2024年3月30日发(作者：)
令狐采学创作
表面粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量
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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》
中定义了表面粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)Ra、Rq、Rsk、Rku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粗糙度参数的技术要求，例如Rmax(DIN EN ISO
4287)、RPc(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)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
Rmax、Rt等参数、轴类零件的RPc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Rz(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。
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这里Rz的定义和GB/T3505-1983《表面粗糙度术语表面及其参数》中的定义已经
完全不同。GB/T3505-1983中Rz符号曾用于指示“不平度的十点高度”。正在使用中
的一些表面粗糙度测量仪器大多只能测量以前的参数Rz。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Rmax(DIN EN ISO 4287)
参数Rmax与参数Rzi之间有些关系，因此首先介绍Rzi的定义。
Rzi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。
Rmax的定义为在评定长度lc内Rzi的最大值(在DIN EN ISO 4288中，Rmax的符
号为Rz1max)，其示意图如图2所示。
3.参数Rt(GB/T3505-2000)
参数Rt的定义为评定长度内最大的峰谷垂直距离，如图3所示。
4.参数R3z(Daimler Benz Standard 31007)
R3zi的定义为，粗糙度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
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之间的垂直距离，如图4所示。
R3z是5个连续取样长度上粗糙度深度R3zi的平均值。
5.参数RPc(prEN 10049)
参数RPc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
的粗糙度轮廓元素的数量。在使用中取c1等于c2，它们间的距离也叫做带宽(Bandwidth)
或Peak Count Level。通常会取它们位于中线(Mean Line)或平行于中线指定的另外的直
线的两侧，如图5所示
。
三、测量使用的仪器
测量使用的仪器为英国某公司生产的粗糙度仪。该仪器采用的是触针式测量方法，其
粗糙度参数的测量误差为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Rk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
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Rmax、Rt、R3z的测量
参数Rmax、Rt、R3z的测量同测量参数Ra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Ra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Ra同样的取样长度lc，这也是广泛采用的方式。
图6为使用粗糙度仪对某钢管内表面进行测量后得到的粗糙度轮廓，表1为该粗糙
度轮廓各粗糙度参数的测量结果。
由表1的测量结果可以看出，Rt>Rmax>Rz>R3z，这与前面介绍的这些参数定义的
含义是一致的。
五、参数
RPc的测量
Rmax、Rt、R3z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RPc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
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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。
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粗糙度轮廓进行分
析计算，从而得到所需的参数RPc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RPc，图7为包含29个评定长度的粗糙度轮廓。
六、结束语
表面粗糙度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。
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