干貨分享|一文了解粗糙度測量
發(fā)布時(shí)間：2022/3/17 16:51:34
表面粗糙度(Surface roughness)是指材料表面的微小表面起伏（波峰、波谷）的不平度。早在1920-1930年間，德國的一些研究人員就開(kāi)始了對表面粗糙度的研究。研究表明，材料的表面特性對機械性能有很大的影響，而隨著(zhù)機械零部件的性能要求和加工工藝的提升，零部件表面的粗糙度情況也變得尤其重要。 
如果你仔細觀(guān)察機床加工零件的過(guò)程，你會(huì )注意到零件的表面在刀片和機床的作用下，表面呈現出一種復雜的形狀，它大多數情況下是由一系列不同高度、深度和間距的波峰波谷組成。這些波峰波谷非常微小，通常高度差只有十幾納米至幾微米。粗糙度的大小主要是由于刀具的形狀、進(jìn)給速度、以及轉速造成的。另外，由于機床在運行過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生周期性的震動(dòng)，則會(huì )在產(chǎn)品表面形成波長(cháng)稍大的周期性紋理，也就是我們通常說(shuō)的波紋度。 
粗糙度由于是非常微觀(guān)的參數，因此早期的測量比較困難，在粗糙度要求不高的場(chǎng)合，通?？梢酝ㄟ^(guò)目測或者觸摸等方式，或者與標準粗糙度樣本比對的來(lái)定性的評估粗糙度等級，而定量分析早期主要是采用光切顯微鏡進(jìn)行測量，但是隨著(zhù)測量技術(shù)的升級，這種方式逐漸被替代，現在我們的測量方法是針描法-接觸式或者光學(xué)-非接觸兩種主要手段。
針描法，顧名思義就是通過(guò)一根針尖形狀和角度精確固定的細針緩慢劃過(guò)被測表面，高精密的傳感器記錄針尖的起伏移動(dòng)軌跡，然后就可以得到被測表面的微觀(guān)輪廓，從而進(jìn)行粗糙度的評估。為了增加使用壽命，針尖的材質(zhì)通常為金剛石。
粗糙度參數有別于一些常見(jiàn)的長(cháng)度測量，它并不是直接測得結果，而是通過(guò)對材料表面的輪廓曲線(xiàn)進(jìn)行分析和評估，最終得到我們所需要的粗糙度數值。
當然早期的粗糙度評估標準并不統一，每個(gè)國家和企業(yè)都有自己的一套標準，為了便于相互交流，國際標準化組織ISO制定了的粗糙度標準以及統一了粗糙度參數的計算方式。
粗糙度平均值 Ra - 輪廓縱坐標絕對值的算術(shù)平均值
均方根粗糙度Rq - 粗糙度輪廓縱坐標均方根平均值
平均粗糙度深度 Rz - 單個(gè)粗糙度深度 Rzi 在連續的采樣 長(cháng)度上的算術(shù)平均值
最大粗糙度深度Rmax - Rmax 是在整個(gè)評價(jià)長(cháng)度內最大的單個(gè)粗糙度深度
輪廓元素平均間距 RSm - 粗糙度輪廓元素之間間距的 算術(shù)平均值
最小波峰高度 Rpk - 由粗糙度核心輪廓產(chǎn)生的平均波峰高度 最小波谷深度 Rvk - 由粗糙度核心輪廓產(chǎn)生的平均波谷深度
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