粗糙度详解

DT00300-R001-C0表面粗糙度形状测量仪SURFCOM系列参数说明书株式会社　东京精密前言-i-前言在测量表面粗糙度以及表面波纹度中，经常会使用一些陌生的专业术语及符号。本说明书中就有关这些定义以及运用方法，特别是用本仪器能够测量的表面粗糙度、波纹度的参数的符号、名称以及计算方法等为重点进行解释说明。有关测量仪的使用方法请参看其他使用说明书。适用范围本说明书适用于下列仪器型号。SURFCOM１３０ＡSURFCOM４８０ＡSURFCOM１４００系列SURFCOM１５００系列SURFCOM１８００系列SURFCOM１９００系列SURFCOM２８００系列SURFCOM２９００系列SURFCOM３０００系列在其他型号的仪器中，参数的显示符号以及计算方法等可能会有些差异，敬请注意。敬请协助参数的符号、名称及其含义，由于所采用的标准（国家标准，或公司内部标准等）的不同会有差异，也会因测量仪器的不同而产生差异。在图纸等上面表示粗糙度或波纹度的参数时，应仔细调查其适用标准后，然后根据本仪器选定与需要测量对象面的测量方式相适宜的参数和评价长度、截断值后再进行测量。目录-ii-目录页次前言ｉ适用范围ｉ敬请协助ｉ目录ii第1章表面粗糙度和波纹度的标准１－１什么是表面粗糙度？１－１什么是粗糙度、波纹度参数？１－１表面的功能和参数１－２第2章抽取曲线２－１截面曲线(P)２－１平均线２－１粗糙度曲线(R)２－１平均线２－１中心线２－１滤波波纹度曲线(Ｗ、Ｗc)２－２滤波中心线波纹度曲线(Ｗcc、Ｗ-profile)２－２滚动圆波纹度曲线(ＷE)２－３滚动圆中心线波纹度曲线(ＷEC)２－３ＩＳＯ１３５６５（ＤＩＮ４７７６）特殊粗糙度曲线（Ｒg２）２－４倾斜修正／基准线２－５无校正２－５最小二次方的直线２－５最小二次方的多项式曲线２－５样条曲线２－５前半部分修正２－６后半部分修正２－６两端修正２－６第3章截断３－１什么是截断？３－１２ＲＣ滤波器３－１相位补偿滤波器３－２２ＲＣ特性相位补偿滤波器３－３目录-iii-高斯分布特性相位补偿滤波器３－３短波长截断值(λs)和截断之比３－５短波长截断(λs滤波器)的必要性３－５第4章粗糙度的专业术语和定义４－１基准长度L４－１评价长度Ln４－１测量长度Lm４－１前部备用长度Lpe４－１后部备用长度Lpo４－１横截长度（测量长度）Lt４－１记录图形的横向倍率（Ｖh）４－１记录图形的纵向倍率（Ｖv）４－１纵向倍率的方向（ｚ）４－１波峰４－２波谷４－２波顶４－２波谷底４－２波顶线４－２波谷线４－２切断水准４－２局部波峰４－２局部波谷４－２局部波顶４－２局部波谷底４－２第5章关于振幅的参数５－１算术平均值／中心线平均值Ｒa,Ｒamax,ＷCA,Ｗa,ＷEA,Ｐa５－１平方平均值Ｒq,Ｒqmax,ＲＭＳ,Ｗq,Ｐq５－２最大高度Ｒy,Ｒymax,Ｒmax,Ｒt,Ｒz,Ｐt,Ｗ,Ｗt,ＷCM,ＷEM,Ｗz５－３十点平均值Ｒz,ＲzISO,ＲzJ５－４三位点粗糙度Ｒ3z５－５平均凹凸高度Ｒc,Ｒcmax,Ｐc,Ｗc５－５最大波峰高度Ｒp,Ｒpmax,Ｒpm,Ｒp5,Ｐp,Ｗp５－６最大波谷深度Ｒv,Ｒvmax,Ｒvm,Ｒm5,Ｐv,Ｗv５－７阶梯差量AVH,Hmax,Hmin,AREA５－８ＦＰＤ波形Ｗfpd５－９目录-iv-第6章关于波长和倾斜的参数６－１凹凸的平均间距Ｓm,Ｓmmax,ＲＳm,ＰＳm,ＷＳm６－１顶峰计数Pc,PPI,HSC６－２局部波顶的平均间距Ｓ，Ｓmax６－３算术平均倾斜Δa６－４二次方平均倾斜Δq,ＰΔq,ＲΔq,ＷΔq６－４算术平均波长λa６－５二次方平均波长λq６－５倾斜角(ＴＩＬＴＡ)６－６展开长度比(Ｌr,ＳL)６－７功率图表６－８第7章关于负荷曲线的参数７－１负荷长度率ｔｐ,ｍr,Ｒmr,Ｐmr,Ｗmr７－１负荷曲线ＢＡＣ,ＭＲＣ,ＢＣ７－３切断水准的方式７－３（1）%方式７－３（2）μｍ方式７－３长度基准的方式７－４（1）评价长度方７－４（2）μｍ表示基准长度方式７－４（3）%表示基准长度方式７－４负荷长度率2(tp2)/(Ｒmr2,Ｐmr2,Ｗmr2)７－５负荷长度率之差(tp(Cn-C０),Ｒδmr)７－６切断水准差(Ｒδc,Ｐδc,Ｗδc)／高原率(Ｈp)７－７ＩＳＯ１３５６５（ＤＩＮ４７７６）特殊负荷曲线参数７－８（1）负荷长度率1　Ｍr1７－８（2）负荷长度率2　Ｍr2７－８（3）初期磨损高度　Ｒpk７－８（4）油储存深度　Ｒvk７－８（5）有效负荷粗糙度　Ｒk７－８（6）油存量　Ｖ0７－９（7）油储存深度率Ｋ７－９第8章关于振幅分布曲线的参数８－１振幅分布曲线(ＡＤＣ、ＡＤＦ)８－１畸变（偏移）(Ｒsk,Ｓk)８－２尖峰形(Ｒku,Ｋurt)８－３目录-v-第9章关于Motif的参数９－１什么是Motif方式？９－１关于Motif上限长度９－１什么是Motif？９－２Motif的计算方法９－２第10章截断值、基准长度的选定和评价方法１０－１依照ＪＩＳ８２１０－１（１）Ｒａ（Ｒａ７５）时的截断值和测量长度１０－１（２）Ｒmax、Ｒz时的基准长度１０－１（３）测量值的评价方法１０－１依照ＪＩＳ９４１０－２（１）Ｒａ、Ｒｙ、Ｒｚ时的截断值、基准长度、评价长度１０－２（２）Ｓm、Ｓ时的截断值、基准长度、评价长度１０－２（３）测量值的评价方法１０－２依照ＩＳＯ８４／ＢＳ／ＡＮＳＩ１０－３（１）无周期性的随机波形曲线时的截断值、基准长度、评价长度１０－３（２）周期性曲线时的截断值、基准长度、评价长度１０－３（３）测量值的评价方法１０－３依照旧ＤＩＮ１０－４（１）无周期性的随机波形曲线时的截断值、基准长度、评价长度１０－４（２）周期性曲线时的截断值、基准长度、评价长度１０－４（３）测量值的评价方法１０－４依照ＩＳＯ９７／ＡＳＭＥ／ＤＩＮ１０－５（１）无周期性的随机波形曲线时的截断值、基准长度、评价长度１０－５（２）周期性曲线时的截断值、基准长度、评价长度１０－５（３）测量值的评价方法１０－５基准长度、评价长度的特例：不能按标准值测量时１０－６（１）不能得到评价长度的标准值时１０－６（２）评价长度不能达到截断值的整数倍时１０－６（３）工件表面的长度小于截断值λc和预备长度Ｌp的合计长度时１０－６第11章参数的平均值处理１１－１（１）平均值方式１１－１（２）Ｍａｘ规则１１－１（３）１６％规则１１－１（４）最小值１１－２目录-vi-第12章参数一览表１２－１本机中的粗糙度和波纹度的参数１２－１（１）关于振幅的参数１２－１（２）关于波长和倾斜的参数１２－５（３）关于负荷曲线的参数１２－７（４）关于振幅分布的参数１２－８补充Ａ．关于ＪＩＳ２００１年标准Ａ－１Ｂ．关于样条校正Ｂ－１第1章表面粗糙度和波纹度的标准-1第1章表面粗糙度和波纹度的标准什么是表面粗糙度？在现行的JIS标准中尚未有相应的记述，但是，在过去的JISBO601-1955“表面粗糙度”章节中将表面粗糙度定义为下列内容：“粗糙度是一种在很小间距内发生的表面凹凸现象，它是我们接触的“光滑”或“粗糙”感觉的基础。在机械加工后的表面，因刀具的角度、砂轮的颗粒等作用而产生的凹凸状”。通常，表面是由三维的、复杂的形态所组成，由于其中包含的信息量多，因此用一个或两个参数无法来评价所有的表面状态。例如，在图１．１中，将A、B两根曲线的最大高度Ｒy分别表示为Ｈ1Ｈ2时，即使Ｈ1＝Ｈ2，双方的表面特性也不会相同。与B面相比，可能会觉得A面具有良好的润滑性、手感良好、不易磨损。ABH1H2图１．１从上述情况及实用的观点来看，为了评价表面粗糙度或波纹度状况，必须决定与目的相符合的参数。什么是粗糙度、波纹度参数？在机械图纸上，除了尺寸或角度的指定外，必须用数值表示物体表面的凹凸程度。因为若不以数值表示，就无法进行定量管理，商品交易中就无法以质量为尺度来衡量。因此，关于粗糙度、波纹度状态主要将其高度方向的大小表示为尺度的评价方法，并且将该方法规定为粗糙度的标准。另外，也有将波谷的波长或波形的特征作为尺度表示。这就是粗糙度、波纹度的参数。在粗糙度、波纹度的参数中，除了通常使用的高度方向的振幅外，还有有关粗糙度的波长以及倾斜角、表示润滑性的负荷曲线、振幅分布等内容。第1章表面粗糙度和波纹度的标准-2表面的功能和参数由于表面的状态不同，机械性能有时会发生很大的变化，为此，表面粗糙度不管是过大还是过小，都会因工件的原因而产生功能上、缺陷的状况。还有，由于目的性功能的不同，则评价该功能所需的合适的参数会不一样。工件的表面所要求的功能和相关的粗糙度参数用下列表格表示。但是，这毕竟是物理推断的关系，并非取决于所确定的根据。功能内容说明合适的工件评价参数的用例气密度因接触面之间的粗糙度引起的间隙泄漏阀、旋塞、汽缸摩擦力粗糙面上的波峰的牵钩力离合器、定位销磨损滑动时因负荷集中在波峰上，使其削平轴、轴承、汽缸孔、活塞环、导轨负荷曲线烧结润滑性将润滑油储存在波谷内汽缸体内径的珩磨面负荷曲线密闭性粘合块规平面度粘接性对粘胶剂最佳形状的油漆，镀层不易脱落印刷电路板、粘合面、涂层底漆、电镀底层易剥离性模具与成型品的易分离性模具外观、光泽光反射时的散乱、耀眼、高级感觉镀层面、虹面精加工、皱纹面精加工、镜面功率曲线图表反射清晰（油漆表面亮度）汽车用冷轧钢板光学性能光束折射的不一致性、散乱镜子、镜头、棱镜耐腐性、绝缘性毛细管现象导致的易润湿性耐大气腐蚀零部件、电气零部件抗疲劳性、强度切口形状导致应力集中，导致疲劳损伤曲轴电磁特性瑕疵、粗糙度妨碍表皮效果波导管、磁芯接触面的热电阻、电阻因粗糙使实际接触面积发生变化，妨碍电阻及热传递继电器、开关、连接器、散热器接合面的刚性接合面只有一部分接触，负荷集中在波顶，挠度增加螺栓紧固部位平行度尺寸测量、精度因粗糙度的波峰导致测量误差因测量力使粗糙度变形测微计和气动测微计、游标卡尺平行度手感手感滚花、梨皮面功率曲线图表印刷等级纸的纹理和墨水的吸附印刷纸功率曲线图表噪音、振动高速转动面产生振动齿轮、滚动轴承、导轨功率曲线图表第2章抽取曲线2-1第2章抽取曲线截面曲线ProfileCurve，PrimaryProfile（Ｐ）系指在测量对象面上以直角平面切断对象面后，出现的切口轮廓。（JISB0601-19941982)本仪器记录修正倾斜后的截面曲线。在下图中，将Z轴方向称为纵向、将X轴方向为横向。平均线Meanline这是一条在截面曲线中画出的曲线，它保持和对象表面的几何形状一致，并且使截面曲线中的偏差的平方和为最小值（ISO4287/1-1984)。通常，因为在平面中进行测量，因此是直线，但是，在被规定的圆弧形以及轮廓的面上，有时作为圆或指定曲线。本仪器在修正倾斜前的截面曲线中以“直线修正”后的X轴来表示。（参照倾斜修正/基准线）粗糙度曲线RoughnessProfile（Ｒ）这条曲线通过滤波器获得，该滤波器具有消除比截面曲线所给定的截断值λc(mm)的波长长的表面波纹度成分的特性。(JISB0601-1994,1982)（关于滤波器，参照3章）平均线Meanline：在通过JISB0601-1994的相位补偿滤波器而获得的粗糙度曲线中，表示同样的相位补偿滤波器而获得的“滤波波纹度曲线”。从截面曲线减去滤波波纹度曲线后就是粗糙度曲线，此时，平均线则为粗糙度曲线Ｚ＝０的直线。中心线Centerline：它表示：在通过JISB0601-1982的2RC滤波器获得的粗糙度曲线的平均线上划出一条平行线时，该直线和粗糙度曲线所包围的面积在该直线的两侧成为相等的直线。注1）是平均线还是中心线，这是根据规定的滤波器的种类不同而发生的名称的变化，其内容相同。平均（相位）线补偿中心（线粗糙度曲线ZX截面曲线截面曲的平均线线（最小二次方的平均直）线通相位波器而得过补偿滤获平均（波波度曲）线滤纹线ZX第2章抽取曲线2-2滤波波纹度曲线WavinessProfile（Ｗ，ＷＣ）它表示从截面曲线中消除短波的表面粗糙度成分后得到的曲线。衰减率采用-12dB/oct注