中日表面粗糙度及其表示方法概要
1 有关表面粗糙度的相关说明
表面粗糙度是由切削过程中刀具在工件表面上留下的刀痕而产生的。
它是机械零件的一个主要几何精度指标, 对零件的性能会产生重要的影响。
零件表面粗糙度直接影响零件的配合性质的稳定性、耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性以及密封性等。
因此，关于表面粗糙度测量的研究就一直没有停止, 传统的测量方法有比较法、针描法、光切法、干涉法和印模法等多种, 主要是使用样板、电动轮廓仪、光切显微镜、干涉显微镜等多种工具和计量仪器。
除样板比较法外, 其它各种测量方法都需在计量室内由专业人员进行测量操作, 这很不利于工件加工过程中的现场实时检测和操作。
因此现在还只能留用在原来的样板评定方式, 当有争议发生时, 再通过计量部门的专业计量来判定表面粗糙度的具体数值。
因此, 给实际工作带来诸多不便。
表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定量评定两个阶段。
表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。
但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉来确定。
在20世纪20～30年代，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表面。
为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。
从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。
1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。
但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。
首先是美国在1940年发布了ASA B46.1国家标准，之后又经过几次修订，成为现行标准ANSI/ASME B46.1-1988《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数；接着前苏联在1945年发布了GOCT2789-1945《表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法》国家标准，而后经过了3次修订成为GOCT2789-1973《表面粗糙度参数和特征》，该标准也采用中线制，并规定了包括轮廓均方根偏差(即现在的Rq)在内的6个评定参数及其相应的参数值。
另外，其它工业发达国家的标准大多是在50年代制定的，如联邦德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。
最早人们是用标准样件或样块，通过肉眼观察或用手触摸，对表面粗糙度做出定性的综合评定。
1929年德国的施马尔茨(G.Schmalz)首先对表面微观不平度的深度进行了定量测量。
1936年美国的艾卜特(E.J.Abbott)研制成功第一台车间用的测量表面粗糙度的轮廓仪。
1940年英国Taylor-Hobson 公司研制成功表面粗糙度测量仪“泰吕塞夫(TALYSURF)”。
以后，各国又相继研制出多种测量表面粗糙度的仪器。
目前，测量表面粗糙度常用的方法有：比较法、光切法、干涉法、针触(描)法和印模法等，而测量迅速方便、测值精度较高、应用最为广泛的就是采用针描法原理的表面粗糙度测量仪。
需要了解的基本术语(CB/T3505)：
表面粗糙度：是指加工表面上具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征。
取样长度l：用于鉴别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。
评定长度l n：评定轮廓所必须的一段长度，它可包括一个或几个取样长度。
基准线（面）：用以评定表面粗糙度参数的给定的线（面）。
轮廓偏距y：在测量方向上轮廓线上的点与基准线之间的距离。
轮廓的最小二乘中线（简称中线）m：具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线，在取样长度内使轮廓线上各点的轮廓偏距的平方和为最小。
轮廓支承长度ηp:在取样长度内，一平行于中线的线与轮廓相截所得到的各段截线长度之和。
2GB中表面粗糙度参数及其数值
2.1表面粗糙度的主要评定参数及其数值（参见GB/T1031-1995）
Ra—轮廓算术平均偏差，在取样长度l内轮廓偏距绝对值的算术平均值。
Ra=1
l ∫|y(x)|
l
dx
R z—微观不平度十点高度,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。
R y—轮廓最大高度，指在取样长度内轮廓峰顶和轮廓谷底线之间的距离。
这三个参数可根据需要单独任选一个或其中两个。
在常用的参数值Ra=0.025μm～6.3μm，R z=0.100μm～25μm的范围内，推荐优先选用R a。
以便于用粗糙度比较样块或精度较高的触针式轮廓仪测量，并与世界大多数国家取得统一。
对要求R a小于0.025μm或大于6.3μm的表面粗糙度，也可选取R z，以便于用光学仪器检测。
对测量部位小、峰谷少或有疲劳强度要求的表面，可选取R y作为评定参数。
R a、R z和R y的数值系列如下：
一般情况下，R y＞R z＞R a，R z和R a的大致关系R z =4R a或5R a，R y≈(4～7) R a。
2.2附加的评定表面粗糙度的参数
根据表面功能的需要，除选用上述高度参数外，还可选用下列三项有关间距特性或形状特性的附加的评定参数，其数值GB中也有规定。
S m—轮廓微观不平度的平均间距，在取样长度内轮廓微观不平度的间距平均值
S—轮廓的单峰平均间距，在取样长度内轮廓的单峰间距的平均值
t p—轮廓支承长度率，轮廓支承长度ηp与取样长度l之比
附加评定参数S m、S和t p一般不能作为独立参数选用，如需控制某项要求（如密封性、耐磨性等）时可附加选用。
即选用高度参数外。
附加选用t p参数控制表面的耐磨等性能。
2.3表面粗糙度的符号、代号及其参数的标注方法（参见GB/T131-1993）
GB/T131-1993《机械制图表面粗糙度代号及其注法》规定了零件表面粗糙度代号及其在图样上的注法。
表面粗糙度的符号、代号极其参数标注方法的简要说明如下：
e
当允许在表面粗糙度参数的所有实测值中超出规定值的个数少于总数的16%时，应在图样上标
注表面粗糙度参数的上限值或下限值；当要求在表面粗糙度参数的所有实测值中不得超出规定值时，应在图样上标注表面粗糙度参数的最大值或最小值。
若需要注出S m、S和t p时，应注在符号长边的横线下面，数值写在相应代号的后面。
若某表面粗糙度要求按指定的加工方法获得，可用文字标注在符号长边的上面。
表面粗糙度的标注符号的尖端必须从材料外指向表面，使用最多的一种粗糙度代号统一注在图样右上角，前面加注“其余”二字。
加工纹理符号有：=（纹理平行于标注代号的视图投影面）、⊥（纹理垂直于标注代号的视图投影面）、X（纹理呈相交方向）、C（纹理呈近似
同心圆）等。
2.4表面粗糙度的表面特征、加工方法及应用举例
2.5普通材料和一般生产过程得到的典型粗糙度数值
选择表面粗糙度时既要满足零件表面的使用要求，又要考虑加工的经济性。
列举如下不同加工方法可能达到的经济合理的表面粗糙度值。
2.6新旧GB粗糙度对照表
表面光洁度▽1 ▽2 ▽3 ▽4 ▽5 ▽6 ▽7
表面粗糙度Ｒａ50 25 12.5 6.3 3.2 1.60 0.80 Ｒｚ200 100 50 25 12.5 6.3 6.3
表面光洁度▽8 ▽9 ▽10▽11 ▽12 ▽13 ▽14
表面粗糙度Ｒａ0.40 0.20 0.100 0.050 0.025 0.012 -
Ｒｚ 3.2 1.60 0.80 0.40 0.20 0.100 0.050
注：按照GB1031-1983规定取新GB的R a、R z第一系列的最小值。
3 JIS中表面粗糙度及其表示方法
有关表面粗糙度的JIS标准，根据国际标准（ISO）变化情况于2001年进行了大幅度的修订。
按照JIS B 0601-1976的相关规定，表面粗糙度采用最大高度的算术平均值，见下表：
表面粗糙度
符号R max
0.05S 0.1S 0.2S 0.4S 0.8S 1.6S 3.2S 6.3S 12.5S 18S 25S 35S 50S 100S 最大高度允
许最大值μm
0.05 0.1 0.2 0.4 0.8 1.6 3.2 6.3 12.5 18 25 35 50 100 标准取样长0.250.8 2.5 8
度mm
按照JIS B 0601-1994的相关规定，将有关粗糙度的参数进行说明如下：
使用JIS粗糙度标记的注意事项：
十点平均粗糙R z从2001年版本（JIS B
0601-2001）开始不再使用。
但是由于它在日本
还比较流行，因此还是被保留下来作为R zJIS参
考值。
4 中日粗糙度对照（仅供参考）。