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第4章 表面粗糙度标准
概述
表面粗糙度国家标准
表面粗糙度的选择及其标注
表面粗糙度的测量
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概述
表面粗糙度主要是指切削加工过程中由***和工件表面之间的强烈摩擦-1983作了修订和增订，新国标有GB/T 3505-2000《 表面结构的术语、定义及参数 》、GB/T 1031-1995《表面粗糙度 参数及其数值》和 GB/T 131-1993《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》。
表面粗糙度的基本术语
（1）取样长度lr：取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X 轴方向上的一段基准线长度，它在轮廓总的走向上量取，如图4-2所示。规定和选择取样长度是为了限制和削弱表面波纹度（波距在1~10mm之间）对表面粗糙度测量结果的影响。 lr过长，表面粗糙度的测量值中可能包含有表面波纹度的成分；过短，则不能客观的反应表面粗糙度的实际情况，使测得结果有很大随机性。可见，取样长度与表面粗糙度的评定参数有关，在取样长度范围内，一般应包含五个以上的轮廓峰和轮廓谷。常用的取样长度的推荐值见表4-1。
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在一般情况下，测量Ra和Rz时,推荐按表4-1选用对应的取样长度及评定长度值，此时在图样上可省略标注取样长度值。当有特殊要求不能选用表4-1中数值时，应在图样上注出取样长度值。
（2）评定长度ln ：评定长度是用于判别被评定轮廓的表面粗糙度特性所需的X轴方向上的长度，由于零件表面存在不均匀性，规定在评定时它包括一个或几个取样长度，称为评定长度ln。在评定长度内，根据取样长度进行测量，此时可得到一个或几个测量值；取其平均值作为表面粗糙度数值的可靠值。一般情况下，取ln=5lr ，如表4-1所示。当表面比较均匀时，可取ln<5lr；当表面均匀性较差时，可取ln>5lr 。
（3）评定表面粗糙度的基准线m：评定表面粗糙度参数值大小时所用的一条参考线，称为基准线。基准线有以下两种：
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1）轮廓最小二乘中线：轮廓的最小二乘中线根据实际轮廓用最小二乘法来确定。在取样长度范围内，使轮廓上各点至该线的距离的平方和为最小，如图4-3(a)所示。即，
这条线就是最小二乘中线。
2）轮廓算术平均中线：在取样长度范围内，用一条假想线将实际轮廓分成上下两部分，且使上半部分的面积之和等于下半部分的面积之和，如图4-3(b)所示。即
这条假想的线即为轮廓算术平均中线。
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标准规定：一般应以最小二乘中线作为基准线。但由于在实际轮廓图形上确定最小二乘中线的位置比较困难，通常在带有计算机的测量系统中，可由相关的程序来确定。因此，规定可用轮廓算术平均中线代替最小二乘中线，以便用图解法近似确定最小二乘中线。在实际应用中，最小二乘中线与算术平均中线相差很小。轮廓算术平均中线的位置，有时也可用目测估计法确定。
（4）轮廓单元：一个轮廓峰和与其相邻的一个轮廓谷的组合，称为轮廓单元，如图4-4所示。
（5）轮廓峰高ZP：即轮廓最高点距中线的距离。
（6）轮廓谷深ZV：即中线与轮廓最低点之间的距离。
（7）轮廓单元的高度Zt：即一个轮廓单元的峰高和谷深之和。
（8）轮廓单元的宽度Xs：即中线与轮廓单元相交线段的长度。
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（4-1）
（9）在水平位置c上轮廓的实体材料长度Ml(c)：即在一个给定水平位置c上，用一条平行于中线的线与轮廓单元相截所得的各段截线长度之和，如图4-5所示。 用公式表示为
c为轮廓水平截距，即轮廓的峰顶线和平行于它并与轮廓相交的截线之间的距离。
（10）高度和间距辨别力：即应计入被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最大高度和最小间距。轮廓峰和轮廓谷的最大高度通常用RZ或任一振幅参数的百分率来表示；最小间距则以取样长度的百分率给出。
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表面粗糙度的评定参数及数值
为了能够定量描述零件表面微观几何形状特征，在国家标准中规定了表面粗糙度评定参数及其数值和一般规定。表面粗糙度的评定参数应从轮廓算术平均偏差(Ra)和轮廓最