粗糙參數(shù)RzRmaxRtRzRPc等的定義及測(cè)量

1、表面粗糙度參數(shù)Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的測(cè)量     在GB/T3505-2000產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范  表面結(jié)構(gòu)  輪廓法  表面結(jié)構(gòu)術(shù)語(yǔ)、定義及參數(shù)中定義了表面粗糙度幅度參數(shù)(縱坐標(biāo)平均值)Ra、Rq、Rsk、Rku和間距參數(shù)、混合參數(shù)等，雖然該標(biāo)準(zhǔn)等效采用了ISO4287:1997幾何產(chǎn)品規(guī)范(GPS)表面特征:輪廓法  表面結(jié)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)、定義及參數(shù)，但這些參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足我國(guó)目前工業(yè)生產(chǎn)的需要，特別是在涉外產(chǎn)品中常常會(huì)提出一些非標(biāo)的表面粗糙度參數(shù)的技術(shù)要求，例

2、如Rmax(DIN EN ISO 4287)、RPc(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。這些參數(shù)的正確測(cè)量直接影響產(chǎn)品符合性的判斷，因此生產(chǎn)部門(mén)對(duì)這些參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量都有迫切的需求。同時(shí)，對(duì)這些參數(shù)的正確認(rèn)識(shí)及理解能有效地指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程，在使產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足要求的同時(shí)可有效降低生產(chǎn)成本。    筆者在實(shí)際工作中經(jīng)常會(huì)為一些廠(chǎng)家測(cè)量這樣的參數(shù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)冷凝管內(nèi)表面的Rmax、Rt等參數(shù)、軸類(lèi)零件的RPc參數(shù)?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)例對(duì)這些參數(shù)的定義和測(cè)量方法作一些說(shuō)明，以供參考。   &

3、#160;一、參數(shù)的定義    1.參數(shù)Rz(GB/T3505-2000)    在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)，最大輪廓峰高和最大輪廓谷深之和的高度如圖1所示。        圖1  參數(shù)Rz示意圖    這里Rz的定義和GB/T3505-1983表面粗糙度術(shù)語(yǔ)  表面及其參數(shù)中的定義已經(jīng)完全不同。GB/T3505-1983中Rz符號(hào)曾用于指示“不平度的十點(diǎn)高度”。

4、正在使用中的一些表面粗糙度測(cè)量?jī)x器大多只能測(cè)量以前的參數(shù)Rz。因此，采用現(xiàn)行的技術(shù)文件和圖樣時(shí)必須小心慎重，因?yàn)橛貌煌?lèi)型的儀器按不同的規(guī)定計(jì)算所取得的結(jié)果之間的差別，并不都是非常微小而可忽略的。    2.參數(shù)Rmax(DIN EN ISO 4287)    參數(shù)Rmax與參數(shù)Rzi之間有些關(guān)系，因此首先介紹Rzi的定義。    Rzi的定義為，在一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)最高峰和最低谷之間的垂直距離。    Rmax的定義為在評(píng)定長(zhǎng)度lc內(nèi)

5、Rzi的最大值(在DIN EN ISO 4288中，Rmax的符號(hào)為Rz1max)，其示意圖如圖2所示。        圖2  參數(shù)Rmax示意圖    3.參數(shù)Rt(GB/T3505-2000)    參數(shù)Rt的定義為評(píng)定長(zhǎng)度內(nèi)最大的峰谷垂直距離，如圖3所示。        圖3  參數(shù)Rt示意圖 

6、0;  4.參數(shù)R3z(Daimler Benz Standard 31007)    R3zi的定義為，粗糙度輪廓上一個(gè)取樣長(zhǎng)度lr內(nèi)第3高的輪廓峰和第3高的輪廓谷之間的垂直距離，如圖4所示。        圖4  參數(shù)R3z示意圖    R3z是5個(gè)連續(xù)取樣長(zhǎng)度上粗糙度深度R3zi的平均值。    5.參數(shù)RPc(prEN 10049) 

7、60;  參數(shù)RPc的定義為單位長(zhǎng)度內(nèi)連續(xù)穿過(guò)規(guī)定的上輪廓截止線(xiàn)c1和下輪廓截止線(xiàn)c2的粗糙度輪廓元素的數(shù)量。在使用中取c1等于c2，它們間的距離也叫做帶寬(Bandwidth)或Peak Count Level。通常會(huì)取它們位于中線(xiàn)(Mean Line)或平行于中線(xiàn)指定的另外的直線(xiàn)的兩側(cè)，如圖5所示。        圖5  參數(shù)RPc示意圖    三、測(cè)量使用的儀器    測(cè)量使用的儀器為英國(guó)某

8、公司生產(chǎn)的粗糙度儀。該儀器采用的是觸針式測(cè)量方法，其粗糙度參數(shù)的測(cè)量誤差為2%，具有分析評(píng)定25個(gè)參數(shù)R、22個(gè)參數(shù)P、23個(gè)參數(shù)W、12個(gè)參數(shù)R&W和7個(gè)參數(shù)Rk的能力。此外，對(duì)同一測(cè)量數(shù)據(jù)可以進(jìn)行多次不同參數(shù)的分析評(píng)定，而不需要多次測(cè)量。    四、參數(shù)Rmax、Rt、R3z的測(cè)量    參數(shù)Rmax、Rt、R3z的測(cè)量同測(cè)量參數(shù)Ra一樣，都需要使儀器的探針在被測(cè)表面上掃描規(guī)定的長(zhǎng)度，從而得到表面輪廓。表面輪廓經(jīng)濾波器濾波后得到原始輪廓，用規(guī)定的方式對(duì)原始輪廓進(jìn)行分析就得到對(duì)應(yīng)的參數(shù)。 

9、60;  它們的評(píng)定與Ra的評(píng)定類(lèi)似，濾波器、取樣長(zhǎng)度lc等評(píng)定條件的選取都對(duì)評(píng)定結(jié)果有明顯的改變。筆者使用的濾波器是2CR-PC。而取樣長(zhǎng)度lc的選取由于沒(méi)有明確的規(guī)定，工作中可選用與參數(shù)Ra同樣的取樣長(zhǎng)度lc，這也是廣泛采用的方式。    圖6為使用粗糙度儀對(duì)某鋼管內(nèi)表面進(jìn)行測(cè)量后得到的粗糙度輪廓，表1為該粗糙度輪廓各粗糙度參數(shù)的測(cè)量結(jié)果。        圖6  某鋼管內(nèi)表面粗糙度輪廓    

10、由表1的測(cè)量結(jié)果可以看出，Rt>Rmax>Rz>R3z，這與前面介紹的這些參數(shù)定義的含義是一致的。        表1  某鋼管內(nèi)表面粗糙度參數(shù)測(cè)量結(jié)果    五、參數(shù)RPc的測(cè)量    Rmax、Rt、R3z等這些參數(shù)的評(píng)定過(guò)程不再涉及其他條件的設(shè)定，所以對(duì)它們的評(píng)定相對(duì)簡(jiǎn)單。而參數(shù)RPc的評(píng)定稍顯復(fù)雜一些，其評(píng)定過(guò)程還需要設(shè)定3個(gè)條件，分別為參考類(lèi)型、高度、帶寬。其中參考類(lèi)型和高度是配合在一起的

11、，筆者使用“平均值以上的高度”，且高度為“0”，也就是以中線(xiàn)為中心，上下各半個(gè)帶寬。而帶寬的大小就依靠產(chǎn)品的技術(shù)要求了，表2即為一個(gè)技術(shù)要求的實(shí)例。該要求分別對(duì)7個(gè)帶寬每英寸長(zhǎng)度內(nèi)的峰值數(shù)量都提出了要求。        表2  參數(shù)RPc技術(shù)要求實(shí)例    分別在帶寬中設(shè)定所要求的數(shù)值，然后計(jì)算機(jī)將依照設(shè)定的條件對(duì)粗糙度輪廓進(jìn)行分析計(jì)算，從而得到所需的參數(shù)RPc數(shù)值。表3為通過(guò)設(shè)定不同條件后對(duì)圖7分析后得到的參數(shù)RPc，圖7為包含29個(gè)評(píng)定長(zhǎng)度的粗糙度輪廓。        圖7  某軸類(lèi)零件的外表面粗糙度輪廓        表3  某軸類(lèi)零件的外表面粗糙度RPc參數(shù)測(cè)量結(jié)果實(shí)例    六