表面粗糙度Ra、Rz，JIS完整解析：定義、計算與對照

表面粗糙度Ra、Rz，JIS完整解析：定義、計算與對照｜CNC57表面粗糙度,Ra,Rz,RzJIS,算術平均粗糙度,十點平均,粗糙度對照,取樣長度,加工符號,表面品質https://cnc57.com/zh-Hant/technical_information/Surface-Roughness-Ra-vs-Rz-vs-RzJIShttps://cnc57.com/api/cnc57/image/20260325153925280.jpgzh-Hant2026-03-252026-10-21

表面粗糙度是評估加工品質的重要指標,常見參數包含 Ra、Rz 與 RzJIS。不同標準代表不同計算方式與表面特性,選錯將影響零件配合、摩擦與壽命。本文整理三種粗糙度的定義、計算方式、標準數列對照與取樣長度概念,並提供 Ra 加工應用建議與加工符號判讀,協助工程師快速選對標準。

一、表面粗糙度是什麼

表面粗糙度描述加工表面的微觀不平整程度,直接影響摩擦與磨耗、配合精度、密封性能與外觀品質。常見三種表示方式:Ra(算術平均粗糙度)、Rz(最大高度)、RzJIS(十點平均高度)。

二、三種粗糙度參數

參數	計算概念	特性
Ra(算術平均)	取樣長度內輪廓對中心線的平均偏差	最常用國際標準,對極端峰谷不敏感
Rz(最大高度)	Rz = Rp(最高峰)+ Rv(最低谷)	對表面缺陷敏感,用於密封面、接觸面
RzJIS(十點平均)	最高 5 峰平均＋最低 5 谷平均相加	日本標準,反映整體狀態,適精密加工

三個參數的計算式(ℓ＝基準長度;f(x)＝以中心線 m 為 X 軸的粗糙度曲線;結果單位皆為 µm;各符號位置見文首示意圖):

參數	計算式	怎麼讀
Ra	Ra ＝ (1/ℓ) ∫0ℓ |f(x)| dx	曲線先取絕對值再平均,峰與谷不會正負抵消
Rz	Rz ＝ Rp ＋ Rv	最高峰高度 Rp 加最低谷深度 Rv
RzJIS	RzJIS ＝ [(Yp1＋…＋Yp5)＋(Yv1＋…＋Yv5)] ÷ 5	最高 5 峰與最低 5 谷取絕對值,相加後除以 5

所以 Rz 只要一道刮痕就可能明顯變大,Ra 是整段平均、變化小;也因此量 Rz 時,要避開會被視為刮傷的異常峰谷取樣。

三、粗糙度標準數列對照

常見粗糙度數值(對應關係為工程近似值,非完全精確):

Rz／RzJIS 系列(μm)	Ra 對應系列(μm)
0.05、0.1、0.2、0.4	0.012、0.025、0.05、0.1
0.8、1.6、3.2、6.3	0.2、0.4、0.8、1.6
12.5、25、50、100、200、400	3.2、6.3、12.5、25、50、100

Rz 與 RzJIS 用的是同一組標準數列(數值完全相同),差在計算方式(見第二節);所以圖面上同一個數字,掛在 Rz 或 RzJIS 底下,量法就不同。

台灣 CNS 10793 另用 N1～N12 編號表示 Ra 等級,粗糙度比較片也用這套。現場用比較片比對時,落在哪一級就報那一級的編號;例如圖面寫 N7,就是 Ra 1.6 這一級(1.3～1.8 μm)。

編號	Ra 區分值(μm)	範圍(μm)
N1	0.025	0.02～0.03
N2	0.05	0.04～0.06
N3	0.1	0.08～0.11
N4	0.2	0.17～0.22
N5	0.4	0.33～0.45
N6	0.8	0.66～0.90
N7	1.6	1.3～1.8
N8	3.2	2.7～3.6
N9	6.3	5.2～7.1
N10	12.5	10～14
N11	25	21～28
N12	50	42～56

四、取樣長度概念

不同粗糙度範圍需搭配不同取樣長度——越精密的表面(如 0.08 mm 取樣)對應越細的量測基準。取樣長度選擇不當會使量測值失真,務必依標準搭配。

量一次粗糙度,只掃一個取樣長度還不夠:評估長度取取樣長度的 5 倍,探針實際掃過的測量長度是 7 倍(前後各留 1 倍,避開探針起動與停止時的失真段)。所以要量的面至少要有取樣長度 7 倍的長度,太短的面量不出標準條件下的數值。要拿什麼儀器量、七種檢測方法各適合哪一種面,見〈表面粗糙度要怎麼量〉。

五、Ra 加工應用對照

等級	Ra 範圍(μm)	應用
精密	≤ 0.8	模具、精密零件
一般加工	1.6 ～ 3.2	機械零件
粗加工	6.3 ～ 25	鑄件、初加工

各加工法(車削、研磨、拋光等)對應的粗糙度範圍,請見〈加工法與表面粗糙度對照表〉。

六、Ra 一樣,表面就一樣嗎?

不一定。Ra 是整段平均,看不出表面長什麼樣:研磨、搪磨、車削三種表面量出來的 Ra 幾乎相同(2.4、2.4、2.5 μm),輪廓卻完全不同——研磨面尖峰密布、搪磨面深谷密布、車削面是規則的鋸齒。要分辨這些差別,要看其他參數:

參數	量什麼	用在哪裡
Rmax(最大粗糙度高度)	評估長度內最大的單段峰谷	怕單一刮痕或突起的面
Sk(偏斜度)	負值＝以深谷為主、峰少;正值＝以尖峰為主	負值利於儲油、耐磨;正值易磨損、不利密封
承壓比(BAC)	在某個深度水平切過輪廓,該深度以上材料所佔的比例	判斷接觸面積、耐磨與密封性

所以密封面、滑動面若只標 Ra,加工出來 Ra 合格,實際耐磨或密封仍可能不合用;這類面要先和客戶確認是否另有其他參數要求。

七、舊圖的三角符號怎麼讀

舊版工程圖常以三角符號標註粗糙度等級:三角越多 → 表面越光滑;三角越少 → 表面越粗。各三角數對應的範圍見第三節上方對照圖最右欄;拿到舊圖時,先換成對應的數值範圍,再決定加工方式。

八、現行圖面的表面織構符號

現行圖面不再用三角符號,改用表面織構符號:一個 60° 的不等邊 V 形,頂點接觸加工面。V 形上的加註決定加工方式:

符號外形	代號	意思
只有 V 形	APA	允許任何加工方法
V 形加一短橫線,圍成三角形	MRR	必須去除材料(例如切削)
V 形加一個相切的小圓	NMR	不得去除材料(例如保留鑄件原表面)

參數寫在符號上,代號與數值之間留兩個空白。只寫一個值時預設是上限,U 可以省略;要標下限一定要在代號前加 L(例:L  Ra 1.6);上下限都要時,上限前加 U、下限前加 L。符號轉角加一個小圓,代表封閉輪廓的全周都是同一個要求。所以讀圖時先看 V 形上有沒有三角或圓,再看數值前有沒有 L,才不會把下限當成上限去做。

本主題的完整導讀見〈表面粗糙度完整導讀〉與〈切削計算完整導讀〉。

實際要用時,銑刀規格齊全可依需求篩選;規格有疑問可加 LINE 詢問。