粗糙度參數(shù)RzRmax、Rt、R3z、RPc等的定義及測量

表面粗糙度參數(shù)Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的測量 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、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、定義及參數(shù)，但這些參數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足我國目前工業(yè)生產(chǎn)的需要，特別是在涉外產(chǎn)品中常常會提出一些非標(biāo)的表面粗糙度參數(shù)的技術(shù)要求，例如Rmax(DIN EN ISO 4287)、RPc(prEN 10049)、R3z(Daimler Benz Standard 31007)等。這些參數(shù)的正確測量直接影響產(chǎn)品符合性的判斷，因此生產(chǎn)部門對這些參數(shù)的準(zhǔn)確測量都有迫切的需求。同時(shí)，對這些參數(shù)的正確認(rèn)識及理解能有效地指導(dǎo)生產(chǎn)過程，在使產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)滿足要求的同時(shí)可有效降低生產(chǎn)成本。筆者在實(shí)際工作中經(jīng)常會為一些廠家測量這樣的參數(shù)，如發(fā)動機(jī)冷凝管內(nèi)表面的Rmax、Rt等參數(shù)、軸類零件的RPc參數(shù)?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)例對這些參數(shù)的定義和測量方法作一些說明，以供參考。一、參數(shù)的定義1.參數(shù)Rz(GB/T3505-2000)在一個(gè)取樣長度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符號曾用于指示“不平度的十點(diǎn)高度”。正在使用中的一些表面粗糙度測量儀器大多只能測量以前的參數(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愋偷膬x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的定義為在評定長度lc內(nèi)Rzi的最大值(在DIN EN ISO 4288中，Rmax的符號為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的定義為評定長度內(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)取樣長度上粗糙度深度R3zi的平均值。5.參數(shù)RPc(prEN 10049)參數(shù)RPc的定義為單位長度內(nèi)連續(xù)穿過規(guī)定的上輪廓截止線c1和下輪廓截止線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。通常會取它們位于中線(Mean Line)或平行于中線指定的另外的直線的兩側(cè)，如圖5所示。圖5參數(shù)RPc示意圖三、測量使用的儀器測量使用的儀器為英國某公司生產(chǎn)的粗糙度儀。該儀器采用的是觸針式測量方法，其粗糙度參數(shù)的測量誤差為2%，具有分析評定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，對同一測量數(shù)據(jù)可以進(jìn)行多次不同參數(shù)的分析評定，而不需要多次測量。四、參數(shù)Rmax、Rt、R3z的測量參數(shù)Rmax、Rt、R3z的測量同測量參數(shù)Ra一樣，都需要使儀器的探針在被測表面上掃描規(guī)定的長度，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)定的方式對原始輪廓進(jìn)行分析就得到對應(yīng)的參數(shù)。它們的評定與Ra的評定類似，濾波器、取樣長度lc等評定條件的選取都對評定結(jié)果有明顯的改變。筆者使用的濾波器是2CR-PC。而取樣長度lc的選取由于沒有明確的規(guī)定，工作中可選用與參數(shù)Ra同樣的取樣長度lc，這也是廣泛采用的方式。圖6為使用粗糙度儀對某鋼管內(nèi)表面進(jìn)行測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)的測量結(jié)果。圖6某鋼管內(nèi)表面粗糙度輪廓由表1的測量結(jié)果可以看出，RtRmaxRzR3z，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)測量結(jié)果五、參數(shù)RPc的測量Rmax、Rt、R3z等這些參數(shù)的評定過程不再涉及其他條件的設(shè)定，所以對它們的評定相對簡單。而參數(shù)RPc的評定稍顯復(fù)雜一些，其評定過程還需要設(shè)定3個(gè)條件，分別為參考類型、高度、帶寬。其中參考類型和高度是配合在一起的，筆者使用“平均值以上的高度”，且高度為“0”，也就是以中線為中心，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7個(gè)帶寬每英寸長度內(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為通過設(shè)定不同條件后對圖7分析后得到的參數(shù)RPc，圖7為包含29個(gè)評定長度的粗糙度輪廓。圖7某軸類零件的外表面粗糙度輪廓表3某軸類零件的外表面粗糙度RPc參數(shù)測量結(jié)果實(shí)例六、結(jié)束語表面粗糙度可用具有不同定義的多種參數(shù)進(jìn)行評定，前面涉及的僅僅為幾個(gè)比較常見的參數(shù)。