表面粗糙度(Surface Roughness)是指加工表面上具有的较小间距和微小峰谷所组成的微观几何形状特性。它是衡量零件表面微观不平度的重要指标。

简单来说,它描述了一个表面看起来或摸起来有多“粗糙”或“光滑”。

二、关键概念和理解          

1. 与表面光洁度的关系: 表面粗糙度是定量的、可测量的物理量。          
表面光洁度(Surface Finish)通常是一个更定性的概念,指表面的视觉或触觉光滑程度。          
两者密切相关,粗糙度值越小,表面越光滑,光洁度越高。但在工程和技术领域,更倾向于使用精确的“表面粗糙度”及其测量值。          

2. 重要性          
摩擦与磨损: 粗糙的表面摩擦系数更大,更容易磨损。降低粗糙度可以减少摩擦损失和磨损,提高运动副的效率和寿命(如轴承、齿轮)。          
配合性质: 影响间隙配合的密封性、过盈配合的联结强度。过大的粗糙度可能导致实际配合间隙过大或过盈量不足。          
疲劳强度: 微观的粗糙峰谷是应力集中点,容易在交变载荷下引发疲劳裂纹。降低粗糙度可以提高零件的疲劳强度。          
耐腐蚀性: 粗糙表面更容易积聚腐蚀性介质,凹谷处也更容易发生腐蚀。          
接触刚度: 影响零件接触面在受力时的变形量。          
密封性: 对于需要密封的表面(如液压缸、法兰),较低的粗糙度是保证良好密封的前提。          
外观与触感: 影响产品的美观和用户的手感体验。          
涂镀层质量: 影响涂层或镀层的附着力和均匀性。

三、表面粗糙度标注方法

为了明确表面结构要求,除标注表面结构参数和数值外,必要时需标注补充要求,补充要求包括传输带、取样长度、加工工艺、表面纹理及方向、加工余量等。如下所示

位置a:表面结构参数代号、极限值、传输带或取样长度。

位置a 和b:两个或多个结构要求。

位置c:加工方法、涂层、表面处理或其他工艺要求。

位置d:表面纹理和方向。

位置e:加工余量。

常要求注写位置如下所示

表面粗糙度及其测量

四、主要评价参数:          
轮廓算术平均偏差 (Ra):
最常用的参数。指在取样长度内,轮廓上各点至轮廓中线距离(偏距)的绝对值的算术平均值。Ra值越小,表面越光滑。          
轮廓最大高度 (Rz): 指在取样长度内,轮廓最高峰顶线和最低谷底线之间的距离。          
轮廓单元的平均宽度 (RSm): 反映表面纹理的疏密程度。          
轮廓支承长度率 (Rmr(c)): 指在给定水平截距c上,轮廓实体材料长度与取样长度的比率。反映表面的耐磨承载能力。          
轮廓最大谷深 (Rv): 取样长度内轮廓最低点到中线的距离。          
轮廓最大峰高 (Rp): 取样长度内轮廓最高点到中线的距离。          
(其他参数如 Rq, Rsk, Rku 等也有应用,但 Ra 和 Rz 是主流)          

五、测量方法:          
1.接触式测量_—表面粗糙度仪测量:          
触针式轮廓仪
 最常用、最标准的方法。金刚石触针划过被测表面,记录垂直方向的位移变化,经数据处理后得到各种粗糙度参数值(Ra, Rz 等)。精度高,但可能划伤软材料表面。 表面粗糙度仪测量   

      
2.非接触式测量:          
光学干涉显微镜: 利用光波干涉原理,精度高,适合测量超光滑表面(Ra < 0.01 μm)。          
激光共聚焦显微镜 利用激光扫描和共聚焦原理,可测量陡峭侧壁和复杂形貌。          
白光干涉仪: 精度非常高,测量范围广。          
原子力显微镜: 用于纳米级别的超精密测量。          
2.比较法:          
粗糙度比较样块: 一组已知Ra值的标准样块,通过视觉观察或指甲划过的触感与被测表面进行对比,估算其粗糙度范围。简便快捷,但主观性强,精度低,主要用于车间现场快速检验。

六,主要加工方法获得的表面粗糙度值