5.2表面粗糙度的评定
5.2.1评定表面粗糙度的几个术语和定义
这里介绍GB/T 3505—2009规定的与评定表面粗糙度有关的部分术语和定义。

（1）轮廓滤波器（profile filter）把轮廓分成长波和短波的滤波器。因为原始轮廓有粗糙度轮廓、波纹度轮廓和波长更长的表面形状误差轮廓。所以在测量表面粗糙度、波纹度和原始轮廓的仪器中使用如下三种滤波器。它们的传输特性相同，截止波长不同。

①λs滤波器（λs profile filter）：确定存在于表面上的粗糙度与比它更短的波的成分之间相交界限的滤波器。

②λc滤波器（λc profile filter）：确定粗糙度与波纹度成分之间相交界限的滤波器。

③λf滤波器（λf profile filter）：确定存在于表面上的波纹度与比它更长的波的成分之间相交界限的滤波器。

（2)坐标系（coordinate system）确定表面机构参数的坐标体系。该坐标体系通常是一右旋笛卡儿三维直角坐标体系，x轴与中线方向一致，y轴处于实际表面上，而z轴则在从材料到周围介质的外延方向上（见图52）。

（3)表面轮廓（surface profile）平面与实际表面相交所得的轮廓。

（4)原始轮廓（primary profile）在应用短波滤波器λs之后的总的轮廓。它是评定原始轮廓参数的基础。

（5）粗糙度轮廓（roughness profile）
对原始轮廓采用λc滤波器抑制长波成分以后形成的轮廓。这是故意修正的轮廓。它的频带宽是
由λs和λc滤波器来限制的。它是评定粗糙度轮廓参数的基础。

（6）取样长度lr（sampling length)是指用来判别被评定轮廓的不规则（粗糙）特征的x轴向上的长度（见图53)，其值见表51。在取样长度内一般应包含有五个以上的峰谷，取样长度lr的方向与轮廓走向一致。规定取样长度的目的主要是为了限制和减弱表面波度对测量结果的影响。一般情况下，在测量不同的表面粗糙度参数时，推荐按表52选取对应的取样长度值，此时取样长度值在标注中可省略。

表面粗糙度评定项目

（1）评定轮廓的算术平均偏差Ra （arithmetical mean deviation    of the  assessed Ra）
在一个取样长度内，纵坐标Z(x)绝对值的算术平均值。
（2）轮廓的最大高度Rz（maximum height of profile Rz）
   在一个取样长度内，最大轮廓峰高与最大轮廓谷深之和。
（3）轮廓单元的平均线高度RC （mean height of profile elements RC）
       在一个取样长度内轮廓单元高度Zt的平均值。
（4）轮廓单元的平均宽度RSm （mean width of the profile elements RSm）
在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值。
（5）轮廓的支撑长度率 Rmr(c) (material ratio of the profile Rmr(c))
在给定水平位置C上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度之比。
（7)评定长度ln（evaluation length)是指用于判别被评定轮廓的x方向上的长度。规定评定长度是因为零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均匀，在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面的粗糙度特征，故需要在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度。它可包括几个取样长度，一般为5个，即ln=5lr为默认评定长度，可不标注。对均匀性好的表面，可少于5个，反之可多于5个。

（8)中线（mean lines）具有几何轮廓形状并划分轮廓的基准线。

（9)粗糙度轮廓中线（mean lines for the roughness profile）用轮廓滤波器λc抑制了长波轮廓成分相对应的中线。

根据建立中线的方法不同，中线有以下两种：

①轮廓最小二乘中线（least squarea mean line of the profile）：在取样长度内，使轮廓线上各点到该线的纵坐标值Z（x)的平方和最小。

②轮廓算术平均中线（arithmetical mean line of the profile）：在取样长度内，与轮廓走向一致，并将轮廓划分为上、下两部分面积相等的基准线。

显然，对于一个实际轮廓，其最小二乘中线是唯一的，而一般情况下，算术平均中线不是唯一的。

（10）轮廓峰（profile peak）连接（轮廓和x轴）两相邻交点向外（从材料到周围介质）的轮廓部分

（11）轮廓谷（profile valley）连接（轮廓和x轴）两相邻交点向内（从周围介质到材料）的轮廓部分。

（12）高度和或间距辨别力（height and/or spacing discrimination）应计入被评定轮廓的轮廓峰和轮廓谷的最小高度和最小间距。

（13）轮廓单元（profile element）轮廓峰和轮廓谷的组合（见图55）。

（14）纵坐标值Z（x)［ordinate value Z（x)］被评定轮廓在任一位置距x轴的高度。若Z（x)是在x轴的下方视为负值，反之视为正值。

（15）轮廓峰高（profile peak hight Zp）轮廓最高点距x轴线的距离。

（16）轮廓谷深（profile valley depth Zv）x轴线与轮廓谷最低点之间的距离。

（17）轮廓单元的高度（profile element height Zt）一个轮廓单元的峰高和谷深之和。

（18）轮廓单元的宽度（profile element width Xs）中线与轮廓单元相交线段的长度。

（19)在水平截面高度c上轮廓的实体材料长度Ml（c)［material length of profile at the level c Ml（c)
］在水平给定截面高度c上用一条平行于x轴的线与轮廓单元相截所得到的各段截线长度之和）。


5.2.2表面粗糙度的评定参数

GB/T 3505—2009中规定的有关评定表面粗糙度的参数有幅度参数（z轴方向）9项、间距参数（x轴方向）1项、混合参数1项以及曲线和相关参数5项，共4大类16项。这里选择介绍下面几种，目前工程实际中较常用的参数，这几种评定参数有的已在GB/T 3505—1983中出现过。

（1）幅度参数

①评定轮廓的算术平均偏差Ra（arithmetical mean deviation of the assessed Ra）。
在一个取样长度内，纵坐标Z（x)绝对值的算术平均值。

②轮廓的最大高度Rz（maximum height of profile Rz）。在一个取样长度内，最大轮廓峰高Zp与最大谷深Zv之和的高度。必须指出，在GB/T 3505—1983中，符号Rz曾用于表示“微观不平度的十点高度。”新的Rz为旧标准Ry（轮廓最大高度）的定义，原Ry的符号不再使用。

③轮廓单元的平均高度Rc（mean height of profile elements Rc）。在一个取样长度内轮廓单元高度Zt的平均值。


选择此参数需要注意“高度和间距辨别力”。除非另有规定，省略标注的高度分辨力应为Rz的10%，间距分辨力为lr的1%，此两条件需同时满足。

（2）间距参数
轮廓单元的平均宽度Rsm （mean width of the profile elements Rsm）为在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值。


同理，选择此参数也需要注意“高度和间距分辨力”。条件与Rc相同。

（3)曲线和相关参数轮廓的支撑长度率Rmr（c） ［material ratio of the profile Rmr（c）］。

在给定水平截面高度c上轮廓的实体材料长度Ml（c)与评定长度之比见。


 这里应指出的是，此参数是在评定长度而不是在取样长度上定义的，因为这样提供的曲线和相关参数更稳定。

GB/T3505—2000所规定的所有表面粗糙度评定参数，在实际中根据需要选用，但幅度参数Ra或（和）Rz是必须标注的。从Ra和Rz的定义可以看出，Ra所反映的轮廓信息量比Rz要多，所以Ra参数是首选。如果零件表面有密封性和耐磨性要求，则还要考虑标间距参数或曲线和相关参数。

5.3表面粗糙度符号及其表示法

国家标准GB/T 131—2006《产品几何技术规范(GPS) 技术产品文件中表面结构的表示法》规定了零件表面粗糙度符号及其在图样上的标注法。它适用于机电产品图样及有关技术文件。

5.3.1表面粗糙度的符号

按GB/T 131—2006，在图样上表示表面粗糙度的符号时，需在图样上用细实线画出。若仅表明零件需要加工（采用去除材料方法或不去除材料方法），但对表面粗糙度的其他规定没有要求时，允许只注表面结构符号。



5.3.2 表面粗糙度的表示法


表面粗糙度代号是以表面粗糙度符号、参数、参数值及其他有关要求的标注组合形成的。其表面特征各项规定的注写位置如图511所示。
图511表面粗糙代号
图511中位置ae分别注写以下内容：位置a注写表面结构的单一要求；位置a和b注写两个或多个表面结构要求，在位置a注写第一个表面结构要求，在位置b注写第二个表面结构要求。如果要注写第三个或更多个表面结构要求，图形符号应在垂直方向扩大，以空出足够的空间。扩大图形符号时a和b的位置随之上移；位置c注写加工方法、表面处理、涂层或其他加工工艺要求等；位置d注写所要求的表面纹理和纹理的方向，如“=”、“×”、“M”；位置e注写加工余量，以毫米为单位给出数值。


5.3.3表面粗糙度符号、代号在图样上的标注示例

①在图样上标注表面粗糙度符号、代号时，一般应将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线
或它们的延长线上。表面粗糙度在图样上的标注举例符号的尖端必须从材料外指向被注表面。

②当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，应在表53所示的图样符号右上角折线处加一圆圈，标注在图样中工件的封闭轮廓线上。

③当零件所有表面具有相同的表面粗糙度要求时，其符号、代号可在图样的右上角统一标注。

在图样上标注表面粗糖度符号、代号时，一般应将其标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上。符号的尖端必须从材料外指向被注表面。

当在图样某个视图上构成封闭轮廓的各表面有相同的表面结构要求时，应在图样符号右上角折线处加一圆圈，标注在图样中工件的封闭轮廓线上。

热处理、表面处理及其标注：     
   常用的热处理方法有退火、正火、淬火、回火、调质及时效处理等，而表面处理方法则有表面淬火、渗碳淬火、氮化、氰化、发蓝、发黑等。