表面粗糙度-测量方法.doc

众所周知，表面粗糙度表征了机械零件表面的微观几何形状误差。对粗糙度的评定，主要分为定性和定量两种评定方法，所谓定性评定就是将待测表面和已知的表面粗糙度比较样块相互比较，通过目测或者借助于显微镜来判别其等级；而定量评定则是通过某些测量方法和相应的仪器，测出被测表面的粗糙度的主要参数，这些参数是Ra，Rq，Rz，Ry ； 

他们代表的意义是：Ra 是轮廓的算术平均偏差，即在取样长度内被测轮廓偏距绝对值之和的算术平均值。 

Rq 是轮廓的均方根偏差：在取样长度内轮廓偏距的均方根值。 

Rz 是微观不平度的10点高度：在取样长度内5个最大的轮廓峰高与5个最大的轮廓谷深的平均值之和。 

Ry 是轮廓的最大高度：在取样长度内轮廓的峰顶线与轮廓谷底线中线的最大距离。 

目前常用的表面粗糙度测量方法主要有样板比较法，光切法，干涉法，触针法等。 

1. 比较法 它是在工厂里常用的方法， 用眼睛或放大镜，对被测表面与粗糙度样板比较，或用手摸靠感觉来判断表面粗糙度的情况；这种方法不够准确，凭经验因素较大，只能对粗糙度参数值较大情况，给个大概范围的判断。 

2. 光切法 它是利用光切原理来测量表面粗糙度的方法。在实验室中用光切显微镜或者双管显微镜就可实现测量，它的测量准确度较高，但它是与对Rz，Ry 以及较为规则的表面测量，不适用于对测量粗糙度较高的表面及不规则表面的测量。 

3. 干涉法 它是利用光学干涉原理测量表面粗糙度的一种方法。这种方法要找出干涉条纹，找出相邻干涉带距离和干涉带的弯曲高度，就可测出微观不平度的实际高度；这种方法调整仪器比较麻烦，不太方便，其准确度和光切显微镜差不多； 

4. 触针法 它是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻滑过测量表面粗糙度的测量方法。采用这种方法的仪器最广泛的就是电动轮廓仪，它的特点是：显示数值直观，可测量许多形状的被测表面，如轴类，孔类，锥体，球类，沟槽类工件，测量时间少，方便快捷。 

它可分为便携式和台式电动轮廓仪， 便携式仪器可在现场进行测量，携带方便；带记录仪的电动轮廓仪，可绘制出表面的轮廓曲线，带微机的轮廓仪可显示轮廓的形状情况，并有打印机打印出数据和表面的轮廓线，便于分析和比较。它的测量范围较大：Ra 值一般在0.02—50μm 。 

（一）表面粗糙度的测量方法有很多，主要的方法如下表所列。 
测量方法 
可测范围 
测量部位 

Ra值（μm） 

Rz值（μm） 
相当旧国标级 

直接目测比较法 
触觉比较法 
放大镜比较法 
显微镜比较法 
光切法（光切显微镜） 
光干涉法（干涉显微镜） 
针描法（轮廓仪） 
印模法 
全息干涉法 
激光光斑法 
光纤法 
63~2.5 
10~0.63 
2.5~0.32 
10~0.1 
16~0.16 
0.08~0.01 
5~0.02 
＞0.04 
0.16~0.01 
1.6~0.02 
＜0.25 
250~10 
40~3.2 
10~1.6 
40~0.5 
63~0.8 
0.4~0.03 
20~0.1 
＞0.2 
0.8~0.05 
6.3~0.05 
＜1.25 
▽1~▽5 
▽4~▽7 
▽5~▽8 
▽4~▽10 
▽3~▽9 
▽10~▽14 
▽5~▽12 
▽1~▽11 
▽9~▽13 
▽6~▽12 
▽9~ 

外表面 
内、外表面 
外表面 
外表面 
外表面 
外表面 
内、外表面 
内表面 
平面 
外表面 
内表面 

（二）测量注意事项 
1.测量方向 
评定表面粗糙度的二维参数值，是在垂直于被测表面的法向截面上给出的。如图纸或技术文件上已注明测量方向，则应按所指定的方向进行测量；如没有注明，应在能给出最大的粗糙度高参数值的方向上测量。 
如被测表面的加工痕迹方向不明显（如研磨表面）或没有一定的方向（如某些非切削加工表面），则应选择几个不同的方向测量，取测得的最大参数值作为测量结果。 
2.测量部位 
由于表面加工后的微观起伏不平具有随机性，不同部位测得的粗糙度参数值往往不相同，有时差别还很大。因此，对较重要的表面，应在不同部位多处测量，取平均值作为测量结果。必要时，可将不同部位测得的结果都记录下来，以便参考。 
3.表面粗糙度不名括表面缺陷，如气孔、砂眼、划痕、擦伤等，因此在测量时应予排除。对于表面缺陷，必要时应另外提出要求。 
详情参考：中国计量 http://www.gfjl.org/home/dp-bbsthread-8232.html 

日本三丰SJ-201P表面粗糙度测量仪
时代 TR100表面粗糙度测量仪
时代 TR220表面粗糙度仪
时代 TR200粗糙度仪
清晰的大型易进行读数字符显示 测量范围：350um(-200mm-+150mm)
测量范围：Ra:0.05-10μm Rz:0.1-50μm 测量参数：Ra、Rz
最高显示分辨率：0.001μm 滤波方式：RC、PC-RC、GAUSS、D-P
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2. 回答人: 匿名 时间: 08-01 13:55:15

传统的测量方法有比较法、针描法、光切法、干涉法和印模法等多种, 主要是使用样板、电动轮廓仪、光切显微镜、干涉显微镜等多种工具和计量仪器。除样板比较法外, 其它各种测量方法都需在计量室内由专业人员进行测量操作, 这很不利于工件加工过程中的现场实时检测和操作。因此现在还只能留用在原来的样板评定方式, 当有争议发生时, 再通过计量部门的专业计量来判定表面粗糙度的具体数值, 因此, 给实际工作带来诸多不便。 
表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定量评定两个阶段。表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉来确定。在20世纪20～30年代，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表面。 
为研究表面粗糙度对零件性能的影响和度量表面微观不平度的需要，从20年代末到30年代，德国、美国和英国等国的一些专家设计制作了轮廓记录仪、轮廓仪，同时也产生出了光切式显微镜和干涉显微镜等用光学方法来测量表面微观不平度的仪器，给从数值上定量评定表面粗糙度创造了条件。从30年代起，已对表面粗糙度定量评定参数进行了研究，如美国的Abbott就提出了用距表面轮廓峰顶的深度和支承长度率曲线来表征表面粗糙度。1936年出版了Schmaltz论述表面粗糙度的专著，对表面粗糙度的评定参数和数值的标准化提出了建议。但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。 
首先是美国在1940年发布了ASA B46.1国家标准，之后又经过几次修订，成为现行标准ANSI/ASME B46.1-1988《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》，该标准采用中线制，并将Ra作为主参数；接着前苏联在1945年发布了GOCT2789-1945《表面光洁度、表面微观几何形状、分级和表示法》国家标准，而后经过了3次修订成为GOCT2789-1973《表面粗糙度参数和特征》，该标准也采用中线制，并规定了包括轮廓均方根偏差(即现在的Rq)在内的6个评定参数及其相应的参数值。另外，其它工业发达国家的标准大多是在50年代制定的，如联邦德国在1952年2月发布了DIN4760和DIN4762有关表面粗糙度的评定参数和术语等方面的标准等。 
表面质量的特性是零件最重要的特性之一，在计量科学中表面质量的检测具有重要的地位。最早人们是用标准样件或样块，通过肉眼观察或用手触摸，对表面粗糙度做出定性的综合评定。1929年德国的施马尔茨(G.Schmalz)首先对表面微观不平度的深度进行了定量测量。1936年美国的艾卜特(E.J.Abbott)研制成功第一台车间用的测量表面粗糙度的轮廓仪。1940年英国Taylor-Hobson公司研制成功表面粗糙度测量仪“泰吕塞夫(TALYSURF)”。以后，各国又相继研制出多种测量表面粗糙度的仪器。目前，测量表面粗糙度常用的方法有：比较法、光切法、干涉法、针描法和印模法等，而测量迅速方便、测值精度较高、应用最为广泛的就是采用针描法原理的表面粗糙度测量仪。