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第五章 表面粗糙度 基本内容：掌握表面粗糙度的基本概念，表面粗糙度的评定、选用、标注及测量。 重点内容：表面粗糙度的评定、选用及标注。 难点内容：表面粗糙度的评定、选用。 操作技能：表面粗糙度的测量。 基本概念 表面粗糙度：加工表面所具有的较小间距和峰谷的微观几何形状特性称为表面粗糙度。零件的表面粗糙度对该零件的工作性能有重大影响。 表面粗糙度对零件性能的影响 影响零件运动表面的摩擦和磨损。表面越粗糙，则摩擦系数就越大，两个相对运动的表面峰顶间的实际有效接触面积就越小，使单位面积上的压力增大，零件运动表面磨损加快。 影响配合性质的稳定性和机器的工作精度。对间隙配合来说，表面粗糙则易磨损，使配合表面间的实际间隙逐渐增大；对过盈配合而言，表面粗糙会减小配合表面间的实际有效过盈，降低联结强度，从而降低机器的工作精度。 表面粗糙度对零件性能的影响 影响零件的强度。零件表面越粗糙，则对应力集中越敏感，特别是在交变应力的作用下，在零件的沟槽或圆角处，其影响更大，零件往往因此失效。 影响零件的抗腐蚀性。表面越粗糙，则越容易在该表面上积聚腐蚀性物质，且通过该表面的微观凹谷向其表层渗透，使腐蚀加剧。 影响零件的密封性。 表面粗糙度的基本术语 取样长度l：指测量或评定表面粗糙度时所规定的一段长度。在一个取样长度范围内，一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。表面越粗糙，取样长度就应越大。 评定长度ln：指为了合理且较全面地反映整个表面的表面粗糙度特性，而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段长度，如图所示。评定长度ln可以包括一个或几个取样长度，一般情况下取ln=5l 基准线 基准线是评定表面粗糙度参数值时所取的基准。 基准线 表面粗糙度的评定参数 表面粗糙度的评定参数按照微观不平度高度、间距和形状等三个方面的特性来划分。 轮廓算术平均偏差Ra ：是指在取样长度l内被测轮廓上各点到基准线的距离yi的绝对值的算术平均值。用公式表示为： 表面粗糙度的评定参数 微观不平度十点高度Rz：是指在取样长度l内，被测轮廓上五个最大轮廓峰高ypi的平均值与五个最大轮廓谷深yvi的平均值之和。用公式表示为： 表面粗糙度的评定参数 轮廓微观不平度的平均间距：含有一个轮廓峰和相邻轮廓谷的一段中线长度，称为轮廓微观不平度的间距。轮廓微观不平度的平均间距sm是指在取样长度l内，轮廓微观不平度间距的平均值。用公式表示为： 轮廓单峰的平均间距：是指在取样长度l内，轮廓单峰间距的平均值。用公式表示为： 表面粗糙度的评定参数 轮廓支承长度率tp：在取样长度l内，一条平行于中线的直线与轮廓相截，所得各截线长度之和称为轮廓支承长度ηp，即 轮廓支承长度率tp是指轮廓支承长度ηp与取样长度l之比。即 表面粗糙度评定参数的选择 评定参数的选择：如无特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，因为Ra能充分反映零件表面轮廓的特征。以下情况例外： 当表面过于粗糙(Ra＞6.3μm)或过于光滑(Ra＜ 0.025μm)时，可选用Rz，因为此范围便于选择用于测量Rz的仪器测量。 当零件材料较软时，不能选用Ra。因为Ra一般采用触针测量。 当测量面积很小时，如顶尖、刀具的刃部、仪表的小元件的表面，可选用Ry值。 表面粗糙度（参数值）的选择 表面粗糙度参数值的选择原则是：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。 一般选择原则：同一零件上，工作表面比非工作表面粗糙度值小；摩擦表面比非摩擦表面要小；受循环载荷的表面要小；配合要求高、联接要求可靠、受重载的表面粗糙度值都应小；同一精度，小尺寸比大尺寸、轴比孔的表面粗糙度值要小。常用表面粗糙度值与所适应的零件表面见P118表5-6、5-7。 参数值的选用方法 可用类比法来确定。一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但也不存在确定的函数关系。如机床的手轮或手柄。 一般情况下，它们之间有一定的对应关系，设形状公差为T，尺寸公差为IT，它们之间的关系可参照以下对应关系： 若 T≈0.6 IT，则Ra≤0.05 IT； Rz≤ 0.2 IT T≈0.4 IT，则Ra≤0.025 IT； Rz≤ 0.1 IT T≈0.25 IT，则Ra≤0.012 IT； Rz≤ 0.05 IT T＜0.25 IT，则Ra≤0.15 T； Rz≤ 0.6 T 表面粗糙度的符号 在图样上表示表面粗糙度的符号有三种： 表面粗糙度的代号 在上述三个符号的长边上均可加一横线，用于标注有关参数、加工要求和其他说明等。如图为表面粗糙度的各个特性参数及其数值和对零件表面的其他要求在表面粗糙度符号中标注的位置，它们和表面粗糙度符号就构成表面粗糙度代号。 a1、a2 处为粗糙度高度参数的允许值