GB/T 3505-2020

产品几何技术规范 (GPS) 表面结构 轮廓法 术语、定义及参数

Geometrical Product Specifications (GPS) — Surface texture: Profile method — Terms, definitions and parameters

现行

标准简介:本标准为 GB/T 3505-2009 的换代版本,吸纳了国际 ISO 25178 最新多物理场及波纹度分离滤波器理论,修正了部分极限表征参数的命名规则。

发布日期2020-04-28
实施日期2020-11-01
ICS 分类号17.040.20

核心技术:表面粗糙度表征参数

参数: Ra算术平均偏差 (Arithmetic Mean Deviation)
Ra = (1/lr) ∫₀ˡʳ |Z(x)| dx

在指定的取样长度 (lr) 内,被测微观几何轮廓偏距绝对值 |Z(x)| 的算术平均高度值。它是国际公认最具代表性、也最不容易受局部偶尔毛刺影响的一般性工业表面粗糙度评定基准。

参数: Rz轮廓最大高度 (Maximum Height of Profile)
Rz = Rp + Rv

在取样长度内,最高的单一微观轮廓峰高 (Rp) 与最低的单一微观轮廓谷深 (Rv) 的绝对高度差总和。该数值常用于高真空高压静态密封副表面,确保其抗划伤漏气极限高。

标准滤波与评定长度 ln 的换算设定:

根据 GB/T 1031-2009 附录规范,评估二维微波粗糙度轮廓必须通过 λc 滤波器(相位修正高斯数字滤波器)进行高频纹理分离,从而过滤掉宏观波纹度(Waviness)。通常的标准评定长度公式为:

数字滤波截止波长: λc = lr
评定总长度: ln = 5 × lr

约束条件:选用矩阵表 (Machining Matrix Guide)

加工类型推荐 Ra 控制范围 (μm)标准截止波长 λc / lr (mm)标准评定长度 ln (mm)
车/铣 (Turning/Milling)2.0 < Ra ≤ 102.5012.50
磨/研 (Grinding/Lapping)0.1 < Ra ≤ 2.00.804.00
超精加工 (Superfinishing)0.02 < Ra ≤ 0.10.251.25
铸/锻 (Casting/Forging)10 < Ra ≤ 808.0040.00
注:本选用矩阵推荐数值完全对应 GB/T 1031-2009 标准表1规定。对于非周期性的机加工金属纹路,选用上述推荐的截止滤波常数;若面对具备强周期特征的纹路,lr 必须匹配实测平均凹凸间距 RSm 来校正设定。

仿真模拟:粗糙度形态评估工具

表面结构微观轮廓模拟器 GB/T 1031-2009

交互式探究算术平均偏差 Ra、最大高度 Rz 及轮廓中线的物理含义

Rz↑ 轮廓偏距 Z (x) [微米 μm]取样长度 lr (x) →
算术平均偏差 (Ra) 物理本质:

Ra 代表微观波峰、波谷高度的绝对值总和的平均值(即折折折折后的面积均分值)。它对单一的极端奇异波峰不敏感,常用于汽车零件、精密主轴等一般工业级机械配合面。

最大轮廓高度 (Rz) 物理本质:

Rz 则是取样长度内最高波峰与最深谷底之间的绝对垂向距离。它对于偶尔发生的磨粒划痕极度敏感,适合用于气密性要求极高的金属平面或往复密封轴径。

动态微调数值参数
设定目标 Ra算术平均0.80 μm
0.01μm (镜面)2.0μm10.0μm (粗加工)
设定目标 Rz十点高度4.00 μm
0.05μm10μm50μm
视图辅助标记
实时流测算结果
实测 Ra0.7140 μm
实测 Rz4.0000 μm
实测 Rq (RMS 均方根)0.8798 μm
峰/谷比例0.97 : 1
💡 GB/T 1031 推荐取样长度选用:0.1 < Ra ≤ 2.0μm: 建议配置 λc = 0.8 mm,评定长度 ln = 4.0 mm (精磨/精研面标准)。

硬件符合性:传感器探针及触针技术要求

Diamond Stylus Macro Spec
触测精密检测传感器

金刚石针尖曲率半径 (r_tip)

精密接触式二维表面轮廓仪(如三丰/泰勒霍普森等)测量试件时防刮伤、防跳变物理规格。

2μm
标准精密触针
选中 (SELECTED)

推荐用于低粗糙度表面(Ra < 0.1 μm)。最大限度减少针尖几何半径在微波峰底带来的轮廓滤波畸变。

5μm
通用工业级触针

兼具机械耐用性与精确度的平衡型测量触针。

90°
静态圆锥角探头

锥角标准为 90° 的圆锥几何触针,具有刚性侧面支撑。

实验室硬件测量集成 API 导出网关

您可以直接将此 GB/T 1031-2009 加工合规数据库及选选用矩阵参数,一键式以工业 XML 规格或 PDF 合规手册导出到三丰 (Mitutoyo)、泰勒霍普森 (Taylor Hobson) 或马尔 (Mahr) 精密测厚/粗糙度评估仪器主机软件内。