第四节 表面粗糙度

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。

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。


(图3-表面粗糙度-1)

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

中美表面粗糙度(光洁度)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 6.3 8.00 320
6.30 250
▽ 5 3.2 5.00 200
4.00 160
3.20 125
▽ 6 1.6 2.50 100
2.00 80
1.60 63
▽ 7 0.8 1.25 50
1.00 40
0.80 32
▽ 8 0.4 0.63 25
0.50 20
0.40 16

表面粗糙度符号、代号应注在可见轮廓线、尺寸线、尺寸界线或者它们的延长线上;符号的尖端必须从材料外指向表面;在同一张图样上,每一表面一般只标注一次符号、代号,并尽可能靠近有关的尺寸线。下表摘要列举了表面粗糙度标注的有关规定及图例。

表面粗糙度符号代号及其参数的标注方法


(图3-表面粗糙度-4/5)


(图3-表面粗糙度-6美标)

表面粗糙度的标注方法及示例


(图3-表面粗糙度-2/3)

表面粗糙度世界各国常用符号简述

 

参数  
输出
测量
标准
Ra
R A
算术平均粗糙度 Ra
DIN EN ISO 4287 : 1998
ISO 4287 : 1997
JIS B 0601 : 1994
Rq
RQ
均方根粗糙度 Rq
DIN EN ISO 4287 : 1998
ISO 4287 : 1997
JIS B 0601 : 2001
Rz
RZ
平均峰谷深度 Rz (依据 ISO 标准)或 Ry (依据 JIS 标准)  
DIN EN ISO 4287 : 1998
 
ISO 4287 : 1997
Ry ( JIS )
JIS B 0601 : 2001
相当于 Rz
 
Rz ( JIS )
RZJ
轮廓的平均高度 Rz
JIS B 0601 : 2001
(以前为: ISO 4287/1 : 1984 )
Rmax
RM A X
最大粗糙度深度 Rmax
DIN 4768 : 1990
Rp
R P
平均轮廓波峰高度 Rp
DIN EN ISO 4287 : 1998
ISO 4287 : 1997
Rp ( ASME )
R P
最大轮廓波峰高度 Rp
ASME B46
Rpm ( ASME )
R P M
平均轮廓波峰高度 Rp
ASME B46
Rpk
R P K
减小的波峰高度 Rpk
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
Rk
RK
中心粗糙度深度 Rk
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
Rvk
RVK
减小的波谷深度 Rvk
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
Mr1
MR 1
粗糙度中心轮廓的最小材料率 Mr1 :
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
将突出的波峰从粗糙度中心轮廓分开的交线的材料率(单位 % )。
Mr2
MR 2
粗糙度中心轮廓的最大材料率 Mr2 :
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
将波谷从粗糙度中心轮廓分开的交线的材料比(单位 % )。
A1
A1
材料填充的轮廓波峰范围 A1
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
(单位 μm 2 / mm )
A2
A2
导润剂填充的轮廓波谷范围 A2
DIN EN ISO 13565-2 : 1998
( 单位 μm 2 / mm )
Vo
VO
含油量 Vo (单位 mm 3 /cm 2 )
 
Rt
RT
R 轮廓的总高度 Rt
DIN EN ISO 4287 : 1998
R3z
R 3 Z
算术平均第三峰谷间高度 R3z
DB N 31007 : 1983
RPc
R PC
波峰数 RPc
EN 10049 : 2005
(取决于交线 C1 和 C2 ):
ASME B46
每厘米(或每英寸)超出上交线 C1 和小于下交线 C2 的轮廓的数目(见 RSm )。
 
Rmr
RMR
材料率 Rmr
DIN EN ISO 4287 : 1998
 
(取决于参考线 CREF 和交线 C ;
ISO 4287 : 1997
tp ( JIS , ASME ) 相当于 Rmr
3   个单值可选)
JIS B 0601 : 2001
RSm
RSM
轮廓的平均宽度 RSm
DIN EN ISO 4287 : 1998
(以前:槽间距)
ISO 4287 : 1997
 
JIS B 0601 : 2001
S
S
局部轮廓波峰的平均距离 S
JIS B 0601 : 2001
CR
C R
轮廓波峰区的区宽 CR  
ISO 4287 : 1997
(法语 " critère de rodage " )
(取决于交线 Scr 1 和 Scr 2 )
CF
C F
轮廓中心区的区宽 CF   16
ISO 4287 : 1997
(法语 " critère de fonctionnement " )
(取决于交线 Scf1 和 Scf2 )
CL
C L
轮廓波谷区的区宽 CL   16
ISO 4287 : 1997
(法语 " critère de lubrification " )
(取决于交线 Scl1 和 Scl2 )
R
R
粗糙度波形的平均深度 R
ISO 12085 : 1996
(取决于算子 A 和 B )
Ar
A R
粗糙度波形的平均宽度 Ar
ISO 12085 : 1996
(取决于算子 A 和 B )
Rx
RX
轮廓不均匀性的最大深度 Rx
ISO 1208
(取决于算子 A 和 B )