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) g" Z; X- w7 B5 \+ d: p許多零部件需要具有特定的表面加工結果,以便達成所要求的功能。例如烤漆前的汽車車體或曲軸或凸輪軸上的頸軸承。 R2 C# {. H% B4 S% `+ P2 c# C
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2 G. f1 w( l: o( v- B什么是表面粗糙度?
* q2 L$ x4 @3 A9 E表面粗糙度(Surface Roughness)就是我們日常測量中所說的面粗糙度,可以理解為在加工產品過程中細小間距和微小峰谷的不平整度。 通常被定義為兩個波峰值或者兩個波谷指之間的微小距離(波距),在一般情況下波距都在1mm以內或者更小,也可定義為微觀輪廓的測量,俗稱微觀誤差值。
- f; `9 ~! G* Q- r綜上所說,大家可能已經有了一個關于粗糙度籠統的概念,那么下記內容是更詳細地進行了分析。 我們一般評價粗糙度會有基準線,基準線以上最高點我們叫波峰點,基準線以下最低點叫波谷點,那么波峰和波谷之間的高度我們用Z來表示,加工產品的微觀紋理的間距我們用S來表示。
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通常情況下S值的大小在國家檢定標準里給了相關的定義: S<1mm 定義為表面粗糙度 1≤S≤10mm 定義為表面波紋度 中國國家計量檢定標準中規定:通常情況下用VDA3400、Ra、Rmax這三個參數來評價檢定表面粗糙度,計量單位通常用μm表示。 . f$ o, g/ o& H5 ^0 j7 a3 x4 r
評價參數的關系
2 p, s0 x+ |/ l) X2 [1 K! D& t% L7 }Ra定義為曲線平均算術偏差(平均粗糙度),Rz的定義為不平度平均高度,Ry定義為最大高度。微觀輪廓的最大高度差Ry在其他標準中也使用Rmax來表示。 Ra、Rmax的具體關系還請參考下面的表格:
5 D6 H# r* c% Q表:Ra,Rmax參數對比(um)
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表面粗糙度是如何形成的? 0 R8 O) Q2 Z& L) t6 s0 C+ W
表面粗糙度的形成是由工件的加工過程引起的。而加工的方法、工件的材料,工藝過程都是影像表面粗糙度的因素。 例如:放電加工時被加工零件表面出現放電凹凸點。 加工工藝和零件材質有所不同,被加工零件表面留下的微觀痕跡也有各種差別,比如(疏密,深淺,形狀變化等)。
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表面粗糙度對工件的影響
+ d; g: r6 j @2 e3 J: _, o工件的耐磨性 配合穩定性 疲勞強度 耐腐蝕性 密封性 接觸剛度 測量精度 …… 鍍涂層、導熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動的阻力、導體表面電流的流通等都會有不同程度的影響。 8 B$ |- k; V8 z: {: b
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表面粗糙度的評價依據
! \/ I2 u# @% ~, m {- U0 j① 取樣長度 各參數的單位長度,取樣長度是評價表面粗糙度規定一段基準線的長度。在ISO1997標準下一般使用0.08mm,0.25mm,0.8mm,2.5mm,8mm為基準長度。 ' Q7 S: C( `+ d! o8 r, X+ T& m
$ O! u, E8 [1 {+ ?% }② 評價長度 由N個基準長度所構成。零部件表面各部分的表面粗糙度,在一個基準長度上無法真實地體現出粗糙度真實參數,而是需要取N個取樣長度來評定表面粗糙度。在ISO1997標準下評定長度一般為N等于5。 7 }8 h4 `7 e, w
③ 基準線 基準線是評定粗糙度參數的輪廓中線。一般有最小二乘法中線和輪廓算術平均中線。 【最小二乘法中線】是把測量過程中采集的點進行最小二乘法計算。 【輪廓算術平均中線】在取樣長度內,使中線上下兩部分輪廓的面積相等。 理論上最小二乘中線是理想的基準線,但在實際應用中很難獲得,因此一般用輪廓的算術平均中線代替,且測量時可用一根位置近似的直線進行代替使用。 ) F* l9 H N9 ^- s
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b8 Z, S$ b4 \2 t" b& u$ R表面粗糙度如何獲得? " e1 |- t& K& k* V2 P8 m3 e
表面粗糙度的評價在制造業中越發被重視。要研究表面粗糙度,需要使用專用的機器,即: 1 V' q& F1 G6 R1 d/ N6 O
表面粗糙度測量儀 . f- l! {- J5 R1 u. U
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Formtracer Avant系列
# s& l7 f7 T& ~) s: I; k3 l表面粗糙度測量機是以安裝高敏感性金剛石測針劃過表面,就像是留聲機的拾音器一樣。再將大規模波紋以及輪廓的小波長粗糙度從較長波長中分離出來,即測量儀做電子過濾。 *測針型粗糙度測量儀特性的定義可參考ISO 3274:1996。 4 V8 k6 D# L' A. z% S
- w) o S- o3 f. g1 r( @$ o測針式表面粗糙度測量儀的構成示意圖:
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! r7 Y! x: m7 w# n1 s大部分正確的、完整的表面粗糙度測量法,雖然都是使用專用的測量機,但在有的情況下,為了快捷且低成本操作也可以使用手持套裝工具測量,如下圖:
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粗糙度比較片是以鎳為基礎,以電鑄方式制成的樣本,用于金屬加工非常理想,屬于非常有效的輔助工具。 操作者使用時只要以指甲在一組中的每一片表面都橫刮而過,尋找與被比較工件最接近的即可。有人會將這些模型組作為查詢表,但是值得注意的是,這并非材質標準。 粗糙度測量機可以實現的功能不同,評價的方法不同,成本也各有高低。選型之前可以到專業的生產廠商進行咨詢,根據所需選擇最適合的機型。 z. N+ Y! N. b7 Q, H7 D5 a
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