技術(shù)中心2024-12-23
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。通常被定義為兩個波峰值或者兩個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量，俗稱微觀誤差值。
綜上所說，大家可能已經(jīng)有了一個關(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。我們一般評價粗糙度會有基準(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。
表面粗糙度（Surface Roughness）就是我們?nèi)粘y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。通常被定義為兩個波峰值或者兩個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量，俗稱微觀誤差值。
綜上所說，大家可能已經(jīng)有了一個關(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。我們一般評價粗糙度會有基準(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
中國國家計量檢定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：通常情況下用VDA3400、Ra、Rmax這三個參數(shù)來評價檢定表面粗糙度，計量單位通常用μm表示。
評價參數(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)系還請參考下面的表格：
1≤S≤10mm 定義為表面波紋度
中國國家計量檢定標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：通常情況下用VDA3400、Ra、Rmax這三個參數(shù)來評價檢定表面粗糙度，計量單位通常用μm表示。
評價參數(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)系還請參考下面的表格：
表：Ra，Rmax參數(shù)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
- 測量精度
- ……
鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。
表面粗糙度的評價依據(jù)
①取樣長度
各參數(shù)的單位長度，取樣長度是評價表面粗糙度規(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評價長度
由N個基準(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個取樣長度來評定表面粗糙度。在ISO1997標(biāo)準(zhǔn)下評定長度一般為N等于5。
③基準(zhǔn)線
①取樣長度
各參數(shù)的單位長度，取樣長度是評價表面粗糙度規(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評價長度
由N個基準(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個取樣長度來評定表面粗糙度。在ISO1997標(biāo)準(zhǔn)下評定長度一般為N等于5。
③基準(zhǔn)線
基準(zhǔn)線是評定粗糙度參數(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】是把測量過程中采集的點(diǎn)進(jìn)行最小二乘法計算。
【輪廓算術(shù)平均中線】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，且測量時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？
表面粗糙度的評價在制造業(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：表面粗糙度測量儀
【最小二乘法中線】是把測量過程中采集的點(diǎn)進(jìn)行最小二乘法計算。
【輪廓算術(shù)平均中線】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，且測量時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？
表面粗糙度的評價在制造業(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：表面粗糙度測量儀
Formtracer Avant系列
表面粗糙度測量機(jī)是以安裝高敏感性金剛石測針劃過表面，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，即測量儀做電子過濾。
*測針型粗糙度測量儀特性的定義可參考ISO 3274：1996。
測針式表面粗糙度測量儀的構(gòu)成示意圖：
大部分正確的、完整的表面粗糙度測量法，雖然都是使用專用的測量機(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)。粗糙度測量機(jī)可以實(shí)現(xiàn)的功能不同，評價的方法不同，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。
