【国家标准(GB)】 产品几何量技术规范(GPS) 表面结构 轮廓法 图形参数

GB/T18618--2002
本标准是根据国际标准ISO12085:1996《产品几何量技术规范（GPS）表面结构轮廊法图形参数》制定的。该标准在技术内容上与ISO12085:1996等效，编写规则上与之等同。该标准的制订在国内尚属首次。该标准规定了用图形法确定表面结构的术语、定义和参数：还对相应的典型算法和测量条件作了说明。它有一系列（7个）参数，是一个体系。它用7个图形参数和上包络线对表面性能进行评价，有一定的优越性。
本标准规定了用图形法确定表面结构的定义、理论准确算法、测量条件等内容。适用于宏观和微观几何特性参数的评定。该标准是GB/T35052000所定义参数的补充。本标准是一项产品几何技术规范（GPS）体系的通用标准，规定了用图形方法评定表面特性，克服了传统的用中线制评定表面特性时带来的误差，与目前通用的中线制对各参数的评定有较大的差别。为了用现有的仪器获得可重复的测量结果，增加了附录A《图形合并的计算方法》和附录B《图形参数与表面功能的关系》。这对正确理解和贯彻使用该标准起著重要的作用。本标准与ISO12085：1996的区别：标准中只规定了附录A和附录B两个附录；对标准中的个别文字稍有差异，但并不影响标准的使用。本标准的附录A是标准的附录，附录B是提示的附录。本标由中国机械工业联合会提出。本标准由全国产品尺寸和几何技术规范标准化技术委员会归口。本标准起草单位：机械科学研究院、中国计量科学研究院、时代集团公司、哈尔滨理工大学。本标准主要起草人：王欣玲、高思田、赵有祥、王忠滨、陈捷。31
GB/T18618—2002
ISO前言
ISO(国际标准化组织）是一个世界范围的国家级标准化组织（ISO成员）的联合会，国际标推的制定工作由ISO各技术委员会进行。每个成员组织，对某一主题的技术委员会感兴趣，就有权参加该委员会工作，其他与ISO协作的政府间或非政府间的国际组织也可以参加工作。ISO与IEC（国际电工委员会）在所有有关电工技术标准化的内容上进行密切合作。由技术委员会提出的国际标准草案，散发给各成员组织，由各成员组织投票表决，至少需要75%的赞成票才能作为国际标准公布。ISO12085国际标准是由ISO/TC57/SC1《粗糙度和波纹度的测量仪器和装置》,ISO/TC3《极限和配合》ISO/TC10/SC5《尺寸和公差的表示法》技术委员会共同制订的。附录A是这一国际标准的附录。附录B和附录C是提示的附录。52
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1范围
中华人民共和国国家标准
产品几何量技术规范（GPS）
表面结构轮廓法
图形参数
Geometrical product specifications(GPS)-Surface textureProfile method---Motif parameters本标准规定了用图形方法确定表面结构的术语、定义和参数。本标准还对相应的典型算法和测量条件作了说明。2引用标准
18618-2002
eqv ISO 12085:1996
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标推出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修改，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T131--1993机械制图表面粗糙度符号、代号及其注法（eqvISO1302：1992）GB/T6062一2002产品几何量技术规范（GPS）表面结构轮席法接触（触针）式仪器的标称特性(neqISO 3274:1976)
GB/T3505--2000
产品几何技术规范表面结构轮廊法表面结构的术语、定义及参数(eqv ISO 4287:1997)
GB/T10610-1998产品几何技术规范表面结构轮廉法评定表面结构的规则和方法(eqv ISO 4288:1997)
3定义
本标准采用下列定义。
3.1一般定义
3.1.1表面轮廓
surface profile
平面与实际表面相交所得的轮廓。（见GB/T3505中3.1.4）3.1.2原始轮廓primaryprofile
在应用短波长滤波器入之后的总的轮廊。（GB/T3505中3.1.5）3.1.3轮廓的单峰local peak of profile两相邻轮廊最低点之间的轮廓部分（见图1）。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2002-01-10批准2002-07-01实施
GB/T 18618—2002
图1轮廓的单峰
3.1.4轮廓的单谷local valley of profile两相邻轮廊最高点之间的轮廓部分（见图2）。的用
3.1.5 图形 motif
轮廓的单谷
不一定相邻的两个单峰的最高点之间的原始轮廊部分。用以下参量来描述一个图形的特征（见图3和图5）：
长度AR：或AW在平行于轮廊的总方向上测得；两个深度H,和Hj+1或HW,和HWi+1,在垂直于原始轮廓的总方向上测得；T型特征，两个深度中的最小深度。AR
T=min[Hj.Hi+]
T=Hj+1
图3粗糙度图形
3.1.6 粗糙度图形 roughness motif通过采用具有界限值A的理想算法而得出的模式。注：依照此定义，一个粗髓度图形的长度AR,应小于或等于 A(见图3)。 upper envelope line of the primary profile(waviness3.1.7原始轮廊（波纹度轮廊）的上包络线profile)
经过对轮廊峰的常规鉴别后，连接原始轮廊各个峰的最高点的折线（见图4)。54
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3.1.8波纹度图形 waviness motifGB/T18618—2002
包络线
图4上包络线
通过采用带界限值B的标准算法而得出的图形（见图5）。上包络线
min[HWi,HWi+,]
T=HWi+I
图5波纹度图形
3.2参数定义
3.2.1粗糙度图形的平均间距AR
ean spacing of roughness motifs,ART6
在评定长度内，粗糙度图形中各个长度AR，的算术平均值（见图6)。AR=
式中n为粗糙度图形的数量（与AR，的数量相等）1
图6粗糙度参数
3.2.2粗糙度图形的平均深度 Rmean depth of roughness motifs,R在评定长度内，粗糙度图形的各个深度H，的算术平均值（见图6)。R
式中m为H,值的数量。
注：H,值的数量是 AR,值数量的两倍(m=2n)。3.2.3轮廓微观不平度的最大深度Rmaximum depth of profile iregularity,R在评定长度内，H,的最大值，例如图6:R,H：3.2.4波纹度图形的乎均间距AWmean spacing of waviness motifs，AW5
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在评定长度内，波纹度图形中各个长度 AW,的算术平均值（见图7）。即1AW
式中n为波纹度图形的数量（与AW，的数量相等）。3.2.5波纹度图形的平均深度wmean depth of waviness motifs,W在评定长度内，波纹度图形各个深度HW，的算术平均值（见图7)。即W
式中m为HW,值的数量。
注：HW，值的数量为AW，值数量的两倍（m=2n）AW
图7波纹度参数
3.2.6波纹度的最大深度Wmaximumdepthof waviness,Wx在评定长度内，深度H,的最大值（见图7)。3.2.7波纹度的总深度 We total depth of waviness,Wte上包络线
在与原始轮廓总的走向垂直的方向上测得的，位于原始轮廊上包络线的最高点和最低点之间的距离（见图7)。
4图形法的理论准确算法
4.1概论
本节描述图形的识别条件(长度和深度鉴别)并给出计算粗糙度和波纹度参数的程序。4.2图形的常用界限值
图8中描述的被推荐的界限值A和B参见第5章内容。0同距A
a）粗度图形
4.3深度鉴别
图8图形的常用界限值
深度鉴别适合于用来评定表面粗糙度的原始轮廊。56
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A<间距≤ B
b）波纹度图形
4.3.1基于最小深度的鉴别
GB/T18618--2002
原始轮廊分成宽度为A/2的单元，并计算出每个长方形的高度。凡是比这些长方形平均高度的5%更大的单峰都被计入（见图9)。MW
保留的单峰
4.3.2基于最大深度的鉴别
放弃的单峰
图9基于最小深度鉴别
矩形的高度
对于深度为是H的粗糙度图形，计算H（H的平均值)和aH（标准偏差），任何深度数大于H=H,+1.65aH,的单峰或单谷，则使其深度等于H（见图10)。注：假如H；圣高斯分布，满足这个条件的峰和谷的数量约为5%。这种鉴别避免了孤立的高单蜂对包络线的干扰。图10基于最大深度的鉴定
4.4通过图形的组合来识别粗糙度和波纹度(以下4个条件与图11有关)在图11中，R指粗糙度，W指波纹度。I包络条件第一个条件，保留比相邻的蜂更高的蜂。I长度条件第二个条件将图形长度限在A值（粗糙度和波纹度之间的常用界限值)或B值（波纹度和形状偏差之间的常用界限值)见4.2和5.3中的定义。Ⅱ扩展条件第三个条件通过寻找尽可能大的图形来翻去最小的峰。在将两个图形合并为一个图形时，如果其T值比两个原来的图形要小，则不能进行这种合并。（这个条件去了插人大的峰之间的小峰）
N类似深度条件第四个条件限制具有类似深度图形的组合，尤其是针对周期性表面。（这个条件避免删去其深度与相邻峰深度相近的蜂）。香
无合并
P,>Pg 和 P:
(AR;+AR;+1)>A(对R)
(AW: + AWi+)>B(对W)
THj+I和 Hi+2>60% T(对R)
HWi+{和HW i+2>60% T(对W)
测试是否还有另一个图形
检测图形1+1和 :+2
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检查图形和i+
条件！
在一个峰≤任意
一个相邻峰
条件1
图形长度
(AR:+ ARi+I)≤A(对R)
(AW; +AWi+I)≤B(对W)
两个翻形的
T特性的扩展
条件IV
任一裸度≤所检查
图形的 T特性的60%
结束合并过程
图11图形的合并
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可能的合并
P,≤P,或 P:
(AR;+ARi+I)≤A(对R)
(AW, + AWi+1)≤B(对W)
T≥T,和T2
Hi+或Hi+2≤60% T(对R）
HWj+I或HWi+2≤60% T(对W)
合并两个图形
检测图形+2和【+3
4.5参数计算的步骤
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原始轮廊
副除小单峰
图12a）
寻找定义单个粗糖度图形的所有蜂和谷图126）
为到尽可能大的、符合.上述四个条件的图形，在整个轮席上将单个粗髓度图形两个两个的组合图12c）
计算 R
修正其深度大于H=H,+1.65H，的单个的峰和谷。这些深度修平到与H相同。
计算R和 AR1).3）
修正后的！上包络线
图12d）
在此线上，寻找定义单个波纹度图形，的所有峰和谷。
为我到尽可能大的、符合上述四个条件的图形，将单个波纹度图形两个两个的组合图12e)
计算W、AW2)、W.和W.3)
1）计算R和AR参数至少要有三个图形。2）计算W和AW参数至少要有三个图形3）若图形少于三个，则用R,或W,计算，2μm
00 μr
）原始轮靡
原始轮廉
粗髓度峰
粗糖度图形
糖度谷
b）迭加在原始轮廊上的粗髓度图形图12参数计算步骤图解
图形的合并
5参数的测量条件
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c）粗髓度图形
修正后的上包络线
d）迭加在原始轮廓上的波纹度轮廓AW
波纹度图形
波纹度峰
H,和AR,的计算
修正后的上包络线
波纹度谷
e）迭加在波纹度轮廓上的波纹度图形图12（完）
5.1关于在原始轮廓上横向移动的约定为计算波纹度参数，应以导向基准为基面测得原始轮廊。5.2推荐的测量条件
被推荐的测量条件参见表1。
行程长度
评定长度
1）如果没有其他特殊要求，缺省值将分别为A=0.5mm和B=2.5mm5.3轮廓量化步距
本标准涉及的参数仅在原始轮廊包含至少150个垂直量化步距的情况下才有效。5.4评定的规则
GB/T10610中给出的16%的规则对图形法各参数适用。5.5图样上的注法
图形法各参数在图样上的注法应符合GB/T131中的规定。60
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最大触针半径
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附录A
(标准的附录）
图形合并的计算方法
为了用现有的仪器获得可重复的测量结果。在软件中要使用A1到A3中给出的计算方法（见图A1)。
A1轮廓成段分解
粗糙度：段长小于或等于“A”；波纹度：段长小于或等于“B”（“A”和B”的值见5.2）寻找满足如下条件的两个峰P:、P;1：两峰间的水平距离最大；
一水平距离小于或等于A或B(见表1)；没有比两个峰中任一个峰更高的峰；包含在两峰间的轮廓部分称为段。A2段内图形合并
在每段中，顺序判别每一对图形是否满足4.4中的三个条件1、Ⅱ、V。只有在完全满足这三个条件时才能合并两个单独的图形。
对于条件V，Hi+1、Hj+2中的最小值图形(H,+1、Hi+2)是与段的垂直参考值T(T=段的两个高度h1、h中的最小值)的60%、而不是与可能被合并的图形的T进行比较的。当顺序判别了段内所有单独的图形后，合并操作要再次从段的起始点开始进行，直到段内没有合并发生，
其他段也用同样的方法进行测试。A3在整个轮廓范围内的合并
对于由前面的步骤得到的所有图形，在整个轮廓范围内进行两两合并。对于每一对图形顺序进行条件I、Ⅱ、Ⅱ、N的判别。只有在完全满足这四个条件时，才可以合并所判别的两个图形。对于条件V，垂直特征T是所判别的可能被合并的图形的两个高度的最小值。当顺序判别了轮廓上段内所有的图形后，合并操作要再次从轮廊起始点开始进行，直到没有合并发生。
A4图形合并的计算方法概述
1）将轮廊分解为段（粗糙度：宽度≤A；波纹度：宽度≤B）2）段内图形合并，判别条件：1、Ⅲ、IV3）整个轮廓的图形合并，判别条件：、IⅡ、、Mi
按段轮廊频率
段内图形合并
轮廊上的合并
度游用
被消除
GB/T18618—2002
被消除峰
保留的峰
（条件IV）
变消除
保留的峰
（条件I、I）
X消除峰（条件I、、【、N完全满足）Q保留峰
图A1图形合并
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结束可能的合并
结束测试
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