表面粗糙度知识大全，机械工程师必须要知道

2025/6/6 0:07:17

表面粗糙度对大部分参与滑动接触的表面而言是非常重要的。因为...

表面粗糙度对大部分参与滑动接触的表面而言是非常重要的。因为磨损的原始速率及持续的性质等因素高度依赖这一特性。这些表面一般是承重面，而且需标识粗糙度以确保预计用途的适用性。许多零部件需要具有特定的表面加工结果，以便达成所要求的功能。例如烤漆前的汽车车体或曲轴或凸轮轴上的颈轴承。

什么是表面粗糙度？表面粗糙度（Surface Roughness）就是我们日常测量中所说的面粗糙度，可以理解为在加工产品过程中细小间距和微小峰谷的不平整度。通常被定义为两个波峰值或者两个波谷指之间的微小距离（波距），在一般情况下波距都在1mm以内或者更小，也可定义为微观轮廓的测量，俗称微观误差值。

综上所说，大家可能已经有了一个关于粗糙度笼统的概念，那么下记内容是更详细地进行了分析。我们一般评价粗糙度会有基准线，基准线以上*高点我们叫波峰点，基准线以下*低点叫波谷点，那么波峰和波谷之间的高度我们用Z来表示，加工产品的微观纹理的间距我们用S来表示。

通常情况下S值的大小在国家检定标准里给了相关的定义：S＜1mm 定义为表面粗糙度1≤S≤10mm 定义为表面波纹度中国国家计量检定标准中规定：通常情况下用VDA3400、Ra、Rmax这三个参数来评价检定表面粗糙度，计量单位通常用μm表示。评价参数的关系Ra定义为曲线平均算术偏差（平均粗糙度），Rz的定义为不平度平均高度，Ry定义为*大高度。微观轮廓的*大高度差Ry在其他标准中也使用Rmax来表示。Ra、Rmax的具体关系还请参考下面的表格：

表：Ra，Rmax参数对比（um）表面粗糙度是如何形成的？表面粗糙度的形成是由工件的加工过程引起的。而加工的方法、工件的材料，工艺过程都是影像表面粗糙度的因素。例如：放电加工时被加工零件表面出现放电凹凸点。加工工艺和零件材质有所不同，被加工零件表面留下的微观痕迹也有各种差别，比如（疏密，深浅，形状变化等）。表面粗糙度对工件的影响工件的耐磨性配合稳定性疲劳强度耐腐蚀性密封性接触刚度测量精度……镀涂层、导热性和接触电阻、反射能力和辐射性能、液体和气体流动的阻力、导体表面电流的流通等都会有不同程度的影响。

表面粗糙度的评价依据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。②评价长度由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基准线基准线是评定粗糙度参数的轮廓中线。一般有最小二乘法中线和轮廓算术平均中线。【最小二乘法中线】是把测量过程中采集的点进行最小二乘法计算。【轮廓算术平均中线】在取样长度内，使中线上下两部分轮廓的面积相等。理论上最小二乘中线是理想的基准线，但在实际应用中很难获得，因此一般用轮廓的算术平均中线代替，且测量时可用一根位置近似的直线进行代替使用。表面粗糙度如何获得？表面粗糙度的评价在制造业中越发被重视。要研究表面粗糙度，需要使用专用的机器，即：表面粗糙度测量仪

Formtracer Avant系列表面粗糙度测量机是以安装高敏感性金刚石测针划过表面，就像是留声机的拾音器一样。再将大规模波纹以及轮廓的小波长粗糙度从较长波长中分离出来，即测量仪做电子过滤。*测针型粗糙度测量仪特性的定义可参考ISO 3274：1996。

测针式表面粗糙度测量仪的构成示意图：

大部分正确的、完整的表面粗糙度测量法，虽然都是使用专用的测量机，但在有的情况下，为了快捷且低成本操作也可以使用手持套装工具测量，如下图：

粗糙度比较片是以镍为基础，以电铸方式制成的样本，用于金属加工非常理想，属于非常有效的辅助工具。操作者使用时只要以指甲在一组中的每一片表面都横刮而过，寻找与被比较工件*接近的即可。有人会将这些模型组作为查询表，但是值得注意的是，这并非材质标准。粗糙度测量机可以实现的功能不同，评价的方法不同，成本也各有高低。选型之前可以到专业的生产厂商进行咨询，根据所需选择*适合的机型。