任何一个被加工的实际表面都不可能是理想化的表面，而是呈现出不同节距的峰谷起伏状轮廓。这种实际轮廓对理想表面的偏差可按其峰谷起伏的高低幅度及节距大小分为微观不平度、波度和宏观几何误差，如图4.2.1所示。宏观几何形状误差是一种大周期变化的不平度、波度和宏观几何形状误差，一般是指零件表面的平面度、直线度、圆度、圆柱度等，如图4.2.1 (d)所示，即为零件表面的直线度。波度是指较小周期的表面起伏误差，如图4.2.1(c)所示二微观不平度是指零件表面微小周期(节距)和微小峰谷所形成的几何形状误差，也就是我们要讨论的表面粗糙度．如图4. 2. 1(b)所示。测量粗糙度时，应选择在与加工痕迹和被测平面相互垂直的平面内进行；

图4.2.1 被加工实际表面形状

按照国标GB 1031-83的规定，评定粗糙度的参数一共有六个，其中高度方向参数三个，即R_a,R₂,R_y,而R_a,R_z为优先选用参数；另外还有三个间距方向参数，即s_m，s，t_p。高度方向的三个参数又称为主参数，间距方向的三个参数又称为辅助参数。为了弄清R_a，R_z的定义，必须对有关的几个概念加以说明。

1．表面轮廓中线

它是一条与零件的宏观几何轮廓相一致的测量基准线，它把表面微观轮廓分为两半，在取样长度内使被测轮廓上各点至该线距离y₁,y₂,y₃,……y_n的平方和为最小，即

其图形如图4.2.2所示。

实际上要在轮廓上找到符合最小二乘法的中线是很麻烦的。所以允许这样来确定中线，即取样长度之内，找出一条与表面宏观几何轮廓相一致并把微观轮廓分成两半的线；该线与其两边的轮廓线所围成的面积之和相等，即

F₁＋F₂＋…＋F_2n-1＝F₂+F₄＋…+F_2n

2．取样长度ι

为了将粗糙度与波度区分开，以限制和减小表面波度对粗糙测量结果的影响而规定的一段长度ι，称为取样长度。大于此长度的起伏误差都被排除在粗糙度之外。不同等级的粗糙表面，其取样长度ι也不一样，粗糙度越小，ι也越小。

图4.2.2 表面轮廓中线

电动轮廓仪面板上的切除就是取样长度。

3．评定长度

被加工零件表面的粗糙度必然有不同程度的不均匀性，为取得平均效果，可以取若干个取样长度内的粗糙度的平均值作为评定结果，这若干个取样长度之和即为评定长度。

电动轮廓仪面板上的有效行程长度就是指评定长度。

在明确上述概念的基础上，再来定义R_a，R_z。

4．参数R_a：轮廓的算术平均值偏差

其定义为“在取样长度内．轮廓曲线上各点到中线距离的绝对值的算术平均值”，

即其近似值为

式中：n为所计算的y_i的个数。

5．参数Rz：微观不平度十点高度

其定义为“在取样长度内，从平行于中线的任意一条线起到轮廓曲线的五个最高点(峰)和五个最低点(谷)之间的平均距离之差”。如图4.2.3所示。

图4.2.3 微观不平度十点高度

原有的表面粗糙度等级共分14级，舟级都有对应的R_a,R_z值及取样长度ι。在评定粗糙度时．还规定在原粗糙度▽5～▽12范围以内以R_a为准，在▽1～▽4及▽13～▽14范围内以R_z为准。用电动轮廓仪测量粗糙度时，R_a值由其运算电路算出，并由表头指示出来。使用带微处理器的电动轮廓仪(如新生产的泰勒5型、6型等)，也可直接读取Rz值。

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文章来源：《计量器使用与维护》

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