表面结构参数及其数值

在评定表面结构参数时，必须遵守下面的规则

① GB/T 3505中定义的各种表面结构参数测得值和公差极限值相比较的规则

② 应用GB/T 6062规定的触针式仪器测量由GB/T 3505给出的粗糙度轮廓参数时选用截止波长λ_c的特殊规则

参数测定

(1)在取样长度上定义的参数

① 参数测定：仅由一个取样长度测得的数据计算出参数值的一次测定

② 平均参数测定:把所有按单个取样长度算出的参数值，取算术平均求得一个平均参数的测定

当取5个(标准个数)取样长度测定粗糙度轮廓参数时，不需要在参数符号后面做标记

如果是在不等于5个取样长度上测得的参数值，则必须在参数符号后面附注取样长度的个数，如Rz1、Rz3

(2) 在评定长度上定义的参数

对于在评定长度上定义的参数Pt、Rt和Wt，是由一个评定长度(等于标准化的5个取样长度)上的测量数据计算出参数值的一次测定

(3) 曲线及有关参数

对于曲线及有关参数的测定，首先以评定长度为基础求解这条曲线，再利用这条曲线上测得的数据计算出某一参数数值

(4) 未注评定长度

如果在图样上或产品技术文件中没有其他指示，评定长度遵循以下规定：R系列参数，按表 表面粗糙度参数数值及取样长度l与评定长度l_n数值 中表1给定的评定长度；P系列参数，评定长度应满足被测性能的长度

测得值与公差极限值相比较的规则

(1) 被检区域的特征正在检验中的工件各个部位的表面结构，可能呈现均匀一致状况，也可能差别很大。这点通过目测表面就能看出。在表面结构看来均匀的情况下，将采用整体表面上测得的参数值和图样上或产品技术文件中给定的技术要求相比较

如果个别区域的表面结构有明显差异，应将每个应用区域上测定的参数值分别和图样上或产品技术文件中给定的技术要求相比较

由于按参数的上限值规定要求，所用表面的个别区域可能会出现最大参数值

(2) 16%规则

对于按一个参数的上限值(GB/T 131)规定要求时，如果在所选参数都用同一评定长度上的全部实测值中，大于图样或技术文件中规定值的个数不超过总数的16%，则该表面是合格的

对于给定表面参数下限值的场合，如果在同一评定长度上的全部测得值中，小于图样或技术文件中规定值的个数不超过总数的16%，该表面也是合格的

为了指明参数的上、下限值，所用参数符号没有“max”标记

(3) 最大规则

检验时，若规定了参数的最大值要求，则在被检的整个表面上测得的参数值一个也不应超过图样或技术文件中的规定值。为了指明参数的最大值，应在参数符号后面增加一个“max”的标记，如Rz1max

(4) 测量不确定度

为了验证是否符合技术要求，将测得参数值和规定公差极限值进行比较时，应根据有关工件和计量器具的测量检验是否符合技术要求的判定规则把测量不确定度考虑进去。在对测量结果和上限值或下限值进行比较时，估算测量不确定度不用考虑表面的不均匀性，因为这在允许16%超差中已计及

参数评定

(1) 概述

表面结构参数不能用来描述表面缺陷。因此在检验表面结构时，不应把表面缺陷如划痕、气孔等考虑进去

为了判定工件表面是否符合技术要求，必须采用表面结构参数的一组测量值，其中每个单元的数值是从一个评定长度上测定的

判定被检表面是否符合技术要求的可靠性，以及由同一表面获得的表面结构参数平均值的精度取决于获得表面参数单元值的评定长度内取样长度的个数，而且也取决于评定长度的个数，即在表面的测量次数

(2) 粗糙度轮廓参数

对于GB/T 3505有关的粗糙度系列参数，如果评定长度不等于5个取样长度，则上、下限值应重新计算，而且将其和等于5个取样长度的评定长度联系起来，下图中所示每个σ等于σ₅

σ_n和σ₅的关系，由下式给出：

式中，n为所用取样长度的个数(小于5)

测量的次数愈多、评定长度愈长，则判别被检表面是否符合要求的可靠性愈高，测量参数平均值的不确定度也愈小

然而，测量次数的增加将导致测量时间和成本的增加。因此，检验方法必须考虑一个兼顾可靠性和成本的折中方案(参见附录A)

用触针式仪器检验的规则和方法

(1) 粗糙度轮廓参数测量中确定截止波长的基本原则

当工业产品文件或图样的技术条件中已规定取样长度时，截止波长λ_c应与取样长度值相同

若在图样或产品文件中没有出现粗糙度的技术规范或在给出的粗糙度规范中没有规定取样长度，可由(2)给出的方法选定截止波长

(2) 粗糙度轮廓参数的测量

当没有指定测量方向时，工件的安放应使其测量截面方向与粗糙度高度参数(Ra、Rz)的最大值方向相一致，该方向垂直于被测表面的加工纹理。对无方向性的表面，测量截面的方向可以是任意的

应该在被测表面可能产生极值的部位进行测量，这可通过目测来估计。应在表面这一部位均匀分布的位置上分别测量，以获得各个独立的测量结果

为了确定粗糙度轮廓参数的测得值，应首先观察表面并判断粗糙度轮廓是周期性的还是非周期性的。若没有其他指示，基于这一判别，则应分别遵照下面①或②中一个规定的程序执行。如果采用特殊的测量程序，必须在技术文件和测量记录中加以说明

① 非周期性粗糙度轮廓的测量程序

对于具有非周期粗糙度轮廓的表面应遵循下列步骤进行测量

a.待求的粗糙度轮廓参数Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值，择优选用以下手段，如目测、用粗糙度比较样块、全轮廓轮迹的图解分析等方法来估计

b.利用a.中估计的Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值，按表1、表2或表3预选取样长度

表1 测量Ra值的取样长度

Ra/μm

粗糙度取样长度lr/mm

粗糙度评定长度ln/mm

(0.006)＜Ra≤0.02

0.02＜Ra≤0.1

0.1＜Ra≤2

2＜Ra≤10

10＜Ra≤80

0.08

0.25

0.8

2.5

8

0.4

1.25

4

12.5

40

表2 测量Rz、Rz1max值的取样长度

Rz^①、Rz1max^②/μm

粗糙度取样长度lr/mm

粗糙度评定长度ln/mm

(0.025)<Rz, Rz1max≤0.1

0.1＜Rz，Rz1max≤0.5

0.5＜Rz，Rz1max≤10

10＜Rz，Rz1max≤50

50＜Rz，Rz1max≤200

0.08

0.25

0.8

2.5

8

0.4

1.25

4

12.5

40

① Rz是在测量Rz、Rv、Rp、Rc和Rt时使用。

② Rz1max仅在测量Rz1max、Rv1max、Rp1max和Rc1max时使用。

表3 测量RSm值的取样长度

RSm/μm

粗糙度取样长度lr/mm

粗糙度评定长度ln/mm

0.013＜RSm≤0.04

0.04＜RSm≤0.13

0.13＜RSm≤0.4

0.4＜RSm≤1.3

1.3＜RSm≤4

0.08

0.25

0.8

2.5

8

0.4

1.25

4

12.5

40

c.利用测量仪器，按b.中预选的取样长度，完成Ra、Rz、Rz1max或RSm的一次典型测量

d.将测得的Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值和表1、表2或表3中预先取样长度所对应的Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值范围相比较

如果测得值超出了预选取样长度对应的数值范围，则应按测得值指示的取样长度来设定，即把仪器调整至相应的较高或较低的取样长度。然后应用这一调定的取样长度测得一组典型数值，并再次与表1、表2或表3中数值相比。此时，测得值应达到由表1、表2或表3建议的测得值和取样长度的组合

e.如果以前在d.步骤评定时没有采用过更短的取样长度，则把取样长度调至更短些获得一组Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值，检查所得到的Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值和取样长度的组合是否也满足表1、表2或表3的规定

f.只要d.步骤中最后的设定与表1、表2或表3相符合，则设定的取样长度和Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值二者是正确的。如果e.步骤也产生一个满足表1、表2或表3规定的组合，则这个较短的取样长度设定值和相对应的Ra、Rz、Rz1max或RSm的数值是正确的

g.运用上述步骤中预选出的截止波长(取样长度)完成一次典型的要求的参数测量

② 周期性粗糙度轮廓的测量程序

对于具有周期性粗糙度轮廓的表面应采用下述步骤进行测量

a.用图解法估计待求粗糙度的表面参数RSm的数值

b.按估计的RSm的数值，由表3确定推荐的取样长度作为截止波长

c.必要时，如在有争议的情况下，利用由b.选定的截止波长值测量RSm值

d.如果按照c.步骤相应的RSm值由表3查出的取样长度比b.步骤的较小或较大，则应采用这较小或较大的取样长度作为截止波长

e.用上述步骤中预选的截止波长(取样长度)完成一次典型的要求的参数测量。