗糙度值均應(yīng)小些。（4）配合要求高的表面，表面粗糙度值應(yīng)小些。具體選擇可參看表5-5。第六十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二第六十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

（5）對(duì)防腐性能、密封性能要求高的表面，表面粗糙度值應(yīng)小些。（6）配合零件表面的粗糙度與尺寸公差、形位公差應(yīng)協(xié)調(diào)。一般應(yīng)符合：尺寸公差>形位公差＞表面粗糙度。一般情況下，尺寸公差值越小，表面粗糙度值應(yīng)越??；同一公差等級(jí)，小尺寸比大尺寸、軸比孔的表面粗糙度值應(yīng)小些。（7）還需考慮其它一些因素和要求，表5-6為應(yīng)用舉例，可供參考。

第六十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2.表面粗糙度的測(cè)量

常用的表面粗糙度的測(cè)量方法有比較法、光切法、光波干涉法和針描法。這些方法基本上用于測(cè)量表面粗糙度的幅度參數(shù)。第六十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二1）比較法

比較法是將被測(cè)零件表面與粗糙度樣板直接進(jìn)行比較的一種測(cè)量方法。它可以通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)或借助放大鏡、比較顯微鏡，估計(jì)出表面粗糙度的值。這種方法多用于車(chē)間，評(píng)定一些表面粗糙度參數(shù)值較大的表面。精度較差，只能做定性分析比較。第六十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-16粗糙度比較樣塊

用于比較法檢測(cè)零件的表面粗糙度。以已知高度參數(shù)值的表面粗糙度比較樣塊工作面上的粗糙度為標(biāo)準(zhǔn)，用視覺(jué)法或觸覺(jué)法與被測(cè)表面進(jìn)行比較，以判定被測(cè)表面是否符合規(guī)定；用樣塊進(jìn)行比較檢驗(yàn)時(shí)，樣塊和被測(cè)表面的材料，加工方法應(yīng)盡可能一致；樣塊比較簡(jiǎn)單易行，適合生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。缺點(diǎn)是評(píng)定的可靠性很大程度上取決于檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，所以僅使用于表面粗糙度要求不高的工件。第六十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二2）光切法

光切法是利用光切原理，即光的反射原理測(cè)量表面粗糙度的一種方法。常用的儀器是光切顯微鏡（雙管顯微鏡），該儀器適宜測(cè)量車(chē)、銑、刨或其他類似加工方法所加工的零件平面或外圓表面。光切法主要用來(lái)測(cè)量粗糙度參數(shù)Rz的值，其測(cè)量范圍為0.8～50um。第六十九頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-17光切顯微鏡

光切顯微鏡（雙管顯微鏡）是利用光切原理測(cè)量表面粗糙度的一種儀器。從目鏡觀察表面粗糙度輪廓圖像，用測(cè)微裝置測(cè)定高度參數(shù)Rz值和Ry值，測(cè)量范圍一般為Rz0.8~100um，必要時(shí)可通過(guò)測(cè)量描繪出輪廓圖像，或使用其照相裝置，將粗糙度輪廓圖像拍照下來(lái)，再近似評(píng)定Ra值。第七十頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

圖4-18（a）表示被測(cè)表面為階梯面，其階梯高度為h。由光源發(fā)出的光線經(jīng)狹縫后形成一個(gè)光帶，此光帶與被測(cè)表面以?shī)A角為45°的方向A與被測(cè)表面相截，被測(cè)表面的輪廓影像沿B向反射后可由顯微鏡中觀察得到圖4-18（b）。其光路系統(tǒng)如圖4-18（c）所示，光源1通過(guò)聚光鏡2、狹縫3和物鏡5，以45°角的方向投射到工件表面4上，形成一窄細(xì)光帶。光帶邊緣的形狀，即光束與工件表面的交線，也就是工件第七十一頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二在45°截面上的輪廓形狀，此輪廓曲線的波峰在S1點(diǎn)反射，波谷在S2點(diǎn)反射，通過(guò)物鏡5，分別成像在分劃板6上的和點(diǎn)，其峰、谷影像高度差為h″。由儀器的測(cè)微裝置可讀出此值，按定義測(cè)出評(píng)定參數(shù)Rz的數(shù)值。第七十二頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-18光切顯微鏡工作原理圖第七十三頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

3）光波干涉法

光波干涉法是利用光波的干涉原理測(cè)量表面粗糙度的方法。常用的儀器是干涉顯微鏡，適宜用來(lái)測(cè)量粗糙度參數(shù)Rz，測(cè)量范圍為0.05～0.8um。干涉顯微鏡基本光路系統(tǒng)如圖4-20（a）所示。由光源1發(fā)出的光線經(jīng)平面鏡5反射向上，至分光鏡9后分成兩束。一束向上射至被測(cè)表面18返回，另一束向左射至參考鏡13返回。此兩束光線會(huì)合后形成一組干涉條紋。干涉條紋的相對(duì)彎曲程度反映被測(cè)表面微觀不平度的狀況，如圖4-20（b）所示。儀器的測(cè)微裝置可按定義測(cè)出相應(yīng)的評(píng)定參數(shù)Rz值。第七十四頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-19干涉顯微鏡

干涉顯微鏡是利用光波干涉原理測(cè)量表面粗糙度的一種儀器。被測(cè)表面有一定的粗糙度就呈現(xiàn)出凹凸不平的峰谷狀干涉條紋的數(shù)目和峰谷的彎曲程度，即可計(jì)算出表面粗糙度的Ra值。必要時(shí)還可將干涉條紋的峰谷拍照下來(lái)評(píng)定。干涉法適用于精密加工的表面粗糙度測(cè)量。適合在計(jì)量室使用，測(cè)量范圍一般為Rz0.032~0.8um

。第七十五頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二圖4-20光波干涉法測(cè)量原理圖第七十六頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

4）針描法

針描法是利用儀器的觸針在被測(cè)表面上輕輕劃過(guò)，被測(cè)表面的微觀不平度將使觸針作垂直方向的位移，再通過(guò)傳感器將位移量轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)信號(hào)放大后送入計(jì)算機(jī)，在顯示器上顯示出被測(cè)表面粗糙度的評(píng)定參數(shù)值。也可由記錄器繪制出被測(cè)表面輪廓的誤差圖形。第七十七頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二

按針描法原理設(shè)計(jì)制造的表面粗糙度測(cè)量?jī)x器通常稱為輪廓儀。根據(jù)轉(zhuǎn)換原理的不同，可以有電感式輪廓儀、電容式輪廓儀、電壓式輪廓儀等。輪廓儀可測(cè)Ra、Rz、RSm及Rmr(c)等多個(gè)參數(shù)。除上述輪廓儀外，還有光學(xué)觸針輪廓儀，它適用于非接觸測(cè)量，以防止劃傷零件表面。這種儀器通常直接顯示Ra值，其測(cè)量范圍為0.025～6.3μｍ。

第七十八頁(yè)，共八十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二