表面结构与粗糙度测量方法浅析.pdfVIP

维普资讯 2006年第4o卷No3 123 表面结构与粗糙度测量方法浅析 罗正国 蒲竞秋 中国工程物理研究院 零件的使用性能(如摩擦和磨损、配合性质、疲劳强 1 表面结构的基本概念 度、接触刚度、耐腐蚀性、结合密封性等)及零件的几 机械加工零件的表面结构与其使用性能关系密 何测量精度都有较大影响。因此，表面粗糙度作为 切，它对加工中的任何变化(如刀具磨损、加工条件、 重要的技术指标，是几何精度设计中必不可少的环 材料性能等)非常敏感，是用于控制加工过程的重要 节，在零件的加工过程中被广泛要求加以控制。 手段。工程表面结构复杂，不能单纯以一项参数指 除上述三类误差外，表面缺陷是表面结构中的 标来表征。因此。表面结构包含表面原始轮廓、表面 另一项评价指标。表面缺陷是指在零件表面随机出 波纹度和表面粗糙度三类结构特征。国家标准GB／ 现的无规律的表面形貌误差，如划痕、沙眼、裂纹、气 13505．2ooo{产品几何技术规范表面结构 轮廓法 表 孑L等。表面缺陷不应归属于表面粗糙度的范围，为 面结构的术语、定义和参数》规定了用轮廓法确定表 避免其可能对表面粗糙度评定产生影响，应将其从 面结构的术语和定义。较之 GB／(表面粗 粗糙度轮廓数据中予以剔除。 糙度 术语 表面及其参数》中粗糙度的定义 “加工表 2 表面粗糙度的测量 面所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状 特征即为表面粗糙度”，新标准对粗糙度的定义更为 表面粗糙度测量是几何量测量的一个重要分 具体化、定量化。根据波距的大小，可以划分三种不 支。与宏观尺寸和形位误差的测量不同，表面粗糙 同的表面结构误差形态，即波距大于10mm、无周期 度测量结果反映的是零件表面的微观几何形状。在 性变化的为形状误差；波距在 1～10mm之间、呈周 实际测量中可以发现，被测轮廓表面不同测量部位 期性变化的为表面波纹度误差；波距小于lmm、呈周 的粗糙度测量值存在一定差异，为使测得的表面粗 期性变化的为表面粗糙度误差。但是，形状误差、表 糙度值能比较全面、客观地反映整个被测表面的微 面波纹度和粗糙度的概念也会受到工件尺寸大小的 观结构，就必须合理选用科学的测量方法、评定方法 影响，例如，大型机械零件的波纹度常常大于微小工 以及数据统计分析方法，而要使评定结论具有较高 件的整体尺寸，自然也大于微小工件的形状误差。 的可靠性，就必须在设计、加工与检测过程中正确执 因此，还可以一定的波距与波高之比来划分三类表 行统一的国家标准，以达到控制零件表面质量的目 面结构误差，即比值大于1000为形状误差；比值小 的。 于4o为表面粗糙度误差；介于二者之间为表面波纹 目前，触针式表面粗糙度测量仪因具有方便直 度误差。在表面结构的三类参数中，表面粗糙度更 观、可测量多种粗糙度参数、可测量各种形状工件及 多地被用于表征零件的表面质量。表面粗糙度对于 内外表面、测量精度高等优点而被广泛使用，当用其 例，齿数 46，模数 8．283mm，压力角 23．5。，齿面宽 弧齿锥齿轮加工机床参数的调整提供准确的依据。 54ram，中点分度圆直径381．031mm。表 l为用 Mat． 参考文献 Lab仿真所得的齿面坐标和法矢分量，此数据经 1李特文．齿轮啮合原理．上海 ：上海科学技术出版社 ，1966 MM三坐标测量机验证。