【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果，以便達成所要求的功能。例如烤漆前的汽車(chē)車(chē)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)就是我們日常測量中所說(shuō)的面粗糙度，可以理解為在加工產(chǎn)品過(guò)程中細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?xún)然蛘吒?，也可定義為微觀(guān)輪廓的測量，俗稱(chēng)微觀(guān)誤差值。

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

　　我們一般評價(jià)粗糙度會(huì )有基準線(xiàn)，基準線(xiàn)以上最高點(diǎn)我們叫波峰點(diǎn)，基準線(xiàn)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(lái)表示，加工產(chǎn)品的微觀(guān)紋理的間距我們用S來(lái)表示。

　　通常情況下S值的大小在國家檢定標準里給了相關(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
 

　　中國國家計量檢定標準中規定：通常情況下用VDA3400、Ra、Rmax這三個(gè)參數來(lái)評價(jià)檢定表面粗糙度，計量單位通常用μm表示。
 

　　評價(jià)參數的關(guān)系
 

　　Ra定義為曲線(xiàn)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(guān)輪廓的最大高度差Ry在其他標準中也使用Rmax來(lái)表示。
 

　　Ra、Rmax的具體關(guān)系還請參考下面的表格：
 

　　表：Ra，Rmax參數對比(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(guò)程引起的。而加工的方法、工件的材料，工藝過(guò)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(guān)痕跡也有各種差別，比如(疏密，深淺，形狀變化等)。
 

　　表面粗糙度對工件的影響：
 

　　工件的耐磨性

　　配合穩定性

　　疲勞強度

　　耐腐蝕性

　　密封性

　　接觸剛度

　　測量精度

　　……

　　鍍涂層、導熱性和接觸電阻、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。
 

　　表面粗糙度的評價(jià)依據
 

　?、?/span>
 

　　取樣長(cháng)度
 

　　各參數的單位長(cháng)度，取樣長(cháng)度是評價(jià)表面粗糙度規定一段基準線(xiàn)的長(cháng)度。在ISO1997標準下一般使用0.08mm,0.25mm,0.8mm,2.5mm,8mm為基準長(cháng)度。
 

　?、?/span>
 

　　評價(jià)長(cháng)度
 

　　由N個(gè)基準長(cháng)度所構成。零部件表面各部分的表面粗糙度，在一個(gè)基準長(cháng)度上無(wú)法真實(shí)地體現出粗糙度真實(shí)參數，而是需要取N個(gè)取樣長(cháng)度來(lái)評定表面粗糙度。在ISO1997標準下評定長(cháng)度一般為N等于5.
 

　?、?/span>
 

　　基準線(xiàn)
 

　　基準線(xiàn)是評定粗糙度參數的輪廓中線(xiàn)。一般有最小二乘法中線(xiàn)和輪廓算術(shù)平均中線(xiàn)。
 

　　【最小二乘法中線(xiàn)】是把測量過(guò)程中采集的點(diǎn)進(jìn)行最小二乘法計算。
 

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

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

　　表面粗糙度如何獲得?
 

　　表面粗糙度的評價(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(zhuān)用的機器，即：
 

　　表面粗糙度測量?jì)x
 

　　Formtracer Avant系列
 

　　表面粗糙度測量機是以安裝高敏感性金剛石測針劃過(guò)表面，就像是留聲機的拾音器一樣。再將大規模波紋以及輪廓的小波長(cháng)粗糙度從較長(cháng)波長(cháng)中分離出來(lái)，即測量?jì)x做電子過(guò)濾。
 

　　*測針型粗糙度測量?jì)x特性的定義可參考ISO 3274：1996.
 

　　
測針式表面粗糙度測量?jì)x的構成示意圖：
 

　　大部分正確的、完整的表面粗糙度測量法，雖然都是使用專(zhuān)用的測量機，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量，如下圖：
 

　　粗糙度比較片是以鎳為基礎，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(guò)，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(xún)表，但是值得注意的是，這并非材質(zhì)標準。
 

　　粗糙度測量機可以實(shí)現的功能不同，評價(jià)的方法不同，成本也各有高低。選型之前可以到專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)廠(chǎng)商進(jìn)行咨詢(xún)，根據所需選擇最適合的機型。