【粗糙度儀】表面粗糙度是指哪些？有什么作用？

許多零部件需要具有特定的表面加工結(jié)果，以便達(dá)成所要求的功能。例如烤漆前的汽車車體或曲軸或凸輪軸上的頸軸承。
 

　　
什么是表面粗糙度?
 

　　表面粗糙度(Surface Roughness)就是我們?nèi)粘y(cè)量中所說的面粗糙度，可以理解為在加工產(chǎn)品過程中細(xì)小間距和微小峰谷的不平整度。

　　通常被定義為兩個(gè)波峰值或者兩個(gè)波谷指之間的微小距離(波距)，在一般情況下波距都在1mm以內(nèi)或者更小，也可定義為微觀輪廓的測(cè)量，俗稱微觀誤差值。

　　綜上所說，大家可能已經(jīng)有了一個(gè)關(guān)于粗糙度籠統(tǒng)的概念，那么下記內(nèi)容是更詳細(xì)地進(jìn)行了分析。

　　我們一般評(píng)價(jià)粗糙度會(huì)有基準(zhǔn)線，基準(zhǔn)線以上最高點(diǎn)我們叫波峰點(diǎn)，基準(zhǔn)線以下最低點(diǎn)叫波谷點(diǎn)，那么波峰和波谷之間的高度我們用Z來表示，加工產(chǎn)品的微觀紋理的間距我們用S來表示。

　　通常情況下S值的大小在國家檢定標(biāo)準(zhǔn)里給了相關(guān)的定義：
 

　　S<1mm 定義為表面粗糙度
 

　　1≤S≤10mm 定義為表面波紋度
 

　　中國國家計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：通常情況下用VDA3400、Ra、Rmax這三個(gè)參數(shù)來評(píng)價(jià)檢定表面粗糙度，計(jì)量單位通常用μm表示。
 

　　評(píng)價(jià)參數(shù)的關(guān)系
 

　　Ra定義為曲線平均算術(shù)偏差(平均粗糙度)，Rz的定義為不平度平均高度，Ry定義為最大高度。微觀輪廓的最大高度差Ry在其他標(biāo)準(zhǔn)中也使用Rmax來表示。
 

　　Ra、Rmax的具體關(guān)系還請(qǐng)參考下面的表格：
 

　　表：Ra，Rmax參數(shù)對(duì)比(um)

　　表面粗糙度是如何形成的?

　　表面粗糙度的形成是由工件的加工過程引起的。而加工的方法、工件的材料，工藝過程都是影像表面粗糙度的因素。
 

　　例如：放電加工時(shí)被加工零件表面出現(xiàn)放電凹凸點(diǎn)。
 

　　加工工藝和零件材質(zhì)有所不同，被加工零件表面留下的微觀痕跡也有各種差別，比如(疏密，深淺，形狀變化等)。
 

　　表面粗糙度對(duì)工件的影響：
 

　　工件的耐磨性

　　配合穩(wěn)定性

　　疲勞強(qiáng)度

　　耐腐蝕性

　　密封性

　　接觸剛度

　　測(cè)量精度

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　　鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動(dòng)的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會(huì)有不同程度的影響。
 

　　表面粗糙度的評(píng)價(jià)依據(jù)
 

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　　取樣長度
 

　　各參數(shù)的單位長度，取樣長度是評(píng)價(jià)表面粗糙度規(guī)定一段基準(zhǔn)線的長度。在ISO1997標(biāo)準(zhǔn)下一般使用0.08mm,0.25mm,0.8mm,2.5mm,8mm為基準(zhǔn)長度。
 

　　②
 

　　評(píng)價(jià)長度
 

　　由N個(gè)基準(zhǔn)長度所構(gòu)成。零部件表面各部分的表面粗糙度，在一個(gè)基準(zhǔn)長度上無法真實(shí)地體現(xiàn)出粗糙度真實(shí)參數(shù)，而是需要取N個(gè)取樣長度來評(píng)定表面粗糙度。在ISO1997標(biāo)準(zhǔn)下評(píng)定長度一般為N等于5.
 

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　　基準(zhǔn)線
 

　　基準(zhǔn)線是評(píng)定粗糙度參數(shù)的輪廓中線。一般有最小二乘法中線和輪廓算術(shù)平均中線。
 

　　【最小二乘法中線】是把測(cè)量過程中采集的點(diǎn)進(jìn)行最小二乘法計(jì)算。
 

　　【輪廓算術(shù)平均中線】在取樣長度內(nèi)，使中線上下兩部分輪廓的面積相等。
 

　　理論上最小二乘中線是理想的基準(zhǔn)線，但在實(shí)際應(yīng)用中很難獲得，因此一般用輪廓的算術(shù)平均中線代替，且測(cè)量時(shí)可用一根位置近似的直線進(jìn)行代替使用。
 

　　表面粗糙度如何獲得?
 

　　表面粗糙度的評(píng)價(jià)在制造業(yè)中越發(fā)被重視。要研究表面粗糙度，需要使用專用的機(jī)器，即：
 

　　表面粗糙度測(cè)量儀
 

　　Formtracer Avant系列
 

　　表面粗糙度測(cè)量機(jī)是以安裝高敏感性金剛石測(cè)針劃過表面，就像是留聲機(jī)的拾音器一樣。再將大規(guī)模波紋以及輪廓的小波長粗糙度從較長波長中分離出來，即測(cè)量儀做電子過濾。
 

　　*測(cè)針型粗糙度測(cè)量儀特性的定義可參考ISO 3274：1996.
 

　　
測(cè)針式表面粗糙度測(cè)量儀的構(gòu)成示意圖：
 

　　大部分正確的、完整的表面粗糙度測(cè)量法，雖然都是使用專用的測(cè)量機(jī)，但在有的情況下，為了快捷且低成本操作也可以使用手持套裝工具測(cè)量，如下圖：
 

　　粗糙度比較片是以鎳為基礎(chǔ)，以電鑄方式制成的樣本，用于金屬加工非常理想，屬于非常有效的輔助工具。
 

　　操作者使用時(shí)只要以指甲在一組中的每一片表面都橫刮而過，尋找與被比較工件最接近的即可。有人會(huì)將這些模型組作為查詢表，但是值得注意的是，這并非材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
 

　　粗糙度測(cè)量機(jī)可以實(shí)現(xiàn)的功能不同，評(píng)價(jià)的方法不同，成本也各有高低。選型之前可以到專業(yè)的生產(chǎn)廠商進(jìn)行咨詢，根據(jù)所需選擇最適合的機(jī)型。