表面粗糙度理論與标準的發展

1918年，飛機工業對零部件制造提出輕質量高強度要求，開始關注表面加工痕迹。

20~30年代，各工業國家廣泛使用"▽"來定性的衡量表面加工質量。

40年代，美國Abbott提出波峰深度和支撐長度曲線評定法，從而奠定了定量評價的基礎。

50~60年代，各個工業國家紛紛制定自己的評價标準，并研發相關儀器。

粗糙度評價的意義：

● 密封性

● 耐磨性

● 潤滑性

● 黏結性

● 光學性能

● 結合面剛性

● 強度與疲勞

● 光澤性

● 噪音與振動

應用/參數-氣密性

●大粗糙度引起間隙

■由粗糙度引起的洩露無法密封

洩露量取決于Rp

■表面紋路的方向應該與流動方向垂直.

■需要控制粗糙度以保證氣密性.

潤滑&粗糙度

●滑動軸承，滑軌&滾動軸承需要潤滑

滑動摩擦力&粗糙度

●滑動表面接觸在少數微小的上

如何測量粗糙度？

比較法：将被測表面與标有一定評定參數值的表面粗糙度樣闆比較從判斷被測表面的粗糙度。

光切法：應用光切原理測量表面粗糙度的一種測量方法。按光切原理制成的儀器叫做光切顯微鏡。這種方法用來測量Rz.

幹涉法：利用光波幹涉原理測量表面粗糙度的一種方法。按幹涉原理制成的儀器叫做幹涉顯微鏡，一般用來測量粗糙度值要求低的表面

針描法：接觸式測量表面粗糙度的方法，最為常見。

儀器結構

粗糙度的定義

粗糙度-加工表面上具有的較小間距和微小峰谷組成的微觀幾何形狀誤差。

任何一個被加工的實際表面都不可能是理想化的表面，而是呈現出不同節距的峰谷起伏狀輪廓。這種實際輪廓對理想表面的偏差可按其峰谷起伏的高低幅度及節距大小分為：表面粗糙度（微觀不平度）、波紋度和幾何形狀誤差。

輪廓、粗糙度和波紋度

測量曲線

測量曲線的種類

輪廓曲線：P曲線（原始輪廓）：是粗糙度測量儀的觸針在工件表面的一定長度内的掃描軌迹（垂直與加工紋路的切斷曲線）所得到的結果。它是不做濾波處理的測量切斷面曲線。

粗糙度曲線：R曲線：是對輪廓曲線實施濾波處理。把波長較長的成份濾掉之後所得到的曲線。使用的濾波器是高通濾波器。

主要術語說明

取樣長度1：用于評定表面粗糙度特征所規定的一段基準線的長度。

取樣長度的大小的規定和選取是為了限制和減弱工件表面波紋及輪廓度對表面粗糙度測量結果的影響。既不能過大，又不能過小。一般應保證在取樣長度上有五個以上的表面微觀起伏的峰谷。國際标準規定了五個标準的取樣長度值，它們是0.08；0.25；0.8；2.5；8 mm。

通常表面越粗糙，取樣長度值1應越大。

測量速度的選取

評價長度In：由連續n個取樣長度1所構成。

由于工件表面存在微觀的起伏不平不均勻性，因此隻在一個取樣長度内來測量和評定表面粗糙度，其代表性往往不充分。所以規定在測量時，要連續拾取多個取樣長度，在每個取樣長度上得出一個評定數值，再取平均值作為評價結果。

國際标準規定，一個評價長度應含有五個取樣長度（通常In=5x1）。但對均句性好的表面可少于五個，反之可多于五個。

平均中線：粗糙度評定時規定的一條用于計算表面粗糙度參數值的基準線。（最小二乘直線）

（1）最小二乘中線

（2）算術平均中線

（3）最小二乘中線與算術平均中線差别極小

在取樣長度内，使粗糙度曲線上各點到該中線的距離的平方和最小。

在取樣長度内，劃分粗糙度曲線，使上下面積相等的基準線。

主要參數說明

高度參數

（1）Ra：輪廓的算術平均偏差。

（2）Rz：最大高度粗糙度。

形狀參數

間距參數

負荷曲線

為何有如此多的參數？

表面的結構完全不同但傳統參數（Ra，Rz）仍表現出相同值

由負荷曲線可以直觀的看出表面的結構

實際工件表面的負荷曲線圖形

表面粗糙度的功能&參數

濾波方式與特性

粗糙度的标準

每個标準都有不同的年代号，不同的标準表述的一些參數意義也有區别。

粗糙度的标準

16%原則和最大原則

表面結構的表征

粗糙度的應用-缸孔

輪廓形狀測量的應用-非球面鏡片

輪廓形狀測量的應用-滾珠絲杠

輪廓形狀測量的應用-軸承

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