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干貨分享|一文了解粗糙度測(cè)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(guó)的一些研究人員就開始了對(duì)表面粗糙度的研究。研究表明,材料的表面特性對(duì)機(jī)械性能有很大的影響,而隨著機(jī)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。 

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粗糙度的形成?

如果你仔細(xì)觀察機(jī)床加工零件的過程,你會(huì)注意到零件的表面在刀片和機(jī)床的作用下,表面呈現(xiàn)出一種復(fù)雜的形狀,它大多數(shù)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(zhuǎn)速造成的。另外,由于機(jī)床在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生周期性的震動(dòng),則會(huì)在產(chǎn)品表面形成波長(zhǎng)稍大的周期性紋理,也就是我們通常說的波紋度。 

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粗糙度的測(cè)量方式?

粗糙度由于是非常微觀的參數(shù),因此早期的測(cè)量比較困難,在粗糙度要求不高的場(chǎng)合,通??梢酝ㄟ^目測(cè)或者觸摸等方式,或者與標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣本比對(duì)的來定性的評(píng)估粗糙度等級(jí),而定量分析早期主要是采用光切顯微鏡進(jìn)行測(cè)量,但是隨著測(cè)量技術(shù)的升級(jí),這種方式逐漸被替代,現(xiàn)在我們的測(cè)量方法是針描法-接觸式或者光學(xué)-非接觸兩種主要手段。

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針描法,顧名思義就是通過一根針尖形狀和角度精確固定的細(xì)針緩慢劃過被測(cè)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(cè)表面的微觀輪廓,從而進(jìn)行粗糙度的評(píng)估。為了增加使用壽命,針尖的材質(zhì)通常為金剛石。

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粗糙度的評(píng)估?


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粗糙度參數(shù)有別于一些常見的長(zhǎng)度測(cè)量,它并不是直接測(cè)得結(jié)果,而是通過對(duì)材料表面的輪廓曲線進(jìn)行分析和評(píng)估,最終得到我們所需要的粗糙度數(shù)值。

當(dāng)然早期的粗糙度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一,每個(gè)國(guó)家和企業(yè)都有自己的一套標(biāo)準(zhǔn),為了便于相互交流,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO制定了的粗糙度標(biāo)準(zhǔn)以及統(tǒng)一了粗糙度參數(shù)的計(jì)算方式。

常用的粗糙度參數(shù)及計(jì)算方式如下:

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粗糙度平均值 Ra  - 輪廓縱坐標(biāo)絕對(duì)值的算術(shù)平均值

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均方根粗糙度Rq - 粗糙度輪廓縱坐標(biāo)均方根平均值

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平均粗糙度深度 Rz  -  單個(gè)粗糙度深度 Rzi 在連續(xù)的采樣 長(zhǎng)度上的算術(shù)平均值
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最大粗糙度深度Rmax  - Rmax 是在整個(gè)評(píng)價(jià)長(zhǎng)度內(nèi)最大的單個(gè)粗糙度深度

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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

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核心粗糙度深度 Rk - 粗糙度核心輪廓的深度 
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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