什么是表面粗糙度？- 单位、图表、测量

什么是表面粗糙度？

表面粗糙度，通常简称为粗糙度，是表面纹理的一个组成部分。它是通过真实表面的法向量方向与其理想形式的偏差来量化的。

如果这些偏差很大，则表面粗糙；如果它们很小，则表面是光滑的。在表面计量中，粗糙度通常被认为是被测表面的高频、短波分量。

然而，在实践中，通常需要知道振幅和频率，以确保表面适合某个目的。

粗糙度在确定真实对象如何与其环境交互方面起着重要作用。在摩擦学中，粗糙表面通常比光滑表面磨损得更快并且摩擦系数更高。

粗糙度通常是机械部件性能的良好预测指标，因为表面的不规则性可能会形成裂纹或腐蚀的成核位置。

另一方面，粗糙度可能会促进粘附。一般而言，表面分形等跨尺度描述符提供了更有意义的表面机械相互作用预测，包括接触刚度和静摩擦，而不是特定尺度的描述符。

虽然高粗糙度值通常是不可取的，但在制造过程中控制起来既困难又昂贵。

例如，控制熔融沉积成型 (FDM) 制造零件的表面粗糙度既困难又昂贵。降低表面的粗糙度通常会增加其制造成本。这通常会导致组件的制造成本与其应用性能之间的权衡。

粗糙度可以通过与“表面粗糙度比较器”进行手动比较来测量，但更一般地，表面轮廓测量是使用轮廓仪进行的。这些可以是接触式的（通常是金刚石笔）或光学式的。

然而，通常需要控制粗糙度。例如，光泽表面可能对眼睛来说太亮，对手指来说太滑（触摸板就是一个很好的例子），因此需要控制粗糙度。这是一个幅度和频率都非常重要的情况。

表面粗糙度单位

算术平均粗糙度 (Ra) 是公认的标准，可以用英制（微英寸）或公制（微米）单位进行测量。使用平均或轮廓仪器测量表面光洁度。平均仪器无法测量波纹度，通常会在仪表上显示表面光洁度值。

如何测量表面粗糙度？

表面粗糙度是对表面轮廓相对平滑度的计算。在这种情况下，使用了一个数字参数——Ra。 Ra 表面光洁度图表显示表面高度的算术平均值。高度是在一个表面上测量的。

如前所述，表面有三个基本组成部分。它们包括粗糙度、波纹度和弯曲度。因此，不同的因素正在影响表面几何特征。

同样，有几种表面粗糙度测量系统。因此，系统包括：

• 直接测量方法
• 非接触式方法
• 比较方法
• 进程内方法

直接测量 方法使用触针测量表面粗糙度。因此，它涉及将触控笔垂直于表面绘制。然后，机械师使用已注册的轮廓来确定粗糙度参数。

非接触式方法 涉及使用光或声音代替。白光和共焦等光学仪器取代了触控笔。这些仪器使用不同的测量原理。然后可以使用光学传感器或显微镜切换物理探头。

首先，使用的仪器将向表面发送超声波脉冲。然后，声波会改变和反射回设备。然后您可以评估反射波以确定粗糙度参数。

另一方面，比较技术 采用表面粗糙度样品。这些样本是由设备或过程产生的。然后，制造商使用触觉和视觉来比较结果。将结果与已知粗糙度参数的表面进行比较。

过程中技术的示例 是电感。该方法有助于使用磁性材料评估表面粗糙度。在这里，电感拾取器使用电磁能。它使用能量来测量到表面的距离。然后，确定的参数值可以帮助找出比较粗糙度参数。

表面粗糙度图表

精加工和边缘条件有很大的变化。列出了一些较常见的制造技术及其相应的 Ra 表面光洁度值。

测量表面粗糙度的各种方法

测量表面粗糙度涉及不同的方法和设备。使用的各种方法分为三类。他们是：

• 分析技术。 首先，我们有分析技术。这涉及使用高分辨率探头测量表面。在这个过程中，你应该更多地考虑一个符合灵敏度的留声机针。典型的 CNC 探针可能没有那么有效。
• 区域技术。 这些技术测量表面的有限区域。因此，测量提供了表面峰和谷的统计平均值。这些技术的一些示例包括超声波散射、光学散射、电容探头等。使用区域技术更容易实现自动化和执行。
• 显微镜技术。 这些定性技术依赖于测量对比。结果提供了有关表面峰谷的相关信息。