什么是表面粗糙度？

什么是表面粗糙度？

在技术交流中,很多人习惯使用"表面光洁度"指标。其实,"表面光洁度"是按人的视觉观点提出来的,而"表面粗糙度"是按表面微观几何形状的实际提出来的。因为要与国际标准(ISO)接轨,国标中早已不再使用"表面光洁度"这个表达术语,正规、严谨的表达均应使用"表面粗糙度"一词。

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离（波距）很小（在1mm以下）,它属于微观几何形状误差。

具体指微小峰谷Z高低程度和间距S状况。一般按S分：

S＜1mm 为表面粗糙度

1≤S≤10mm为波纹度

S＞10mm为 f 形状

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所形成的,例如加工过程中刀具与零件表面间的摩擦、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动、电加工的放电凹坑等。由于加工方法和工件材料的不同,被加工表面留下痕迹的深浅、疏密、形状和纹理都有差别。

表面粗糙度评定依据

1）取样长度

各参数的单位长度,取样长度是评价表面粗糙度规定一段基准线的长度。在ISO1997标准下一般使用0.08mm、0.25mm、0.8mm、2.5mm、8mm为基准长度。

Ra、Rz、Ry的取样长度L与评定长度Ln选用值

2）评定长度

由N个基准长度所构成。零部件表面各部分的表面粗糙度,在一个基准长度上无法真实地体现出粗糙度真实参数,而是需要取N个取样长度来评定表面粗糙度。在ISO1997标准下评定长度一般为N等于5。

3）基准线

基准线是用以评定表面粗糙度参数的轮廓中线 。

表面粗糙度评定参数

1）高度特征参数

Ra 轮廓算术平均偏差：在取样长度（lr）内轮廓偏距绝对值的算术平均值。在实际测量中,测量点的数目越多,Ra越准确。

Rz 轮廓最大高度：轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。

在幅度参数常用范围内优先选用Ra 。在2006年以前国家标准中还有一个评定参数为"微观不平度十点高度"用Rz表示,轮廓最大高度用Ry表示,在2006年以后国家标准中取消了微观不平度十点高度,采用Rz表示轮廓最大高度。

2）间距特征参数

Rsm 轮廓单元的平均宽度。在取样长度内,轮廓微观不平度间距的平均值。微观不平度间距是指轮廓峰和相邻的轮廓谷在中线上的一段长度。相同的Ra值的情况下,其Rsm值不一定相同,因此反映出来的纹理也会不相同,重视纹理的表面通常会关注Ra与Rsm这两个指标。

Rmr 形状特征参数用轮廓支承长度率表示,是轮廓支撑长度与取样长度的比值。轮廓支承长度是取样长度内,平行于中线且与轮廓峰顶线相距为c的直线与轮廓相截所得到的各段截线长度之和。

VDI3400、Ra、Rmax对照表

在国内实际生产中多用Ra指标；日本常用Rmax指标,相当于Rz指标；欧美国家常用VDI3400标准来标示表面粗糙度,做欧洲模具订单的工厂,经常会用到VDI指标,比如常听到客户说"这个产品的表面按VDI30做"。

VDI3400表面与常用标准Ra有着对应关系,不少人经常要去查资料找对应的值,下面这份表格很全,推荐收藏。

VDI3400 标准与Ra 对照表

Ra 与Rmax 对照表

关于表面粗糙度还可参考《尺寸公差、形位公差、表面粗糙度之间的关系》一文