1、88/89第一章 表面粗糙度的差不多概念表面粗糙度所描述的是一種形狀其復(fù)雜的三維空間曲面，它對(duì)機(jī)械和儀器的性能有重要的作用，特不是對(duì)高速、高壓和重載荷條件下工作的機(jī)器和高精度運(yùn)動(dòng)的部件作用更大。對(duì)機(jī)械零件必須進(jìn)行粗糙度測(cè)量。第一節(jié) 零件表面的幾何形狀誤差人們通常把表面幾何形狀的偏差分解成為粗糙度(微觀的)、波浪度(中間的)和形狀誤差(宏觀的)，分不進(jìn)行評(píng)定與操縱。圖1-1-1為某一截面輪廓上幾類幾何狀偏差及其又疊加在一起的示例。如圖1-1-1所示，若單純從幾何形狀去分析，其曲折不平的高度有時(shí)沒(méi)有專門(mén)大差不，要緊區(qū)不在于不平度的間距不一樣。各種大小不同的制作以及加工方法的差異，使三類幾何形狀偏差

2、的間距值的變化范圍專門(mén)寬，例如有的大型零件的表面波浪度和粗糙度的間距可能比小零件本身的長(zhǎng)度還要大，因此難以提出確切的、統(tǒng)一的分 界值。因此要把綜合為一體的表面幾 圖1-1-1 各類幾何形狀何形狀偏差分成三類，是由于它們各自形成的緣故以及對(duì)零件使用 偏差的示意圖功能的阻礙都各有特點(diǎn)，因此從那個(gè)意義上把三者區(qū)不開(kāi)來(lái)才具有實(shí)際作用，但這不能定量地用一個(gè)(間距)數(shù)值簡(jiǎn)單地將其分類。一、微觀形狀誤差(表面粗糙度)表面粗糙度是由加工方法固有的內(nèi)在作用所產(chǎn)生，是制件加工過(guò)程中由實(shí)際加工介質(zhì)切削刀、磨料、噴等在完工表面上留下的微觀不平度。例如，切削過(guò)程中的殘留面積、切屑分裂時(shí)材料的 性變形、刀具對(duì)制作表面的磨

3、擦造成的灼傷和刀瘤等因素，在加工后表面上形成各種形式不平的微細(xì)加工痕跡。采納不同的工藝方法和條件便構(gòu)成特定的表面微觀幾何結(jié)構(gòu)。表面粗糙度以往曾稱作表面光潔度，但那個(gè)名稱有時(shí)容易和表面光澤反射能力等其他表面特性相混淆，因而目前國(guó)內(nèi)外已普遍采納表面粗糙度這一名稱。)。二、中間形狀誤差(表面波浪度)一般稱為表面度，簡(jiǎn)稱波度。它具有較明顯的周期性的波距(見(jiàn)圖4-1-1c中的)和波高，只是在高速切削(要緊是磨削)條件下才有時(shí)呈現(xiàn)，是由加工系統(tǒng)(機(jī)床一工件一刀具)中的振動(dòng)所造成的，常見(jiàn)于滾動(dòng)軸承的套圈等零件。三、宏觀形狀誤差簡(jiǎn)稱形狀誤差。它產(chǎn)生的緣故是加工機(jī)床和工夾具本身有形狀和位置誤差，還有加工中的力變

4、形和熱變形以及較大的振動(dòng)等。零件上的直線不直，平面不平，圓截面不圓，都屬此類誤差。 相互位置誤差與宏觀形狀誤差不管產(chǎn)生的緣故依舊對(duì)零件及機(jī)器的阻礙，都有許多相近之處，故合稱為。形位誤差。其精確度的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，也是同一標(biāo)準(zhǔn)，即“形狀和位置公差”。形位誤差阻礙零件的配合性質(zhì)和密封性，加劇磨損，降低連接強(qiáng)度和接觸剛度，直接阻礙整機(jī)的工作精確度和壽命。 三種類型的表面幾何形狀偏差的一般數(shù)值范圍，列于表1-1-1供參考，由表可見(jiàn)它們是相互交錯(cuò)重疊的，不可能用單一的數(shù)值將其區(qū)分開(kāi)。表1-1-1 三類幾何形狀偏差的不平度間距和高度的一般范圍表面幾何形狀偏差的類型代號(hào)不平度間距S不平度高度形狀誤差幾毫米至幾十米

5、0.02至幾毫米表面波浪度0.5300mm0.1500表面粗糙度零點(diǎn)幾微米至幾毫米0.01至幾百微米第二節(jié) 表面粗糙度的評(píng)定基準(zhǔn)和參數(shù)我國(guó)的表面粗糙度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最差不多的粗糙度參數(shù)有三個(gè)，附加參數(shù)有三個(gè)，差不多上在1983年頒布，并于1985年開(kāi)始實(shí)施的。其中與測(cè)量最緊密相關(guān)的是GBl031-83表面粗糙度參數(shù)及其數(shù)值，它取代了舊的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)容與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 468-82差不多上相同。另外兩個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要緊是規(guī)定許多術(shù)語(yǔ)定義和介紹代號(hào)，以及圖紙標(biāo)注方法。1995年制訂了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBJ 1031-95代替了GBl031-83。下面僅就與測(cè)量有關(guān)的要緊內(nèi)容進(jìn)行介紹。 一、評(píng)定基準(zhǔn)表面粗糙度誤

6、差的隨機(jī)性專門(mén)強(qiáng)，一般是用規(guī)定的評(píng)定參數(shù)來(lái)評(píng)定和操縱。規(guī)定的評(píng)定參數(shù)要先確定評(píng)定基準(zhǔn)。 圖1-2-1 輪廓的二乘中線（一）中線制(制)中線制是以中線為基準(zhǔn)線評(píng)定輪廓的計(jì)算制。中線有兩種給出方式：1輪廓的最小二乘中線(簡(jiǎn)稱中線) 具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準(zhǔn)線，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)使輪廓上各點(diǎn)的輪廓偏距的平方和為最小。參見(jiàn)圖1-2-2。中線的形狀應(yīng)該與被測(cè)表面的幾何輪廓形狀一致，如直線、圓弧線、漸開(kāi)線等。按照最小二乘法原理所求得的中線的方向和位置差不多上唯一的，只是在輪廓曲線記錄圖上計(jì)算求解中線的工作量較大。2輪廓的算術(shù)平均中線具有幾何輪廓形狀并在取樣長(zhǎng)度內(nèi)與輪廓走向一致的基準(zhǔn)線，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)由該線

7、劃分輪廓使上下兩邊的面積相等。參見(jiàn)圖1-2-2。 用算術(shù)平均法給出的這條上下 圖1-2-2輪廓的算術(shù)平均中線兩邊面積相等的中心線不是唯一的。對(duì)明顯的周期輪廓，中線走向比較確定，易于取得和最小二乘中線相近的結(jié)果。當(dāng)輪廓曲線形狀不規(guī)則和輪廓走向不清晰時(shí)，能繪出一簇不同的兩邊面積相等的中心線，其中只有一條與最小二乘中線相重合。規(guī)定算術(shù)平均中線是為了便于用圖解法近似地確定最小二乘中線的位置。在有用中，若處理得當(dāng)，對(duì)評(píng)定參數(shù)結(jié)果的阻礙專門(mén)小。(二)包絡(luò)線制(E制)用一個(gè)已定半徑的球在被測(cè)表面上滾動(dòng)，把那個(gè)滾球球心的運(yùn)動(dòng)軌跡向被測(cè)輪廓移動(dòng)一個(gè)半徑，便構(gòu)成這條截面輪廓曲線的包絡(luò)線，參見(jiàn)圖1-2-3。以包絡(luò)線

8、為基準(zhǔn)線，測(cè)量出包絡(luò)線到實(shí)際輪廓上各點(diǎn)的距離，計(jì)算得到各種參數(shù)，用這種方式來(lái)講事實(shí)上表面粗糙度稱作包絡(luò)線制。由于至今仍沒(méi)有按包絡(luò)線制實(shí)現(xiàn)直接測(cè)量的儀器，故包絡(luò)線制長(zhǎng)期未得到公認(rèn)和應(yīng)用。據(jù)分析，關(guān)于常用機(jī)加工方式所產(chǎn)生的表面，在限定條件下(要緊是取樣長(zhǎng)度和滾球圓心半 徑)，用中線制或包絡(luò)線制所測(cè)得的最大峰高只有專門(mén)小的差 圖1-2-3 包絡(luò)線異。目前，絕大多數(shù)國(guó)家(包括我國(guó))差不多上采納中線制評(píng)定表面粗糙度。(三)確定中線的方法按中線制計(jì)測(cè)表面粗糙度參數(shù)時(shí)，中線的確定能夠歸納為兩類情況：一類是在記錄的輪廓圖形上繪制中線；另一類是由測(cè)量中儀器的模擬電路或軟件確定中線，并直接給出表面糊糙度參數(shù)。1在

9、輪廓圖上繪制中線假如所記錄的輪廓圖是未經(jīng)電氣濾波的原始輪廓圖形，則必須按規(guī)定在取樣長(zhǎng)度的范圍內(nèi)繪制中線；假如輪廓圖是通過(guò)高通濾波器所獲得的，是差不多濾了波的粗糙度輪廓圖形，則可在評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)確定中線。繪制的方法有兩種：(1)目測(cè)方向法：關(guān)于測(cè)定,和參數(shù)，由于計(jì)算數(shù)值時(shí)并不需要預(yù)先確定中線相關(guān)于輪廓曲線的縱坐標(biāo)位置，因而在選定的圖形長(zhǎng)度范圍內(nèi)只要目測(cè)中線的方向，使其平行于這一段輪廓的走向，以此作為橫坐標(biāo)軸，即可求得各參數(shù)值。(2)均分法：關(guān)于某些需要確定中線的位置才能進(jìn)一步計(jì)算數(shù)值的參數(shù)，則需采取把連續(xù)輪廓離散化的形式進(jìn)行計(jì)算。如圖1-2-4所示，在選定的記錄圖形長(zhǎng)度內(nèi)，按下式確定點(diǎn)和的坐標(biāo)： 式

10、中：輪廓圖中離散采樣間隔的點(diǎn)數(shù)； 離散采樣間隔，； 輪廓圖的水平放大率； 輪廓圖中各離散采樣點(diǎn)的縱坐標(biāo)值。連接點(diǎn)和并延長(zhǎng)獲得的一條直線即為中線。2在測(cè)量?jī)x器中確定中線關(guān)于 用電子模擬濾波器的表面粗糙度測(cè)量 儀，中線是由儀器中的RC濾波電路直接給出。 在帶微機(jī)的測(cè)量?jī)x器中，被測(cè)輪廓已由連續(xù)的輪廓信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信息。從而可按最小二乘原理，編制相應(yīng)的程序來(lái)確定中線，參圖1-2-4，即： 圖 1-2-4 均分法繪制中線式中，取樣長(zhǎng)度的中心。系數(shù)及角由下面兩公式確定： 式中：離散采樣點(diǎn)上的輪廓縱坐標(biāo)值；縱坐標(biāo)個(gè)數(shù)；在選定的長(zhǎng)度范圍內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)；采樣間隔。 二、取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度(一)取樣長(zhǎng)度在評(píng)定

11、表面粗糙度時(shí)，假如選擇的取樣長(zhǎng)度不同(見(jiàn)圖1-2-5中的，和)，就會(huì) 得到不同的高度數(shù)值(，和)。因此 圖1-2-5 幾何濾波作用的示例以中線制評(píng)定表面粗糙度各種參數(shù)的定義，都明確是在取樣長(zhǎng)度內(nèi)計(jì)算的結(jié)果。而且標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：當(dāng)提出表面粗糙度要求時(shí)，必須同時(shí)給出粗糙度參數(shù)值和測(cè)定時(shí)的取樣長(zhǎng)度值兩項(xiàng)差不多要求。這種用幾何學(xué)的方法達(dá)到濾除波浪度的手段，稱作幾何濾波，其作用見(jiàn)圖1-2-5。在觸針式表面輪廓儀中則采納電氣濾波的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，電濾波器的截止頻率是由截止波長(zhǎng)(亦稱切除長(zhǎng)度)導(dǎo)出，它與取樣長(zhǎng)度采納相同的數(shù)值。由于實(shí)際加丁表面的不平度輪廓形狀千變?nèi)f化，其波距和粗距都有較寬的范圍，用某個(gè)單一的取樣長(zhǎng)度

12、值作為所有加工表面的粗糙度和波浪度的界限是不可能的。一般應(yīng)參照制件表面的加工方式和粗糙度參數(shù)值的大小，選擇符合標(biāo)準(zhǔn)系列的適宜的取樣長(zhǎng)度值。為了操縱粗糙度測(cè)量結(jié)果中波浪度附加到里面去的成分不超過(guò)一定限度，取樣長(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，由此確定了它的上限。試驗(yàn)表明，對(duì)大多數(shù)試樣來(lái)講，取樣長(zhǎng)度為波距的1/3時(shí)，所造成的波浪度被計(jì)人粗糙度的數(shù)值一般不大于波高值的10。因此在一般情況下可選定取樣長(zhǎng)度的上限(最大值)不大于1/3的波距。另一方面，又要保證在取樣長(zhǎng)度內(nèi)求得的表面粗糙度數(shù)值，能充分反映表面粗糙度的特征，取樣長(zhǎng)度也不能太短。分析表明：關(guān)于較規(guī)則的表面輪廓，取樣長(zhǎng)度若包含五個(gè)以上的粗糙度間距，所求得的粗糙度數(shù)

13、值將穩(wěn)定在2以內(nèi)；再由濾波器的傳輸特性來(lái)看，當(dāng)截止波長(zhǎng)至少大于五倍粗距時(shí)，引起的信號(hào)衰減才會(huì)小于2；關(guān)于參數(shù)來(lái)講，取樣長(zhǎng)度內(nèi)至少應(yīng)含有五個(gè)峰和谷。因此，要選定取樣長(zhǎng)度的下限(最小值)應(yīng)不小于五倍粗距。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT 103l一95中給出了國(guó)際上通用的取樣長(zhǎng)度系列值(即，和)。取樣長(zhǎng)度的數(shù)值應(yīng)從那個(gè)系列中選取。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中還給出對(duì)應(yīng)于和參數(shù)值范圍所推舉的取樣長(zhǎng)度選用值，如表1-2-1和表1-2-2所示。如按表中選用推舉的取樣長(zhǎng)度值，則在圖樣上或技術(shù)文件中能夠省略取樣長(zhǎng)度的標(biāo)注。1-2-1 的取樣長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度的選用值 (0.0080.02)(0.020.1)(0.12.0)(2.010.0)(1

14、0.080.0)0.080.250.82.58.00.41.254.012.540.0表1-2-2 的取樣長(zhǎng)度評(píng)定長(zhǎng)度選用值 (0.0250.10)(0.100.5)(0.5010.0)(10.050.0)(50320)0.080.250.82.58.00.41.254.012.540.0（二）評(píng)定長(zhǎng)度在某表面的一個(gè)取樣長(zhǎng)度區(qū)段內(nèi)測(cè)得的表面粗糙度參數(shù)值，可能和相鄰的另一段取樣長(zhǎng)度內(nèi)所測(cè)結(jié)果相近；而另一表面上相鄰兩段取樣長(zhǎng)度內(nèi)的測(cè)量結(jié)果也許相差較大，這講明各種加工表面的粗糙度均勻性不一樣。顯然，假如表面粗糙度均勻性比較好，在一個(gè)取樣長(zhǎng)度內(nèi)測(cè)量，便能獲得可信賴的結(jié)果；假若表面的均勻性較差，則必須在

15、較長(zhǎng)的包含幾個(gè)取樣長(zhǎng)度段的范圍內(nèi)測(cè)量，然后取其平均值，才能代表這一表面的粗糙度特性。因此要選定一個(gè)合適的最小表面段長(zhǎng)度評(píng)定長(zhǎng)度，使能獲得可信的測(cè)量結(jié)果，這可通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)行分析。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBT1031-95推舉一般可選用五倍的取樣長(zhǎng)度，如表1-2-1和表1-2-2所示。 這和觸針式輪廓儀的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的測(cè)量行程長(zhǎng)度一致。通過(guò)對(duì)加工紋理比較規(guī)則和不規(guī)則的表面分析的結(jié)果，按取樣長(zhǎng)度分類，建議按 表1-2-3選取評(píng)定長(zhǎng)度。表1-2-3 評(píng)定長(zhǎng)度的選取范圍 加工表面類型取樣長(zhǎng)度評(píng)定長(zhǎng)度車(chē)、銑、刨等較規(guī)則表面精車(chē)、磨、精刨等加工表面研磨、精磨等不規(guī)則表面2.50.80.251326617對(duì)加工表

16、面的粗糙度均勻性較好的表面，或者對(duì)粗糙度測(cè)量準(zhǔn)確度要求不高時(shí)，評(píng)定長(zhǎng)度可選用所列范圍的較小值。關(guān)于粗糙度均勻性甚差的表面，或者當(dāng)測(cè)量準(zhǔn)確度要求較高時(shí)，評(píng)定長(zhǎng)度可采納所列范圍的較大值。當(dāng)利用光學(xué)儀器測(cè)量或用輪廓圖計(jì)算表面粗糙度參數(shù)值時(shí)，參照以上原則，通常可選取較小的評(píng)定長(zhǎng)度。三、評(píng)定表面粗糙度的參數(shù)目前通用的定量評(píng)價(jià)表面粗糙度的參數(shù)，是在一個(gè)截面輪廓上用中線為基準(zhǔn)線進(jìn)行計(jì)算的。關(guān)于這一平面坐標(biāo)的輪廓圖形，能夠量取縱坐標(biāo)得到微觀不平度的高度參數(shù)，由橫坐標(biāo)能夠測(cè)得微觀不平度的間距參數(shù)，以及反映輪廓形狀特征的參數(shù)。由于加工表面輪廓形狀十分復(fù)雜，在不同場(chǎng)合下使用的制件對(duì)表面特征的操縱要求具有多重性，同時(shí)

17、還由于測(cè)量?jī)x器的進(jìn)展，特不是計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使以往模擬電路難以處理的參數(shù)被重新考慮，因此可應(yīng)用的表征參數(shù)和統(tǒng)計(jì)函數(shù)的數(shù)量顯著地增加了。(一)有關(guān)的差不多術(shù)語(yǔ)為了闡述各種粗糙度評(píng)定參數(shù)，將有關(guān)的差不多術(shù)語(yǔ)列于表1-2-4。表1-2-4 表面粗糙度評(píng)定的差不多術(shù)語(yǔ)序號(hào)術(shù) 語(yǔ)表征符號(hào)定 義示 意 圖1取樣長(zhǎng)度用于判不具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長(zhǎng)度，規(guī)定和選擇這段長(zhǎng)度是為了限制和減弱表面波度對(duì)表面粗糙度測(cè)量結(jié)果的阻礙，取樣長(zhǎng)度在輪廓總的走向上量取。 2評(píng)定長(zhǎng)度或?yàn)榭煽康卮_定表面粗糙度特性所必須的一段長(zhǎng)度，在那個(gè)長(zhǎng)度上確定該表面輪廓的粗糙度數(shù)值，評(píng)定長(zhǎng)度可包含一個(gè)或幾個(gè)取樣長(zhǎng)度。3輪廓偏距在測(cè)量方向上

18、，輪廓上的點(diǎn)至基準(zhǔn)線(中線)之間的距離，輪廓偏距應(yīng)在測(cè)量輪廓方向上量取，如示意圖所示，對(duì)實(shí)際輪廓來(lái)講，中線和評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)輪廓總的走向之間的夾角。是專門(mén)小的，因此垂直于中線測(cè)得的輪廓偏距與垂直于輪廓總的走向所測(cè)得的輪廓偏距之差可忽略不計(jì)。故對(duì)實(shí)際表面來(lái)講，可認(rèn)為輪廓偏距是垂直于中線的。4輪廓峰輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向外(從材料到周?chē)橘|(zhì))的輪廓部分。序號(hào)術(shù) 語(yǔ)表征符號(hào)定 義示 意 圖5輪廓谷輪廓與中線相交，連接兩相鄰交點(diǎn)向內(nèi)(從周?chē)橘|(zhì)到材料)的輪廓部分。6輪廓微觀不平度的間距含有一個(gè)輪廓峰和相鄰輪廓谷的一段中線長(zhǎng)度。7輪廓峰頂線在取樣長(zhǎng)度內(nèi)平行于中線并通過(guò)輪廓最高點(diǎn)的線。8輪廓谷底線在取

19、樣長(zhǎng)度內(nèi)平行于中線并通過(guò)輪廓最低點(diǎn)的線9輪廓的單谷兩相鄰輪廓最低點(diǎn)之間的輪廓部分。10輪廓的單谷兩相鄰輪廓最高點(diǎn)之間的輪廓部分。11輪廓的單峰間距兩相鄰單峰的最高點(diǎn)之間的距離投影在中線上的長(zhǎng)度。12輪廓水平截距輪廓峰頂線和平行它并與輪廓相交的截線之間的距離，它可用微米或輪廓最大高度的百分?jǐn)?shù)表示。 (二)各種參數(shù)的定義1與微觀不平度高度特性有關(guān)的表面粗糙度參數(shù)微觀不平度的高度參數(shù)一直是世界各國(guó)廣泛應(yīng)用的評(píng)定表面粗糙度的要緊參數(shù)。常見(jiàn)的高度參數(shù)的定義列于表1-2-5。表1-2-5 微觀不平度的高度參數(shù)序號(hào)術(shù)語(yǔ)表征符號(hào)定 義示 意 圖1輪廓最大峰高在取樣長(zhǎng)度內(nèi)從輪廓峰頂線至中線的距離。見(jiàn)表1-1-5

20、序號(hào)7圖2輪廓最大谷深在取樣長(zhǎng)度內(nèi)從輪廓谷底線至中線的距離。3輪廓最大峰高在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓峰頂線和輪廓谷底線之間的距離評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)輪廓峰谷間的最大高度。見(jiàn)表1-1-5序號(hào)7圖4微觀不平度十點(diǎn)高度在取樣長(zhǎng)度內(nèi)五個(gè)最大的輪廓高的平均值與五個(gè)最大的輪廓谷深的平均值之和日本國(guó)標(biāo)中定義為在取樣長(zhǎng)度內(nèi)第三個(gè)最高的峰頂至第三個(gè)最深的谷底之間的距離。5微觀不平度十點(diǎn)高度五個(gè)連續(xù)取樣長(zhǎng)度中的的平均值，在德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中用來(lái)等效于6輪廓算術(shù)平均偏差在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值 或近似為7輪廓均方根偏差在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓偏距的均方根值或近似為2與微觀不平度間距特性有關(guān)的表面粗糙度參數(shù) 微觀不平度的間距參數(shù)反映了表面

21、加工紋路的細(xì)密度。在評(píng)定微觀不平度高度數(shù)值的同時(shí)附加這種參數(shù)，便構(gòu)成對(duì)表面輪廓的二維操縱，能更好地反映表面的特性。有關(guān)間距參數(shù)的定義列于表1-2-6。表1-2-6 微觀不平度的間距參數(shù)名 稱表征符號(hào)定 義 和 圖 示輪廓微觀不平度的平均間距在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓微觀不平度間距的平均值輪廓的單峰平均間距在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓的單峰間距的平均值輪廓峰的密度單位長(zhǎng)度內(nèi)的輪廓峰數(shù)，在取樣長(zhǎng)度內(nèi)的計(jì)算式為輪廓的均勻方根波長(zhǎng)乘以輪廓均方根偏差與輪廓均方根斜率之比 輪廓的平均波長(zhǎng)乘以算術(shù)平均偏差與算術(shù)平均斜率之比 輪廓長(zhǎng)度比輪廓展開(kāi)長(zhǎng)度與取樣長(zhǎng)度之比 注；1)是在評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)所計(jì)算的輪廓峰的個(gè)數(shù)。2)和，是考慮了所有單峰

22、和單谷的相對(duì)幅度和各自空間頻率的間距尺度。計(jì)算式中的和的定義見(jiàn)表1-2-7序號(hào)1，2。 3與微觀不平度形狀特性有關(guān)的表面粗糙度參數(shù) 綜合反映微觀不平度輪廓形狀參數(shù)的定義列于表1-2-7。 表1-2-7 微觀不平度的輪廓形狀參數(shù)序號(hào)名稱及表征符號(hào)定 義示 意 圖1輪廓的均方根斜率在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓縱坐標(biāo)變化率的均方根值或近似為2輪廓的算術(shù)平均斜率在取樣長(zhǎng)度內(nèi)輪廓縱坐標(biāo)變化率絕對(duì)值的算術(shù)平均值近似為3輪廓支承長(zhǎng)度在取樣長(zhǎng)度內(nèi)，一平行中線的線與輪廓相截所得到的各段截線長(zhǎng)度之和4輪廓支承長(zhǎng)度率輪廓支承長(zhǎng)度與取樣長(zhǎng)度之比值是對(duì)應(yīng)于各個(gè)水平截距而給出的5幅度分布是輪廓微觀不平度高度的分布函數(shù)。幅度分布曲線用

23、下述方法得到：將輪廓在取樣長(zhǎng)度內(nèi)分為等間距的個(gè)縱坐標(biāo)。在輪廓峰頂線至谷底線的區(qū)域內(nèi)，作若十條平行于中線的等間距線。兩相鄰平行線在輪廓線上截取的區(qū)域內(nèi)可計(jì)得含有個(gè)縱坐標(biāo)，以值對(duì)該組平行線的中間輪廓偏距值作坐標(biāo)點(diǎn)，由各組平行線計(jì)取的坐標(biāo)點(diǎn)連線即為幅度分布曲線6輪廓的偏斜度是幅度分布不對(duì)稱性的量度。在取樣長(zhǎng)度內(nèi)以個(gè)輪廓偏距三次方的平均值來(lái)確定，由下式給出第三節(jié) 表面粗糙度的測(cè)量方法和測(cè)量注意事項(xiàng)一、測(cè)量方法 表面粗糙度的測(cè)量方法有專門(mén)多，要緊的方法如表1-3-1所示。 表1-3-1 表面粗糙度的測(cè)量方法及可測(cè)范圍測(cè)量方法可測(cè)量范圍測(cè)量部位值相當(dāng)舊國(guó)際“級(jí)”直接目測(cè)比較法觸覺(jué)比較法放大鏡比較法顯微鏡比

24、較法光切法(光切顯微鏡)光干涉法(干涉顯微鏡)針描法(輪廓儀)印模法全息干涉法激光光斑法光纖法632.5100.632.50.32100.1160.160.080.0150.020.040.160.010.60.020.20.80.056.30.05(0.322.5)(0.020.32)0.02觸端曲率半徑8.02.50.82.52.50.8測(cè)頭形式斧形1)球形球形1)斧形測(cè)頭的較大曲率半徑應(yīng)處于乎直加工紋路的方向，較小曲率半徑放在加工紋路方向上。 (二)電氣截止式波度曲線在測(cè)量?jī)x器的信號(hào)傳輸過(guò)程中，利用低通濾波方式，把表面輪廓信號(hào)中較小間距的高頻(粗糙度)成分衰減到專門(mén)小的范圍，從而獲得電氣

25、截止濾波的波度曲線，示例見(jiàn)圖6-1-2。低通濾波器的濾波特性要求和粗糙度測(cè) 量中用于衰減波度信號(hào)的高通濾波器特性是 相似對(duì)應(yīng)的。低通濾波器的高頻截止值，亦采納以下系列值：0.08 mrn0.25 mm0.8mm，2.5 mm8.0mm必須指出，電氣截止濾波和滾圓濾波這兩種獲得波度曲線的方法，若用于周期性明顯的規(guī)則輪廓表面上，當(dāng)選用測(cè)頭觸端曲率半徑和電氣截止值合適時(shí)，能夠獲得比較相近的結(jié)果。假如在表面輪廓周期成分不明顯的情況下，兩種方式取得的結(jié)果難以一致。因此，一些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在給出波浪度測(cè)量結(jié)果的同時(shí)，需注明取得波度曲線的方式及相應(yīng)參量(觸端半徑或高頻截止值)。二、限制宏觀形狀誤差阻礙的方式 圖

26、6-1-2 滾圓波度曲線示例評(píng)定波度時(shí)，限制宏觀形狀誤差阻礙的方法和表面粗糙度評(píng)定中所用的限制波浪度阻礙的方法相似。 (一)幾何濾波當(dāng)獲得波度曲線輪廓圖后，規(guī)定在一個(gè)取樣長(zhǎng)度范圍內(nèi)計(jì)算波浪度的數(shù)值，達(dá)到除去宏觀形狀誤差對(duì)波浪度測(cè)量結(jié)果的阻礙。評(píng)定波浪度用的取樣長(zhǎng)度系列值采納：0.25 mm，0.8 mrn，2.5 mm，8.0mm，25mm，80mm(二)電氣截止濾波把通過(guò)低通濾波器取得的波度輪廓信號(hào)，再通過(guò)一高通濾波器去掉屬于形狀誤差的低頻重量，然后求出波浪度數(shù)值。這種高通濾波器的低頻截止值亦采納標(biāo)準(zhǔn)化的系列值：0.8 mm，2.5 mm，8.0 mm，25 mm三、表面波浪度的評(píng)定參數(shù)和數(shù)

27、值系列評(píng)定表面波浪度的參數(shù)目前包括兩類：一類是在截面波度曲線垂直方向上的參數(shù)，如最大波高、平均波高和波度輪廓的算術(shù)平均偏差；另一類是在截面波度曲線的水平方向上的參數(shù)，如最大波距、平均波距。在實(shí)際評(píng)定中要緊采納波幅(波高)參數(shù)。表6-1-2列出一些國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所采納的波浪度參數(shù)及代號(hào)。 表6-1-2 各國(guó)采納的波度參數(shù)及代號(hào) 我國(guó)磨削表面波浪度指導(dǎo)性技術(shù)文件(ZB/Z 16889)中規(guī)定采納平均波幅參數(shù)，其定義如下：對(duì)直線方向波度，是在取樣長(zhǎng)度內(nèi)波度曲線上五個(gè)最大波幅的平均值。如圖6-1-3所示。 圖6-1-3 計(jì)算直線方向平均波幅示例 對(duì)圓周方向波度，是在同一橫截面波度曲線上五個(gè)最大波幅的平均

28、值。波幅值是以最小區(qū)域圓中心為圓心的相鄰峰谷的半徑之差。示例于圖6-1-4。在規(guī)定表面波浪度數(shù)值時(shí)，還要求依照零件表面的特 點(diǎn)，明確給出測(cè)定時(shí)所采納的各個(gè)參量，以免測(cè)量條件不同而產(chǎn)生矛盾。磨削表面波浪度的指導(dǎo)文件還規(guī)定W。值系列采納優(yōu)先數(shù)列(公比為1.6)： 0.025，0.04，0.063，0.10 ，0. 16， 圖6-1-4 計(jì)算圓周方向 0.25 ,0.40,0.63，1.0，1.6,2.5,4.0。 平均波幅示例 表面波浪度的測(cè)量方法按被測(cè)表面類型，測(cè)量方法分為兩類，即對(duì)平面、圓柱表面素線方向的波浪度測(cè)量和對(duì)圓周方向波浪度的測(cè)量。關(guān)于直線表面波浪度，可利用現(xiàn)有的測(cè)量粗糙度的輪廓儀進(jìn)行測(cè)定。使用的條件是：有較長(zhǎng)距離的