表面（粗糙度）结构
线轮廓法（line profiling method）
一种表面地形学测量法，它生成一个表
面不规则的二维图形或轮廓作为测量数
据，这组数据可以用数学方法表示为高
度函数Z（X）。
表面（粗糙度）结构
区域形貌法和区域积分法统称为区域法
区域形貌法 areal topography method
一方面由于表面的凸凹不 平，实际表面间的接触面积减 少，降低导电、导热效率；另 一方面，由于界面间渗入氧气
使导电导热性变坏，表面最好
有突出的尖峰均布，以保障能
划透阻碍导电、导热性能的氧
化膜。
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(8)表面反射能力
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
表面（粗糙度）结构
表面结构
什么是表面结构? 表面结构是表面粗糙度、表面波纹度、表面缺陷、表面几 何形状的总称。
表面结构的形成:大多 数表面是由于粗糙 度、波纹度及形状误 差综合影响产生的结 果。由于三种特性对 零件功能影响各不相 同，所以，分别测出 它们是很有用的。
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表面（粗糙度）结构
表面粗糙度、表面波纹度和形状误差，三者通常按波距 （间距）来划分： 波距小于1mm 的属于表面粗糙度； 波距在1～10mm 的属于表面波纹度； 波距大于10mm 的属于形状误差。
的位置容易残留一些腐蚀 性物质 ，由于其与零件的 材料不同，故而形成电位 差，对零件产生电化学腐 蚀。表面越粗糙 ，电化学 腐蚀越严重。
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(5) 耐密封性
密封件表面存在微小的 峰谷时，密封性变差。对于 静态密封表面，密封面上的 凸凹不平在密封面间留下微 隙，会引起渗漏；对于动态 密封表面，由于有相对运动， 表面间应含有润滑油层，表 面不能太光滑，以便储存润 滑油。
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表面（粗糙度）结构
轮廓传输带（transmission band for profiles）
当两个不同截止波长的相位修正滤波器应用 到轮廓上时，幅值传输超过50%以上的正弦 轮廓波长的范围。短截止波长的轮廓滤波器 保留长波轮廓成分，长截止波长的轮廓滤波 器保留短波轮廓成分（见GB/T 18777 2.6） 。
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表面（粗糙度）结构
(1)轮廓算术平均偏差Ra
在取样长度 lr 内，被测轮廓上各点到基准线的
距离 Zi 的绝对值的算术平均值。
1 Ra l
Z
Ra
| Z ( x) | dx
0
l
1 Ra n
zn
| Z
i 1
n
i
|
z1 z2 z3
基 准 线
zi
x lr
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表面（粗糙度）结构
(2)轮廓最大高度Rz
2、 表面结构
实际表面
表面形貌
坐 标 系
表面轮廓
表面结构
表面（粗糙度）结构
表面轮廓 （surface profile）
一个指定平面与实际表面相交所得的轮廓。
实际上，通常采用一条名义上与实际表面平
行，并在一个适当方向上的法线来选择一个
平面(GB/3505 3.1.4)。
表面（粗糙度）结构
裂缝瑕疵
法 表面粗糙度参数及其数值》国家标准
表面（粗糙度）结构
GB/T 6062-2009
《产品几何技术规范（GPS）表面结构 轮 廓法 接触（触针）式仪器的标称特性》 GB/T 18777-2002
《产品几何技术规范（GPS）表面结构 轮 廓法 相位修正滤波器的计量特性》 ******
表面（粗糙度）结构
一种表面测量方法，它生成表面的一个形 貌映像，可以用数学方法表示为两个独立 变量（X，Y）的高度函数Z（X，Y） 区域积分法 area-integrating method 测量表面一个有代表性的区域，得到轮廓 结构的区域积分特性的数字化结果的表面 测量方法。
表面（粗糙度）结构
4、术语和定义
表面（粗糙度）结构
第四章表面（粗糙度）结构及检测
表面（粗糙度）结构
表面（粗糙度）结构
一、表面（粗糙度）结构的基本概念 二、表面粗糙度的评定
三、粗糙度参数及数值的选择 四、表面粗糙度在图样上的标注 五、表面粗糙度参数值的应用场合
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表面（粗糙度）结构
一、表面（粗糙度）结构的基本概念
1、国家标准
GB/T 3505-2009/ ISO 4287：1997 《产品几何技术规范（GPS）表面结构 轮廓 法 术语、定义及表面结构参数》国家标准 GB/T 10610-2009/ ISO 4288：1997
F 1+ F 3 + …+F2n-1= F 2 + F 4 +…+F2n
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表面（粗糙度）结构
3.基准线
(2)轮廓最小二乘中线
具有理想的直线形状并划分被测轮廓的基准线，在取样 长度 lr 内使轮廓上的各点到该基准线的距离 Zi 的平方和为最 小。
Z ( x )dx min Z min
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表面（粗糙度）结构
1.取样长度 从以下的系列中选取： 0.08，0.25，0.8，2.5，8.0 （mm）
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表面（粗糙度）结构
2.评定长度
为了合理且较全面地反映整个表面的粗糙度特征， 而在测量和评定表面粗糙度时所必需的一段最小长度， 用符号 ln 表示。目的是限制、减弱表面加工不均匀性 对测量结果的影响。评定长度可以包含一个或几个取 样长度。一般取5个取样长度(ln =5lr)。
为是否发生紊流的一个指标。
管径愈小，流速愈大，则管 壁粗糙度对摩擦损失的影响 就愈大。（控制粗糙度及纹 理方向）
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(9)流体流动阻力
流体在管道内发生紊流 时，摩擦阻力就增大。管壁 的相对粗糙度Rz/r的数值可作
为是否发生紊流的一个指标。
管径愈小，流速愈大，则管 壁粗糙度对摩擦损失的影响 就愈大。（控制粗糙度及纹 理方向）
l 2 0
n
2
i 1
i
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表面（粗糙度）结构
4.评定参数
为了定量评定表面粗糙度轮廓，必须用参数及其 数值来表示表面粗糙度轮廓的特征。包括： ☆ 微小峰、谷的幅度； ☆ 间距的大小； ☆混合特征 通常采用下列幅度参数和间距参数: (1)轮廓算术平均偏差Ra； (2)轮廓最大高度Rz； (3)轮廓单元的平均宽度RSm； (4)轮廓支承长度率Rmr(c)。
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(2)配合性质的稳定性 相互配合的表面微小峰被去掉后，它们的 配合性质会发生变化。对于过盈配合，由于压 入装配时，零件表面的微小峰被挤平而使有效 过盈减小，降低了联结强度；对于有相对运动 的间隙配合，工作过程中表面的微小峰被磨去， 使间隙增大，影响原有的配合要求。
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(6)表面接触刚度
由于表面的凸凹不平 ， 实际表面间的接触面积有的只
有公称面积的百分之几。接触
面积愈小，单位面积受力就愈
大，粗糙峰顶处的局部变形也
愈大，接触刚度便会降低，影 响机件的工作精度和抗振性。
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(7)导电性与导热性
(9)流体流动阻力
流体在管道内发生紊流 时，摩擦阻力就增大。管壁 的相对粗糙度Rz/r的数值可作
为是否发生紊流的一个指标。
管径愈小，流速愈大，则管 壁粗糙度对摩擦损失的影响 就愈大。（控制粗糙度及纹 理方向）
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表面（粗糙度）结构
3.对零件使用性能的影响
(9)流体流动阻力
流体在管道内发生紊流 时，摩擦阻力就增大。管壁 的相对粗糙度Rz/r的数值可作
表面粗糙度、表面波纹 度和形状误差，也可按波距 和幅度的比值来划分： 比值小于 50 的属于表面粗 糙度； 比值在50～1000 的属于表 面波纹度； 比值大于1000 的属于形状 误差。
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表面（粗糙度）结构
表面粗糙度的基本概念
1.定义 加工表面上具有的 间距很小(小于1mm)的 微小峰谷所形成的微观 几何形状特征。
法向截面
标称表面
原始轮廓（含几何 形状误差） 波纹度轮廓（滤除 粗糙度）
图2-3表面特征（ASMEB46.1-2002）
粗糙度轮廓（滤除 波纹度）
表面（粗糙度）结构
表面形貌
表面（粗糙度）结构
3、表面结构测量方法的分类 表面结构的测量按测量方法分为三大类： 线轮廓法； 区域形貌法； 区域积分法。
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表面（粗糙度）结构
3.基准线
通过测量手段获得表面轮廓曲线以
后，需要提供一条定量评定表面粗糙度
量值的基准线，作为计算各种参数的基
础。 轮廓算术平均中线 轮廓最小二乘中线
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表面（粗糙度）结构
3.基准线
(1)轮廓算术平均中线
指具有理想的直线形状并在取样长度 lr 内与轮廓走向一 致的基准线，该基准线将实际轮廓分成上、下两个部分，且 使上部分面积之和等于下部分面积之和。
1 RSm m
X
i 1
m
si
Xs 1 Xs i lr
42
Xs m
表面（粗糙度）结构
(4)轮廓支承长度率Rmr(c)
轮廓支承长度率 Rmr(c) 与零件的实际轮廓形状有关，是反映零件表 面耐磨性的指标。其他条件相同时，Rmr(c) 越大，支承面积越大，接触 刚度越高，耐磨性能越好。轮廓水平截距c为轮廓峰顶线与平行与它的截 线之间的距离。可用μm表示，也可用c与轮廓最大高度Rz的百分数表示。