2024年3月30日发(作者：)

表面参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量

甘晓川??张瑜??刘娜??石作德??谷荣凤

在GB/T3505-2000《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构术语、定义

及参数》中定义了表面幅度参数(纵坐标平均值)R

a

、R

q

、R

sk

、R

ku

和间距参数、混

合参数等，虽然该标准等效采用了ISO4287:1997《几何产品规范(GPS)表面特征:

轮廓法 表面结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满足我国目前工业

生产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出一些非标的表面参数的技术要求，

例如R

max

(DINENISO4287)、RP

c

(prEN10049)、R

3z

(DaimlerBenzStandard31007)等。

这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此生产部门对这些参数的准

确测量都有迫切的需求。同时，对这些参数的正确认识及理解能有效地指导生产

过程，在使产品技术指标满足要求的同时可有效降低生产成本。

笔者在实际工作中经常会为一些厂家测量这样的参数，如发动机冷凝管内表面

的R

max

、R

t

等参数、轴类零件的RP

c

参数。现结合实例对这些参数的定义和测量

方法作一些说明，以供参考。

一、参数的定义

1.参数R

z

(GB/T3505-2000)

在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图1所示。

图1 参数

R

z

示意图

这里R

z

的定义和GB/T3505-1983《表面术语 表面及其参数》中的定义已经完全

不同。GB/T3505-1983中R

z

符号曾用于指示“不平度的十点高度”。正在使用中的

一些表面测量仪器大多只能测量以前的参数R

z

。因此，采用现行的技术文件和图

样时必须小心慎重，因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间

的差别，并不都是非常微小而可忽略的。

2.参数R

max

(DINENISO4287)

参数R

max

与参数R

zi

之间有些关系，因此首先介绍R

zi

的定义。

R

zi

的定义为，在一个取样长度lr内最高峰和最低谷之间的垂直距离。

R

max

的定义为在评定长度lc内R

zi

的最大值(在DINENISO4288中，R

max

的符号

为R

z1max

)，其示意图如图2所示。

图2 参数

R

max

示意图

3.参数R

t

(GB/T3505-2000)

参数R

t

的定义为评定长度内最大的峰谷垂直距离，如图3所示。

图3 参数

R

t

示意图

4.参数R

3z

(DaimlerBenzStandard31007)

R

3zi

的定义为，轮廓上一个取样长度lr内第3高的轮廓峰和第3高的轮廓谷之间

的垂直距离，如图4所示。

图4 参数

R

3

z

示意图

R

3z

是5个连续取样长度上深度R

3zi

的平均值。

5.参数RP

c

(prEN10049)

参数RP

c

的定义为单位长度内连续穿过规定的上轮廓截止线c1和下轮廓截止线

c2的轮廓元素的数量。在使用中取c1等于c2，它们间的距离也叫做带宽(Bandwidth)

或PeakCountLevel。通常会取它们位于中线(MeanLine)或平行于中线指定的另外的

直线的两侧，如图5所示。

图5 参数

RP

c

示意图

三、测量使用的仪器

测量使用的仪器为英国某公司生产的仪。该仪器采用的是触针式测量方法，其

参数的测量误差为2%，具有分析评定25个参数R、22个参数P、23个参数W、

12个参数R&W和7个参数R

k

的能力。此外，对同一测量数据可以进行多次不同

参数的分析评定，而不需要多次测量。

四、参数

R

max

、R

t

、R

3z

的测量

参数R

max

、R

t

、R

3z

的测量同测量参数R

a

一样，都需要使仪器的探针在被测表面

上扫描规定的长度，从而得到表面轮廓。表面轮廓经滤波器滤波后得到原始轮廓，

用规定的方式对原始轮廓进行分析就得到对应的参数。

它们的评定与R

a

的评定类似，滤波器、取样长度lc等评定条件的选取都对评定

结果有明显的改变。笔者使用的滤波器是2CR-PC。而取样长度lc的选取由于没有

明确的规定，工作中可选用与参数R

a

同样的取样长度lc，这也是广泛采用的方式。

图6为使用仪对某钢管内表面进行测量后得到的轮廓，表1为该轮廓各参数的

测量结果。

图6 某钢管内表面轮廓

由表1的测量结果可以看出，R

t

>R

max

>R

z

>R

3z

，这与前面介绍的这些参数定义的

含义是一致的。

表1 某钢管内表面参数测量结果

五、参数

RP

c

的测量

R

max

、R

t

、R

3z

等这些参数的评定过程不再涉及其他条件的设定，所以对它们的

评定相对简单。而参数RP

c

的评定稍显复杂一些，其评定过程还需要设定3个条

件，分别为参考类型、高度、带宽。其中参考类型和高度是配合在一起的，笔者

使用“平均值以上的高度”，且高度为“0”，也就是以中线为中心，上下各半个带宽。

而带宽的大小就依靠产品的技术要求了，表2即为一个技术要求的实例。该要求

分别对7个带宽每英寸长度内的峰值数量都提出了要求。

表2 参数

RP

c

技术要求实例

分别在带宽中设定所要求的数值，然后计算机将依照设定的条件对轮廓进行分

析计算，从而得到所需的参数RP

c

数值。表3为通过设定不同条件后对图7分析

后得到的参数RP

c

，图7为包含29个评定长度的轮廓。

图7 某轴类零件的外表面轮廓

表3 某轴类零件的外表面RP

c

参数测量结果实例

六、结束语

表面可用具有不同定义的多种参数进行评定，前面涉及的仅仅为几个比较常见

的参数。虽然有些参数在我国的国标中并未定义，但由于这些参数在国外已大量

使用，使得我们的制造部门不得不在对外贸易中面对对方设置的贸易壁垒。开展

此类参数的测量可为生产和研究部门的研制提供有力的技术支持，对打破技术性

贸易壁垒也起到巨大的作用。

作者单位【辽宁省计量科学研究院】