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切削零件不仅对尺寸精度和形位公差有要求，而且对表面质量也有要求。 表面质量影响零件的性能。 表面粗糙度用于衡量零件的表面质量。

概述

表面粗糙度的概念

表面粗糙度对零件性能的影响

表面粗糙度评价参数及国家标准

表面轮廓

采样长度、评价长度

基线

表面粗糙度评价参数：

1.振幅参数

(1) 轮廓算术平均偏差Ra：在采样长度内，被测表面轮廓上各点到基线的距离Yi的绝对值的平均值。

轮廓算术平均偏差

(2)最大轮廓高度Rz：在取样长度内，轮廓峰线与轮廓底线之间的距离。

轮廓峰线

2.间距特征参数-附加参数

(1) 轮廓微粗糙度平均间距Sm：取样长度内轮廓微粗糙度间距Smi的平均值。 所谓轮廓微观粗糙度间距Smi，是指轮廓峰与相邻轮廓谷之间的中心线上的一段长度。

(2) 剖面平均单峰间距S：取样长度内剖面单峰间距Si的算术平均值。 所谓轮廓单峰间距Si是指投影在中线上的两个相邻单峰投影的最高点之间的距离的长度。

轮廓间距参数

3.混合参数

等高线的支撑长度比tp：在取样长度内，平行于基准线的直线从峰线向下移动到某一水平位置时，与等高线相交得到的各线段的长度bi之和与采样长度 长度l的比值。

型材支撑长度

表面粗糙度国家标准

表面粗糙度的评价参数值已经标准化，设计时应按国家标准规定的参数值系列进行选择。 国家标准GB 1031-1995要求优先选用基本系列值。

轮廓算术平均偏差Ra值（μm）

表面粗糙度标记

表面粗糙度符号、标签

表面粗糙度代号（符号）在图纸上的标注：表面粗糙度代号（符号）应标注在可见轮廓线、尺寸限制线或其延长线上，符号的尖端必须指向材料的外侧到标示面，数字和符号的书写方向必须与尺寸数字的方向一致。

表面粗糙度码注入方式

表面处理尺寸示例

中心孔、圆角和倒角的表面粗糙度注释示例

表面粗糙度的选择

表面粗糙度选择原则

表面粗糙度选择方法

表面粗糙度测量

1、比较法：比较法是指将被测表面与已知高度特征参数值的粗糙度试样进行比较，以判断表面粗糙度的一种检测方法。

该比较方法简单易行，适合在车间使用。 缺点是评估结果的可靠性在很大程度上取决于测试人员的经验。 比较法只适用于评定表面粗糙度要求不高的工件。

比较时，可以用肉眼观察，也可以用手触摸，也可以借助显微镜和放大镜观察。 所用粗糙度试样的材料、形状和加工方法应尽可能与被测表面一致。

2、光断面法：光断面法是指利用光断面原理测量表面粗糙度的方法。 常用的测量仪器是光切显微镜，又称双管显微镜。

双管显微镜

光切法的基本原理：光切显微镜由两个镜筒组成，右边是投影照明筒，左边是观察筒。 两个镜筒的轴线成90°。 灯管中光源1发出的光经过聚光器2、光栅3和物镜4后形成一束平行光带。 这束平行光以 45° 的倾角投射到待测表面上。 光带在粗糙的峰 S1 和谷 S2 处反射。 S1和S2通过观察筒的物镜4后分别成像在分划板5的S1'和S2'上。 设被测表面微观不平度高度为h，则45°截面上轮廓峰、谷S1、S2的距离为h1，S1'、S2'间的距离h1'为h1的放大图通过物镜后。 如果测量h1'，则可以获得表面微观凹凸高度h。

K——物镜的放大倍数

光学断面显微镜主要用于测定Rz和Ry，测量范围一般为（0.8～100）μm。

光切显微镜测量原理

3、干涉法：干涉法是指利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。 常用的仪器是干涉显微镜。

干涉法原理：光源1发出的光经聚光镜2和反射镜3偏光，通过光栅4、5、聚光镜6粗糙度标准，投射到分光镜7上，经过分光镜7的半透半反膜后分成两束。经P2反射，经原光路返回，经分光镜7反射至目镜14。另一束光经分光镜7反射，经滤光片17、物镜从图10到参考镜P1，被P1反射回来，并通过分束器到达目镜14。 两束光相遇并叠加在目镜14的焦平面上。 由于待测表面粗糙，两束光相遇形成相应的起伏干涉条纹。

6JA干涉显微镜外形图

6JA干涉显微镜光学系统图

干涉仪主要用于测量表面粗糙度的Rz和Ry值，其测量范围通常为0.05~0.8μm。 干涉法不适用于测量不规则表面（如磨削、磨削等）上的Sm。

干涉条纹

4、针划法： 针划法是用仪器的触针与被测表面接触，沿被测表面轻轻滑动触针来测量表面粗糙度的方法，又称等高线法. 电子轮廓仪是一种常用的针拔法测量表面粗糙度的仪器。

国产BCJ-2电动轮廓仪外观

国产BCJ-2型电动轮廓仪测量原理：将被测工件1放置在工作台6的定位块7上，调整工件（或传动箱4）的倾角，使工件被测面为平行于传感器3方向的滑动。 调整传感器和测针 2 的高度，使测针与待测表面正确接触。 启动电机，使传感器带动测针在被测工件表面滑动。 由于被测表面存在微小的峰谷，测针在滑动的同时也沿着轮廓的垂直方向上下移动。 测针的移动实际上反映了被测表面的轮廓。 触笔运动的微小变化被传感器转换成电信号粗糙度标准，经过计算处理后，指示器5可以直接显示Ra的大小。

5、压痕法：压痕法是指用塑料材料在被测表面压痕，然后对压痕表面进行测量。

压痕法适用于大尺寸零件的内表面，测量范围为Rz=0.8~330μm。