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什么是表面粗糙度？

在工厂交流中，很多人都习惯使用“表面光洁度”这个词。 但是，“表面光洁度”是从人的视觉角度提出来的。 为了与国际标准（ISO）接轨，国家标准不再使用“表面光洁度”一词。 因此，在正式和严谨的表达中，应该使用“表面粗糙度”这个词。

表面粗糙度是指加工表面具有的小间距和微小峰谷的不平整度。 两个波峰或两个波谷之间的距离（波距）很小（1mm以下），属于微观几何形状误差。 表面粗糙度越小，表面越光滑。

具体是指微小峰谷的高度和距离S。 一般除以S：

S<1mm为表面粗糙度

1≤S≤10mm为波纹度

S>10mm为f形

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表面粗糙度形成因素

表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素形成的，如加工过程中刀具与零件表面的摩擦，切屑分离时表层金属的塑性变形，加工过程中的高频振动等。工艺系统、电加工放电坑等。由于加工方法和工件材料的不同，加工表面留下的痕迹的深度、密度、形状和纹理等都不同。

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表面粗糙度评价依据

1）取样长度

各参数的单位长度，取样长度为评定表面粗糙度时规定的基准线的长度。 在ISO1997标准下，一般采用0.08mm、0.25mm、0.8mm、2.5mm、8mm作为参考长度。

Ra、Rz、Ry的采样长度L和评价长度Ln的选取值：

2）评估长度

由 N 个参考长度组成。 零件表面各部分的表面粗糙度不能真实反映参考长度上粗糙度的真实参数，需要取N个取样长度来评定表面粗糙度。 在ISO1997标准下，评价长度一般为N=5。

3）基线

参考线是用于评估表面粗糙度参数的轮廓的中心线。

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表面粗糙度评估参数

1）高度特征参数Ra、Rz

Ra轮廓算术平均偏差：取样长度（lr）内轮廓偏差绝对值的算术平均值。 在实际测量中rz 粗糙度，测量点数越多，Ra越准确。

Rz 剖面最大高度：剖面峰线与谷底线之间的距离。

Ra 在幅度参数的通常范围内是优选的。 2006年以前的国家标准中，还有一个评价参数是“微观粗糙度十点高度”，用Rz表示rz 粗糙度，轮廓的最大高度用Ry表示。 2006年后国标取消了微观粗糙度十点高度，改用Rz。 指示轮廓的最大高度。

2）间距特征参数Rsm

Rsm 轮廓元素的平均宽度。 在采样长度内，轮廓的微观不规则之间的距离的平均值。 微观粗糙度间距是指中心线上轮廓峰与相邻轮廓谷的长度。 在Ra值相同的情况下，Rsm值不一定相同，所以反射出的纹理也会不同。 注重质感的表面通常会注重Ra和Rsm这两个指标。

Rmr形状特征参数用轮廓支撑长度比表示，即轮廓支撑长度与采样长度的比值。 剖面支撑长度是剖面与平行于中线的直线相交的剖面线的长度与取样长度内剖面峰线距离c的总和。

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表面粗糙度测量方法

1）比较法

比较法测量方便，多用于车间现场测量，常用于中等或粗糙表面的测量。 该方法是将被测表面与标有一定值的粗糙度样品进行比较，以确定被测表面粗糙度的值。 可采用的比较方法：当Ra>1.6μm时用肉眼观察，当Ra1.6～Ra0.4μm时用放大镜观察，当Ra<0.4μm时用比较显微镜观察。

比对时，要求试样的加工方法、加工纹理、加工方向、材质等与被测件表面相同。

2）手写笔法

尖端曲率半径约为2微米的金刚石测针沿被测表面缓慢滑动。 金刚石测针的上下位移由电长度传感器转换成电信号。 经过放大、滤波和计算，显示仪表指示表面粗糙。 度值，记录仪也可用于记录被测断面的剖面曲线。 一般只能显示表面粗糙度值的测量工具称为表面粗糙度测量仪，能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪。 这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机，可以自动计算出轮廓的算术平均偏差Ra、微观不平度的十点高度Rz、轮廓的最大高度Ry等评价参数，具有很高的测量效率高，适用于测量Ra为0.025-6.3微米的表面粗糙度。

3）干预方式

利用光波干涉原理（见平晶、激光测长技术）将被测面的形状误差显示为干涉条纹图，用高倍率（可达500倍）的显微镜放大显微对这些干涉条纹的一部分进行测量，以获得被测表面的粗糙度。 使用这种方法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。 该方法适用于测量Rz和Ry范围为0.025～0.8微米的表面粗糙度。

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VDI3400、Ra、Rmax对照表

Ra指标在国内实际生产中经常使用； 日本常用Rmax指标，相当于Rz指标； 欧美国家常用VDI3400标准来表示表面粗糙度，做欧洲模具订单的工厂多采用VDI指标。 比如客户经常说“这个产品的表面是按照VDI30做的”。

VDI3400表面与常用标准Ra有对应关系。 很多人经常要查资料才能找到对应的值。 下表很全，推荐收藏。

VDI3400标准与Ra对比表：

Ra与Rmax对照表：

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零件表面粗糙度影响的主要表现

1）影响耐磨性

表面越粗糙，配合面之间的有效接触面积越小，压力越大，摩擦阻力越大，磨损越快。

2）影响协调的稳定性

对于间隙配合，表面越粗糙越容易磨损，使间隙在工作过程中逐渐增大； 连接强度。

3）影响疲劳强度

粗糙零件表面有较大的沟槽，类似尖锐的缺口和裂纹，对应力集中非常敏感，从而影响零件的疲劳强度。

4）影响耐蚀性

零件表面粗糙很容易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观沟谷渗入金属内层，造成表面腐蚀。

5）影响松紧度

粗糙的表面无法紧密贴合，气体或液体会通过接触面之间的缝隙泄漏。

6）影响接触刚度

接触刚度是零件结合面在外力作用下抵抗接触变形的能力。 机器的刚度很大程度上取决于零件之间接触的刚度。

7）影响测量精度

零件被测面和量具测量面的表面粗糙度将直接影响测量的精度，特别是在精密测量中。

此外，表面粗糙度还会对电镀层、零件的导热性和接触电阻、反射和辐射性能、液体和气体流动的阻力以及导体表面的电流流动产生不同程度的影响。