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202610月26日

表面粗糙度Ra与Rz区别:JIS日本图纸▽▽▽符号怎么读

图纸与规格更新于 2026年10月26日约 33 分钟读完

日方客户或日系供应商发来一套图纸:一个面标着 Ra 1.6,密封面写着 Rz 6.3;同一包资料里的旧图纸上,孔旁边画着 ▽▽▽,法兰上写着"6.3S"。这四种都是表面粗糙度(日语 hyomen arasa)要求,但出自不同年代的 JIS(日本产业标准)版本,其中一部分是现行标准已不再使用的旧写法。

读错的后果很具体。Ra 和 Rz 测的是表面的不同特征,同一个面上 Rz 的数值是 Ra 的数倍;而且 JIS B 0601 在 2001 年版中改变了 Rz 本身的含义。加工方按一个数字做、检验方按另一个数字判,零件就可能做出来却被判不合格。

国内的老图纸也有类似的坑:GB/T 3505 在 2000 年前后同样改过 Rz 的含义,更老的图纸上还有带数字的 ▽(光洁度等级)。本文把这些放在一起讲。

内容包括:Ra 与 Rz 分别测什么,旧 Rz、Rmax 和三角符号(▽)怎么读,JIS 与 GB/T、ISO 4287、ISO 21920、ASME B46.1 的关系,以及常见加工方法能做到多大的粗糙度。文末附一份向日方确认的清单和 FAQ。各标准的状态截至 2026 年 10 月 1 日。

目录
  1. 速查表:日本图纸上的粗糙度标注
  2. Ra 与 Rz:两个数字分别测什么
  3. JIS B 0601 的 Ra 与 Rz:旧 Rz 和新 Rz
  4. 现行有效的标准:JIS、ISO 4287、ISO 21920 与 GB/T
  5. 怎么读 JIS 的表面结构符号
  6. 日本图纸上的三角符号(▽▽▽)
  7. 各加工方法的典型 Ra
  8. 表面粗糙度怎么测
  9. 粗糙度标得越细越好吗?
  10. 本文的局限
  11. 小结
  12. 可以直接使用的内容:向日方确认的清单
  13. FAQ
  14. 来源

速查表:日本图纸上的粗糙度标注

先用下表判断眼前的标注是什么,再看后面对应的章节。

图纸上看到的通常的含义出处怎么处理
Ra 1.6轮廓算术平均偏差,上限 1.6 μm(约 63 μin)现行 JIS B 0031 / B 0601(Ra 的定义同 ISO 4287)按图纸要求测 Ra
适用 JIS B 0601:2001 或更新版本的图纸上的 Rz 6.3轮廓最大高度,上限 6.3 μmJIS B 0601:2001 及以后(与 ISO 4287 的 Rz 一致)按 Rz(最大高度)测
适用 JIS B 0601:1994 或更早版本的图纸上的 Rz可能是十点平均粗糙度(现称 RzJIS)JIS B 0601:1994 及以前核对图纸日期和所引标准,书面确认
Ry、Rmax,或数值后带"S"(如 6.3S)最大高度(相当于现在的 Rz)JIS B 0601:1994(Ry)、1982(Rmax)按最大高度处理,并确认版本
数值后带"a"(如 1.6a)算术平均粗糙度(Ra)旧 JIS 写法按 Ra 读
数值后带"Z"(如 6.3Z)十点平均粗糙度(旧 Rz,现 RzJIS)旧 JIS 写法商定按 RzJIS 或改用替代数值
▽▽▽▽ / ▽▽▽ / ▽▽ / ▽旧的精加工符号(日语 shiage kigo),三角越多表面越光滑旧 JIS 写法;范围来自 1994 年版的参考表图 6 的 Ra 范围只作参考,请日方确认具体 Ra 值
~(波浪线)不加工的面(铸态、锻态)旧精加工符号确认是否有粗糙度限制
带数字的 ▽(如 ▽6、▽7)国内旧国标的光洁度等级(GB 1031-68,▽1~▽14)国内老图纸,不是日本写法不要套用日本的三角表,按国内旧标准对照或请设计方确认 Ra
依据 JIS B 0601:2013、JIS B 0031:2003,以及文末来源中日本刀具和零部件厂商的参考表整理。μin 数值为惯用的圆整对应值。

Ra 与 Rz:两个数字分别测什么

简单说,Ra 是整个轮廓上凹凸的平均值,Rz 是最高峰到最深谷的距离。Ra 在国标里叫轮廓算术平均偏差(JIS 称算术平均粗糙度),Rz 叫轮廓最大高度(JIS 称最大高度粗糙度),单位都是 μm。

把加工表面放大,可以看到连续的细小峰谷。取这个表面的截面,去掉波长较长的波纹度,剩下的就是粗糙度轮廓。Ra 和 Rz 都是从这条轮廓上截取一段固定长度(取样长度)来计算的。

图1:同一条粗糙度轮廓上的 Ra 与 Rz(示意图)

Ra 是各点偏离中线的平均值,Rz 是最高峰与最深谷之间的距离。

Rz最高峰最深谷Ra(阴影带宽度的一半)中线← 取样长度(取这一段用于计算)→

本图只用来说明概念,不是实测波形。定义依据 JIS B 0601:2013。

Ra 是粗糙度轮廓上各点到中线距离的绝对值的平均。它把整个轮廓平均掉,所以多一道划痕,数值也几乎不动。正因为稳定,Ra 被广泛用来指定零件整体的粗糙度。

Rz 是取样长度内最高峰的高度加上最深谷的深度。只要有一个突出的尖峰或一道深划痕,就会明显反映在数值里。密封面和滑动面(与配合件相互摩擦的面)上,局部的小缺陷就可能造成泄漏或磨损,所以这类面常常指定 Rz。

图2:Ra 与 Rz 的比较

两者看的是不同的特征,即使是同一个面,数值也不会一致。

Ra(轮廓算术平均偏差)
Rz(轮廓最大高度)
测的是什么
各点偏离中线的绝对值的平均
最高峰高度与最深谷深度之和
一道划痕的影响
小,几乎不反映在数值里
大,这道划痕可能决定数值
稳定性
换个位置测,结果也比较稳定
随测量位置变化较大
典型用途
一般加工面、配合面等大多数零件特征
密封面、滑动面等局部缺陷有影响的面
同一表面上的大小
数值较小
是 Ra 的数倍(比值随表面形态而变)

定义依据 JIS B 0601:2013。典型用途根据加工企业的技术资料整理。

JIS B 0601 的 Ra 与 Rz:旧 Rz 和新 Rz

日本老图纸上的 Rz,含义不一定和现在的 Rz 相同。JIS B 0601 到 1994 年版为止,Rz 指十点平均粗糙度(日语 juten heikin arasa,国内旧国标叫"微观不平度十点高度");从 2001 年版起,Rz 指轮廓最大高度。符号没变,计算方法却不同。

十点平均粗糙度,是取前 5 个最高峰高度的平均值,加上前 5 个最深谷深度的平均值。两侧各平均 5 个点,所以一般比只看最高峰和最深谷的现行 Rz 数值偏小。

最大高度的符号也换过几次:1982 年版叫 Rmax,1994 年版叫 Ry,2001 年版起叫 Rz。十点平均粗糙度已从国际标准 ISO 4287:1997 中删除。但日本工业界用得太普遍,JIS 就把它作为参考内容保留在附录里,符号为 RzJIS。

图3:JIS B 0601 各版本的符号变化

Rz 的含义在 2001 年版发生了对调。

1982年版Rmax 与 Rz最大高度 = Rmax;十点平均粗糙度 = Rz
1994年版Ry 与 Rz最大高度改称 Ry;十点平均粗糙度仍为 Rz
2001年版Rz 与 RzJIS最大高度改称 Rz;十点平均粗糙度移入附录,符号为 RzJIS
2013年版(现行)Rz 与 RzJIS沿用 2001 年版的符号。旧定义可用 RzJIS94、RzJIS82 区分
Ra 的符号没有变过。不过旧标准中的中心线平均粗糙度,在现行标准的附录里以 Ra75 的名称保留。

依据 JIS B 0601:2013 的正文及附录 JA、JB,以及三丰(Mitutoyo)、基恩士(Keyence)的技术资料整理。

国内老图纸有同样的问题

中国的国标走过几乎同样的路。GB/T 3505-1983 中,Rz 指微观不平度十点高度,最大高度用 Ry 表示;2000 年版起,Rz 改指轮廓最大高度,不再使用 Ry,现行为 GB/T 3505-2009。

所以不管是日方的老图纸还是国内的老图纸,"Rz"都要先看图纸适用的标准版本。两边改版的年份不同(JIS 是 2001 年版,GB/T 是 2000 年版),不能拿一边的年份去推断另一边。

图样标注规则的 JIS B 0031:2003 中,大意是:按旧标准绘制的图纸,按当时有效的规定来解释。也就是说,图纸上的 Rz 是最大高度还是十点平均,取决于图纸是什么时候画的、适用哪一版标准。

老图纸上有时在数字后面加字母,如"1.6a""6.3S""6.3Z"。根据厂商摘录的旧标准参考表,a 表示算术平均粗糙度,S(或 s)表示最大高度,Z(或 z)表示十点平均粗糙度。

沿用老图纸,或收到用旧写法的图纸时,先在标题栏和注记里找适用的标准。仍然判断不了,就在开工前和日方商定读法。比如把十点平均的要求改写成 RzJIS,让采购方和加工方读的是同一个数值。

现行有效的标准:JIS、ISO 4287、ISO 21920 与 GB/T

根据日本规格协会(JSA)的目录,截至 2026 年 10 月 1 日,参数定义用 JIS B 0601:2013,图样标注用 JIS B 0031:2003,两者都没有废止或被替代。

JIS B 0031 在 2022 年 3 月出了追补 1。这是因为它引用的滤波器标准被另一个标准替代而做的配套修订,图示符号本身没有变。

图4:与表面粗糙度相关的主要标准

定义、图纸标注、测量方法分属不同的标准。

JIS B 0601:2013
轮廓术语、定义和参数,Ra、Rz 的定义在这里。对应 ISO 4287:1997
JIS B 0031:2003
轮廓图纸上的表面结构标注方法。2022 年出追补 1。对应 ISO 1302:2002
JIS B 0633:2001
轮廓评定的规则和程序,包括取样长度的选择、16%规则等。对应 ISO 4288:1996
JIS B 0651:2001
轮廓触针式粗糙度仪的特性,如触针形状和测量力。2022 年出追补 1
JIS B 0681 系列
区域三维表面结构。第 2 部分(2018 年)定义 Sa、Sz 等参数。对应 ISO 25178
ISO 21920 系列
国际标准2021 年发布的轮廓粗糙度新国际标准,取代了 ISO 4287、4288、1302 等

JIS 的状态取自 JSA Webdesk 目录,查询日期为 2026 年 10 月 1 日。

国际标准方面,ISO 在 2021 年 12 月发布了 ISO 21920 系列,取代了 ISO 4287、ISO 4288、ISO 1302 等标准。现行 JIS 所对应的这几个 ISO 版本,已经成为旧版。

我们查询时,JSA 目录里没有与 ISO 21920 对应的 JIS,不过 JSA 在销售它的日文译本。

为避免混乱,建议日本国内的图纸按 JIS B 0601:2013 和 JIS B 0031:2003 来读,海外图纸若写明 ISO 21920,则把它当作另一套标准。ISO 21920 对部分参数的计算方法做了改动,有技术解说指出,同一个表面得到的数值可能不同。

不过 JIS 也已启动修订。JSA 公布的修订 JIS 草案清单(截至 2026 年 9 月 11 日)里,列有让 JIS B 0031 对齐 ISO 21920-1、JIS B 0633 对齐 ISO 21920-3 的修订,起草计划在 2026 年 7 月开始。

修订的时间尚未公布,所以在图纸和内部规定里引用标准时,请写明年份。另外,JIS B 0681 系列讲的是区域(三维)粗糙度,与 Ra、Rz 这类轮廓参数并行使用,并不是它们的后续标准。

JIS 与 GB/T 的近似对应

国内图纸、检验规程大多引用 GB/T。下表按各标准所采用的 ISO 标准整理出近似对应,方便查找;这不等于内容完全一致。

内容JISGB/T(近似对应)共同依据
术语、定义、参数JIS B 0601:2013GB/T 3505-2009ISO 4287:1997
图样上的表面结构标注JIS B 0031:2003GB/T 131-2006ISO 1302:2002
评定规则和程序JIS B 0633:2001GB/T 10610-2009ISO 4288:1996
触针式仪器的特性JIS B 0651:2001GB/T 6062-2009ISO 3274:1996
区域(三维)表面结构JIS B 0681 系列GB/T 33523 系列ISO 25178
近似对应,需与供应商或设计方确认所引用的版本。GB/T 131 与 GB/T 10610、GB/T 6062 的关系可见于 GB/T 131 的标注示例;其余行按所采用的 ISO 标准整理,引用前请核对现行有效版本。本文未查到与 ISO 21920 对应的国家标准。

图样标注的符号结构(基本符号、去除材料、不去除材料,以及 a~e 的填写位置)在 GB/T 131 和 JIS B 0031 中大体相同,两者都源自 ISO 1302。区别主要出在旧版本和旧写法上,这正是前面几节要提醒的。

ASME B46.1 与 μin(美方图纸)

与美方打交道时,会遇到 ASME B46.1《表面结构(表面粗糙度、波纹度和纹理方向)》,图纸上常用微英寸(μin)标 Ra。单位换算是精确的:1 μin = 0.0254 μm,即 1 μm ≈ 39.37 μin。实际使用的对照表,则把 JIS/ISO 的优先数值配上圆整后的微英寸,比如 0.8 μm = 32 μin,1.6 μm = 63 μin。

美国的一些法兰和管道文件里,用 AARH(算术平均粗糙度高度)这个叫法,指的是与 Ra 相同的平均粗糙度。本文只对照单位,不比较 ASME 与 JIS 在其他参数、截止波长和合格判定规则上的定义,同时要满足两边时请另行确认。

Ra(μm,JIS/ISO)Ra(μin,惯用值)精确换算(μin)
0.02510.98
0.0521.97
0.143.94
0.287.87
0.41615.7
0.83231.5
1.66363.0
3.2125126
6.3250248
12.5500492
251000984
5020001969
惯用对应值取自公开的 Ra 换算表;精确值按 1 μm = 39.37 μin 计算。限值很紧时,请约定以哪个数值为准。

怎么读 JIS 的表面结构符号

先看对勾形符号的形状,判断是否允许去除材料;再看符号旁边的参数和数值,判断具体要求。JIS 把粗糙度、波纹度、缺陷等统称为表面结构(日语 hyomen seijo),规定了三种基本符号。

图5:表面结构图形符号与要求的填写位置

符号的形状表示是否要求去除材料,a~e 的位置填写具体要求。

cabde基本符号要求去除材料不允许去除材料填写要求的位置
a、b参数与数值a 位置写传输带或取样长度,加参数符号和数值;第二个及以后的参数写在 b
c加工方法获得该表面的加工方法或表面处理,如车削、磨削、电镀
d、e纹理方向与加工余量d 位置写纹理及其方向,e 位置写加工余量

依据 JIS B 0031:2003 绘制的示意图,尺寸和比例与标准中的图不同。

基本符号用于不论是否去除材料(切削、磨削等)都可以的场合。在符号上加一条横线构成三角形,表示"要求去除材料";加一个圆圈,表示"不允许去除材料",即保持铸造状态或原材料状态。

写具体要求时,在符号较长的一边加一条横线,横线下方写参数符号和数值,如"Ra 1.6"。数值是上限值,单位 μm 省略不写。要指定加工方法或纹理方向,就写在图 5 的 c、d 位置。

纹理方向,指刀具或砂轮留下的痕迹方向。JIS 提供了与投影面平行、垂直、交叉、多方向、同心圆、放射状和无方向等符号。国内 GB/T 131 也有对应的纹理方向符号,写法大体相同。

加上"max",合格判定规则就变了

符号后面什么都不加时,适用"16%规则":在一个评定长度内,所有取样长度上的测量值里,超过规定值的不超过 16%,就判合格。

写成"Rzmax 6.3"这样加了 max,就适用"最大规则":表面任何位置测到的值都不得超过规定值。这要严格得多。上下限同时给出时,用 U 和 L 区分。

JIS B 0031 的修订草案有一项主要改动:对齐 ISO 21920-1,取消 16%规则,只保留最大规则。按现行 JIS B 0031:2003 绘制的图纸,默认仍是 16%规则。国内 GB/T 131-2006 的标注示例里同样区分"16%规则(默认)"和"最大规则"。

日本图纸上的三角符号(▽▽▽)

作为参考,▽▽▽ 对应 Ra 0.4~1.6,▽▽ 对应 Ra 3.2~6.3,▽ 对应 Ra 12.5~25(μm)。三角符号是一种旧写法,叫精加工符号(日语 shiage kigo),三角越多表面越光滑。

请注意,这和国内老图纸上的光洁度符号不是一回事。国内旧国标 GB 1031-68 用 ▽1~▽14 这样带数字的符号表示光洁度等级,数字越大越光洁;日本的 ▽ 是按三角个数分成几档,一档对应一段范围。外形都是 ▽,分级方式不同,不能互相套用。

图6:旧精加工符号与 Ra、Rz 的对应(参考值)

旧版 JIS 参考表中为方便使用而列出的对应关系。

精加工符号
Ra,μm(约 μin)
旧 Ry / 旧 Rz,μm
加工程度
▽▽▽▽
Ra0.012–0.2(0.5–8)
旧 Ry / Rz0.05–0.8
程度精密加工
▽▽▽
Ra0.4–1.6(16–63)
旧 Ry / Rz1.6–6.3
程度精加工
▽▽
Ra3.2–6.3(125–250)
旧 Ry / Rz12.5–25
程度半精加工
▽
Ra12.5–25(500–1000)
旧 Ry / Rz50–100
程度粗加工
~
Ra50–100(2000–3900)
旧 Ry / Rz200–400
程度不去除材料的面

摘自 MISUMI(米思米)和 Linex 对 JIS B 0601:1994、JIS B 0031:1994 参考表的节录。单位 μm。μin 的近似值由 MONOSCOPE 编辑部添加(1 μm ≈ 39.37 μin)。旧 Ry 相当于现在的 Rz,旧 Rz 相当于现在的 RzJIS。参考表注明,这种对应关系是为方便而设,并不严格。

这些范围只能当作讨论的起点,不是换算。图纸上还留着三角符号时,请日方为每个面确认一个具体的 Ra(或 Rz)数值,并更新图纸或加注说明。

Ra 和 Rz 能换算吗?

没有严格的换算公式。Ra 是平均值,Rz 是峰谷差,所以两者的比值取决于表面的形态。划痕少而均匀的面,比值小;零星分布着深划痕的面,比值大。JIS B 0031:2003 标注示例的参考说明里也提到,Rz 往往远大于 Ra 的 3 倍。

常听说"Rz 大约是 Ra 的 4 倍",来自图 6 这类参考表的排列方式。优先数系中,Ra 1.6 对着 6.3,Ra 3.2 对着 12.5,正好相差 4 倍。这个对应方便设计人员选数值,但不是把一个测量值换成另一个的公式。

所以,不能对标 Ra 的面去测 Rz,再除以 4 来判合格。图纸标什么就测什么:标 Ra 测 Ra,标 Rz 测 Rz。

各加工方法的典型 Ra

带有明显刀痕的车削法兰,旁边是磨削加工的钢块

大致来说,车削、铣削可达 Ra 1.6 左右,磨削 Ra 0.2–1.6,研磨或超精加工在 Ra 0.2 以下。这些数字会随刀具、进给、材料和机床状态大幅变化。

MISUMI(米思米)的技术资料里有一张按加工方法列出粗糙度范围的表。即使同样是车削,条件控制得好的精密加工能到 Ra 0.1–0.4,粗加工则在 Ra 12.5 以上。仅凭加工方法的名称,决定不了粗糙度。

图7:各加工方法的 Ra 范围(参考值)

越靠左越光滑。深色段是表中标为"精密"的范围,浅色段是其余范围。

超精加工0.025–0.2
研磨0.025–0.2
珩磨0.1–1.6
磨削0.1–12.5
车削(外圆)0.1–100
铰孔0.4–6.3
镗孔0.8–12.5
铣削0.8–25
放电加工(成形)0.8–12.5
铸造、锻造3.2–100
Ra 0.01250.1251.2512.5125

依据 MISUMI(米思米)技术资料中"各种加工方法的粗糙度范围"一表,横轴改为对数刻度重新作图(Ra,单位 μm)。这不是 JIS 的规定值,实际数值随刀具、进给、材料等加工条件而变。放电加工在原表中没有"精密"这一档。

日本的精密加工企业三和滚针轴承(Sanwa Needle Bearing)也把车削的一般范围定为 Ra 1.6–0.8 左右。该公司提到,要稳定保证 Ra 0.4 以下,通常需要配合磨削。该公司还公开了面向精密加工的各工艺参考值,与图 7 的深色段大致重合。

图 6 里旧精加工符号的分档,也可以作为判断加工方法的线索。精密零件加工企业佐渡精密(Sado Seimitsu)说明,这个分档只是参考值。随着机床和刀具的进步,如今切削也能做到 Ra 1.6 以下,车削大约可达 Ra 0.8。

粗糙度不是由最后一道工序单独决定的。需要硬度的零件,一般先切削成形,再淬火回火,然后用磨削去除热处理变形,同时达到最终的表面要求。

图纸要求 Ra 0.4 以下时,光靠切削很难稳定做到,通常要增加磨削或抛光工序。了解切削、磨削、铸造等加工方法的差别,就更容易预判粗糙度要求会怎样影响工艺安排。

表面粗糙度怎么测

检验员在大理石平板上调整触针式粗糙度仪和被测零件

基本工具是触针式粗糙度仪(国内常叫粗糙度仪或轮廓仪)。前端磨圆的金刚石触针沿表面划过,仪器把触针的上下位移记录成轮廓曲线。JIS B 0651 规定触针为带球形针尖的圆锥,针尖半径有 2 μm、5 μm、10 μm 几种。

测量方向也有规定。按 JIS B 0633,图纸没有指定测量方向时,要在 Ra 或 Rz 最大的方向上测,也就是垂直于加工纹理的方向。顺着刀痕测,得到的值会比实际粗糙度小。

取样长度与评定长度

要把粗糙度从整条轮廓里分离出来,就得规定多大波长以内算粗糙度。这个分界就是截止波长 λc,数值与取样长度相同。

标准的评定长度是 5 个取样长度。JIS B 0633 按粗糙度的大小,这样选择:

  • Ra 大于 0.02 至 0.1:取样长度 0.25 mm,评定长度 1.25 mm
  • Ra 大于 0.1 至 2:取样长度 0.8 mm,评定长度 4 mm
  • Ra 大于 2 至 10:取样长度 2.5 mm,评定长度 12.5 mm
  • Rz 大于 0.5 至 10:取样长度 0.8 mm,评定长度 4 mm
  • Rz 大于 10 至 50:取样长度 2.5 mm,评定长度 12.5 mm

这些分档适用于非周期性轮廓,即峰谷不规则排列的表面,如磨削面。车削面这类周期性轮廓,则要根据轮廓单元的平均间距(RSm)来选取样长度。

一般机械零件的精加工表面,多落在取样长度 0.8 mm、评定长度 4 mm 的范围内。截止波长一变,同一个面测出的数值也会变,所以对比测量结果时,要连同测量条件一起记录。

测量仪器本身也必须可靠。要用表面粗糙度比较样块(标准样块)定期核查,校准和溯源的管理方式与尺寸量具一样。

轮廓粗糙度与区域粗糙度

Ra 和 Rz 是轮廓参数,沿一条线测量。区域粗糙度则是用激光显微镜、白光干涉仪等仪器获取整个区域的高度数据,按面来评价。非接触方式的优点是不会划伤被测物。

区域参数以 S 开头,在 JIS B 0681-2(对应 ISO 25178-2)中定义。Sa 是把 Ra 扩展到面上的算术平均高度,Sz 是把 Rz 扩展到面上的最大高度。轮廓方法常受测量位置和扫描方向影响而出现结果波动,区域评价被认为更不容易出现这个问题。

不过,Sa 不一定等于 Ra,Sz 也不一定等于 Rz,因为测量范围和滤波方式都不同。

图纸按 Ra 标注时,原则上按轮廓粗糙度评定。按区域标注要求的方法,由另一个标准 JIS B 0681-1:2023 规定。

粗糙度标得越细越好吗?

戴手套的双手拿着阶梯轴,在灯下对比磨削外圆和车削外圆

不是。粗糙度要在这个面需要的功能和加工成本之间取平衡来定。指定得比功能需要的更小,只会增加工序、拉长交付周期、抬高费用,产品性能却可能没有任何提升。

图8:粗糙度起作用的四种功能

这个面承担什么任务,决定了需要多大的粗糙度。

滑动(相互摩擦的面)关系到摩擦和磨损。突出的尖峰会划伤配合件,所以不能只看平均值,也要关注最高的峰
密封(防泄漏)深划痕会成为泄漏通道。细小的凹凸也有影响,所以常指定 Rz
疲劳强度多数疲劳破坏从零件表面开始,表面粗糙会降低疲劳强度。只在承受交变载荷的部位指定
外观与附着关系到光泽和手感,电镀、涂装的效果,以及粘接和配合的状态
与功能无关的面,保持加工后的粗糙度通常就够了,把数值再收小,性能也不会变。

疲劳强度部分依据神钢科研(Kobelco Research Institute)的技术资料;滑动、密封部分依据佐渡精密和 NOK 的资料整理。

看实际的设计标准,就能发现不同用途的数值是分开定的。NOK 的 O 形圈样本(依据 JIS B 2401-2:2012)按用途规定了 O 形圈所密封的接触面的粗糙度。

静密封且压力无脉动时,是 Ra 1.6 / Rz 6.3;压力有脉动时是 Ra 0.8 / Rz 3.2;动密封是 Ra 0.4 / Rz 1.6。装配用的倒角部位是 Ra 3.2 / Rz 12.5,沟槽的侧面和底面另有按用途给出的数值。

同样是一个 O 形圈沟槽周围,运动的面要细,只在装配时经过一下的面可以粗一些,这就是它的思路。样本中说明,沟槽的粗糙度在动密封中影响摩擦和磨损,在静密封中影响橡胶能否贴合配合面、实现可靠密封。

示例:按面分别定粗糙度(假设的例子)

下面是一个虚构的例子,用来说明思路。假设车削加工一根类似电机输出轴的阶梯轴。如果每个面都标"Ra 0.4",所有外圆都得磨削,工序和费用都会增加。

按功能分一下:油封唇口接触的面同时涉及滑动和密封,需要较细的表面。轴承配合的面要保证配合稳定。其余外圆和端面不和配合件接触,保持车削状态就行。

比如密封接触面 Ra 0.4,轴承配合面 Ra 0.8,其余部位 Ra 3.2–6.3,需要磨削的就只有那两处。这些数值只是为了说明,实际应按油封和轴承厂家给出的推荐值来定。

还要注意后续工序。有些镀种会让基体的凹凸透到镀层表面,所以要事先定好图纸上的粗糙度指的是处理前还是处理后。JIS B 0031 里也有按表面处理前后分别写要求的标注示例。

另外,像配合面这样尺寸公差收得很紧的面,粗糙度也要相应收小。MISUMI(米思米)的说明是:表面粗糙时,凹凸的峰会因摩擦很快磨掉,尺寸就偏离设计值。公差和粗糙度不要分开定,应当从这个面的作用出发一起考虑。

本文的局限

  • 三角符号与 Ra、Ra 与 Rz 的对应,来自参考表,而参考表自己就注明这种关系只是为了方便,并不严格。它们不是验收标准。
  • 微英寸数值是换算值和惯用的圆整对应值。本文没有比较 ASME B46.1 与 JIS 在参数定义、滤波和判定规则上的差别。
  • JIS 与 GB/T 的对应是近似的,按各标准所采用的 ISO 标准整理。GB/T 各标准的现行状态、与 JIS 在取样长度分档等细节上的差异,本文没有逐项核对,引用前请查现行版本。
  • 各加工方法的粗糙度会随刀具、进给、材料和机床变化。文中的范围是公开发布的参考值,不代表任何具体工厂的能力。
  • 标准状态截至 2026 年 10 月 1 日。JIS B 0031 和 JIS B 0633 已列入修订计划,规定可能变化,请在使用前核对现行版本。
  • 各公司、各行业的做法不尽相同。客户规格书、行业标准或油封、轴承厂家的推荐值,优先于本文的一般性说明。

小结

要点回顾
  • Ra 是轮廓偏差的平均,Rz 是最高峰加最深谷。同一个面上,Rz 要大好几倍。
  • JIS 在 1994 年版之前,Rz 指十点平均粗糙度,2001 年版起指轮廓最大高度。国标 GB/T 3505 也有类似的变化(2000 年版起)。拿到老图纸,先查它适用的标准。
  • 截至 2026 年 10 月 1 日,JIS B 0601:2013 和 JIS B 0031:2003 现行有效。ISO 已转到 ISO 21920,JIS B 0031 等标准的对齐修订已经启动。
  • 三角符号对应 Ra、Ra 对应 Rz,都是旧 JIS 参考表里的参考对应,没有严格的换算公式。日本的 ▽▽▽ 与国内旧图纸的 ▽6 之类光洁度符号,不是同一套分级。
  • Ra 换成微英寸按 1 μm ≈ 39.37 μin 计算(如 1.6 μm ≈ 63 μin)。
  • 不是越细越好。要根据滑动、密封、疲劳、外观和成本,按面分别定粗糙度。

表面粗糙度这个数字,连着三个角色:设计人员把它写在图纸上,加工人员把它做出来,检验人员把它测出来。老符号看不明白时,先查适用的标准和图纸的绘制日期,再和日方商定出一个读法。

可以直接使用的内容:向日方确认的清单

按日本图纸加工或检验之前,建议就下面各项,与日方客户、设计人员或供应商做书面确认。

  • 适用哪一版标准?在标题栏和注记里找图纸日期和所引标准,如 JIS B 0601:2013 或 JIS B 0601:1994。
  • 每个 Rz 指什么?2001 年以前绘制的图纸,问清 Rz 是最大高度(现在的 Rz)还是十点平均粗糙度(RzJIS)。
  • 三角符号换成什么?看到 ▽、▽▽、▽▽▽、▽▽▽▽ 时,请对方为每个面给出一个具体的 Ra 或 Rz 数值,而不是按参考范围加工。
  • 后缀字母是什么意思?如果出现"a""S""Z",确认对应的读法(Ra、最大高度、十点平均)。
  • 适用哪种判定规则?16%规则(无后缀)还是最大规则(带"max")?有没有 U/L 上下限?
  • 以哪个单位和数值为准?如果你们的体系使用 μin,约定合同限值以 μm 数值为准,还是以圆整后的 μin 数值为准。
  • 适用什么测量条件?截止波长(取样长度)、评定长度、触针针尖半径和测量方向,尤其是你方实验室与日方实验室需要比对结果时。
  • 处理前还是处理后?电镀或涂覆的表面,粗糙度要求适用于哪个状态?
  • 引用了哪套标准?图纸或合同如果引用的是 GB/T、ISO 21920 或 ASME B46.1,确认以哪一个为准。
  • 有没有标得比功能需要更细的地方?如果某个要求逼着你增加磨削,问问不起功能作用的面能不能放宽。

询问邮件范例(中文)

下面是一封可以直接修改使用的邮件,把方括号里的内容换成实际信息。

主题:关于图号 [××××] 表面粗糙度要求的确认

您好!我们在按图号 [××××](版本 [×])进行 [加工/检验] 时,对以下表面粗糙度标注有疑问,想请贵方书面确认:

  1. 图纸标题栏未注明适用的 JIS 版本。请问 Rz 按 JIS B 0601:2001 以后的"轮廓最大高度",还是按 1994 年版以前的"十点平均粗糙度(RzJIS)"读?
  2. [零件位置] 处标有 ▽▽▽,请给出对应的 Ra 数值。
  3. 请确认是适用 16%规则,还是最大规则;并确认测量时的取样长度、评定长度和测量方向。
  4. 电镀或涂覆表面的粗糙度,指处理前还是处理后?

我们在收到确认前,暂按 [假定的读法] 安排工艺,确认后如有变化再调整。谢谢!

FAQ

日本图纸上的 ▽▽▽ 是什么意思?

它是旧 JIS 的精加工符号,表示较精细的加工面。参考表把它对应到大约 Ra 0.4–1.6 μm(约 16–63 μin)。这个对应并不严格,请让日方确认具体的 Ra 数值。它也和国内旧图纸上带数字的光洁度符号(▽6 等)不是同一套分级。

JIS 的 Rz 和 ISO 的 Rz 一样吗?

JIS B 0601 从 2001 年版起,Rz 表示轮廓最大高度,与 ISO 4287:1997 的 Rz 对应。2001 年以前,JIS 的 Rz 是十点平均粗糙度,现行 JIS 称为 RzJIS。ISO 21920 改动了部分计算方法,所以在把数值视为等价之前,要先看图纸引用的是哪一个 ISO 标准。

RzJIS 是什么?

RzJIS 就是十点平均粗糙度:5 个最高峰的平均值,加上 5 个最深谷的平均值。它是旧 JIS 的 Rz,作为参考保留在 JIS B 0601 的附录里。含义上相当于国内旧国标中的"微观不平度十点高度"。

Ra 1.6 换成微英寸是多少?

乘以 39.37:Ra 1.6 μm 约等于 63 μin。常用对照表里,0.8 μm 对应 32 μin,3.2 μm 对应 125 μin。

能用一个系数把 Ra 换成 Rz 吗?

不能。比值取决于表面。"Rz ≈ 4 × Ra"这个说法,来自参考表中优先数值的搭配方式,不是测量得出的结论。请测图纸所指定的那个参数。

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关于编辑

MONOSCOPE 编辑FOUNDER & EDITOR

曾在工厂设备制造商和工程公司工作约十年,负责设备的方案、设计与试运行,之后转向网络营销。现为 B2B 制造企业的网络顾问,帮助企业讲清自己的产品与技术。持有日本国家资格“能源管理士”和“第三种电气主任技术者”。

自 2017 年起运营技术博客(500 余篇文章),日文 YouTube 频道约有 2 万订阅。每篇指南都从日本生产现场的视角撰写,并对照所引用的标准进行核实。

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