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4.1 表面粗糙度轮廓参数及其数值
4.1.1 表面粗糙度轮廓的界定
为了研究零件的表面结构，通常用垂直于零件实际表面的平面与该零件实际表面相交所得到的轮廓作为评估对象，称其为表面轮廓，是一条轮廓曲线，如图4-1所示。
一般来说，任何加工后的零件表面的实际轮廓总是包含着表面粗糙度轮廓、波纹度轮廓和宏观形状轮廓等构成的几何形状误差，它们叠加在同一表面上，如图4-2所示。粗糙度、波纹度、宏观形状通常按表面轮廓上相邻峰、谷间距
的大小来划分：间距小于1mm的属于粗糙度；间距在1~10mm的属于波纹度；间距大于10mm的属于宏观形状。粗糙度叠加在波纹度上，在忽略由于粗糙度和波纹度烈起的变化的条件下表面总体形状为宏观形状，其误差称为宏观形状误差或GB/T1182-2008称谓的形状误差。
4.1.2 表面粗糙度轮廓对零件工作性能的影响
切削加工后的零件表面轮廓形状很复杂，表面粗糙度轮廓主要由于加工过程中刀具或砂轮和零件表面间的摩擦、切属分离时工件表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等原因所形成，不同于主要因机床几何精度方面的误差所引起的表面宏观几何形状误差（如平面度、园度误差等），也不同于在加工过程中主要由于机床一刀具一工件系统的强迫振动等引起的表面波纹度。表面粗糙度轮廓对零件使用性能及其寿命影响较大，尤其对在高温、高速和高压条件下工作的机械零件影响更大，其影响主要表现在以下几个方面：
（1）对摩擦和磨损的影响
（2）对配合性质的影响
（3）对抗疲劳强度的影响
（4）对抗腐蚀性的影响
此外，表面粗糙度轮廓对零件其他使用性能，如结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力以及对机器、仪器的外观质量和测量精度等都有很大影响。因此，为保证机械零件的使用性能，在对零件进行几何精度设计时，必须合理地提出表面粗糙度轮廓技术要求。
4.1.3 取样长度、评定长度及长波和短波轮廓滤波器的截止波长
测量和评定表面粗糙度轮廓时，应规定取样长度、评定长度、轮廓滤波器的截止波长、中线和评定参数。当没有指定测量方向时，测量截面方向与表面粗糙度轮廓幅度参数的最大值相一致，该方向垂直于被测表面的加工纹理，即垂直于表面主要加工痕迹的方向。
1.取样长度
由于实际表面轮廓包含着粗糙度、波纹度和宏观形状误差等三种几何形状误差，测量表面粗糙度轮廓时，应把测量限制在一段足够短的长度上，以抑制或减弱波纹度、排除宏观形状误差对表面粗糙度轮廓测量的影响。这段长度称为取样长度，它是用于判别被评定轮廊的不规则特征的X轴方向上（见图4-1）的长度，用符号lr表示，如图4-3所示。表面越粗糙，则取样长度lr就应越大。
2.评定长度
由于零件表面的微小峰、谷的不均匀性，在表面轮廓不同位置的取样长度上的表面粗糙度轮廓测量值不尽相同。因此，为了更可靠地反映表面粗糙度轮廓的特性，应测量连续的几个取样长度上的表面粗糙度轮廓。这些连续的几个取样长度称为评定长度，它是用于判别被评定轮廓特征的x轴方向上（见图4-1）的长度，用符号ln表示，如图4-3所示。评定长度可以只包含一个取样长度或包含连续的几个取样长度。标准评定长度为连续的5个取样长度（即
）。
3.长波和短波轮廓滤波器的截止波长
为了评价表面轮廓（图4-2所示的实际表面轮廓）上各种几何形状误差中的某一几何形状误差，可以利用轮廓滤波器来呈现这一几何形状误差，过滤掉其他的几何形状误差。轮廓流波器是指能将表面轮廓分高成长波成分和短波成分的滤波器，它们所能抑制的波长称为截止波长。从短波截止波长至长波截止波长这两个极限值之间的波长范围称为传输带。
使用接触（触针）式仪器测量表面粗糙度轮廓时，为了抑制波纹度对粗糙度测量结果的影响，仪器的截止波长为
的长波滤波器从实际表面轮廓上把波长较大的波纹度波长成分加以抑制或排除掉；截止波长为
的短波滤波器从实际表面轮廓上抑制比粗糙度波长更短的成分，从而只呈现表面粗糙度轮廓，以对其进行测量和评定。其传输带则是从
的波长范围。长波滤波器的截止波长等于取样长度
4.1.4 表面粗糙度轮廓的中线
获得实际表面轮廓后，为了定量地评定表面粗糙度轮廓，首先要确定一条中线，这是具有几何轮廓形状并划分被评定轮廓的基准线，然后以中线为基础来计算各种评定参数的数值。通常采用下列的表面粗糙度轮廓中线。
1.轮廓的最小二乘中线
轮廓的最小二乘中线如图4-4所示。在一个取样长度lr范困内，最小二乘中线使轮廓上各点至该线的距离
2.轮廓的算术平均中线
轮廓的算术平均中线如图4-5所示。在一个取样长度lr范围内，算术平均中线与轮廊走向一致，这条中线将轮廓划分为上、下两部分，使上部分的各个峰面积之和等于下部分的备众金面积之和，
4.1.5 表面粗糙度轮廓的评定参数
为了定量地评定表面粗糙度轮廓，必须用参数及其数值来表示表面粗糙度轮廓的特征。鉴于表面轮廓上的微小峰、谷的幅度和间距的大小是构成表面相糙度轮廊的两个独立的基本特征，因此在评定表面粗糙度轮廊时，通常采用下列的幅度参数和间距参数。
1.轮廓的算术平均偏差（幅度参数）
如图4-4所示，轮廓的算术平均偏差是指在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上各点至中线的纵坐标值Z（x）的绝对值的算术平均值，用符号Ra表示。用公式表示为：
2.轮廓的最大高度（幅度参数）
如图4-6所示，在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓上备众高极点至中线的距离叫做轮廓峰高，用符号
表示，其中最大的距离叫敏最大轮廓峰高Rp（图中
）；被评定轮廓上各个低极点至中线的距离叫敬轮廓谷深，用符号
表示，其中最大的距离叫做最大轮廓谷深，用符号Rv表示（图中
）。
轮廓的最大高度是指在一个取样长度lr范围内，被评定轮廓的最大轮廓峰高Rp与最大轮廓谷深Rv之和的高度，用符号RzRz表示，即：
3.轮廓单元的平均宽度（间距参效）
对于表面轮廓上的微小峰、谷的间距特征，通常采用轮廓单元的平均宽度来评定。如图4-7所示，一个轮廓峰与相邻的轮廓谷的组合叫做轮廓单元，在一个取样长度lr范围内，中线与各个轮廓单元相交线段的长度叫做轮廓单元的宽度，用符号
表示。
