什么是表面光洁度？- 单位、符号和图表

什么是表面光洁度？

表面光洁度，也称为表面纹理或表面形貌，是表面的性质，由铺设、表面粗糙度和波纹度这三个特征定义。它包括表面与完美平坦理想（真实平面）的微小局部偏差。

表面纹理是控制滑动过程中摩擦和传递层形成的重要因素之一。为了研究表面纹理对滑动条件下摩擦磨损的影响，人们付出了相当大的努力。

表面纹理可以是各向同性的或各向异性的。有时，在滑动过程中会观察到粘滑摩擦现象，这取决于表面纹理。

每个制造过程都会产生表面纹理。该过程通常经过优化，以确保生成的纹理可用。如有必要，将添加额外的过程来修改初始纹理。

后一种工艺可能是磨削（磨料切割）、抛光、研磨、喷砂、珩磨、电火花加工（EDM）、铣削、光刻、工业蚀刻/化学铣削、激光纹理或其他工艺

表面光洁度是表面整体纹理的量度，其特征在于表面的层数、表面粗糙度和波纹度。旨在包括所有三个特征的表面光洁度通常称为表面纹理以避免混淆，因为机械师通常将表面粗糙度称为表面光洁度。另一个类似于表面纹理的术语是表面拓扑。

该图给出了如何思考 Waviness、Lay 和 Roughness 关系的思路：

Lay 是用于描述表面上的主要图案和该图案的方向的术语。铺设通常由制造过程产生，可以是平行的、垂直的、圆形的、交叉影线的、径向的、多向的或各向同性的（非定向的）。我们将在下面的符号部分讨论lay的符号和解释。

波纹度是用于最广泛间隔的表面光洁度变化的术语。表面中的这些周期性缺陷大于粗糙度采样长度，但足够小、短且规则，因此它们不被视为平面度缺陷。

表面波纹的常见原因包括加热和冷却引起的翘曲以及颤动或变形引起的加工缺陷。

在评估长度上测量波纹度，并生成该长度的波纹度轮廓。波纹轮廓不包括由于粗糙度、平整度或形状变化而导致的表面不规则性。

波纹间距 (Wsm) 是波浪的峰峰间距，而波高由平均波纹 (Wa) 或总波纹 (Wt) 参数定义。

波纹度要求不如粗糙度要求常见，但它们对于某些零件可能很重要，例如轴承座圈或密封面。

表面粗糙度，通常简称为粗糙度，是指表面几何形状的小不规则性。粗糙度是表面光洁度中最常指定、测量和计算的方面，许多人使用“表面光洁度”一词来仅描述粗糙度。

基本表面光洁度符号是一个复选标记，其点位于要指定的表面上。该符号的变体提供了下表中所述的附加说明。

Ra 也称为算术平均值 (AA) 或中心线平均值 (CLA)。它是粗糙度轮廓与其平均线之间区域的平均粗糙度。在图形上，Ra 是粗糙度轮廓与其中心线之间的面积除以评估长度。评价长度通常为五个样本长度，每个样本长度等于一个截止长度。

Ra 是迄今为止最常用的表面光洁度参数。它如此普遍的一个原因是它很容易获取信号的绝对值并使用模拟电子设备对信号进行积分，因此 Ra 可以通过不包含数字电路的仪器来测量。

Ra 虽然很常见，但不足以完全表征表面的粗糙度。根据应用的不同，具有相同 Ra 的表面的性能可能完全不同。这里有 4 个表面具有相同的 Ra 和完全不同的形状。

为了区分这些差异，需要更多的参数。

Rmax 对划痕和毛刺等异常现象特别敏感，而这些异常现象在 Ra 等依赖平均值的测量中可能并不明显。

在欧洲，尤其是德国，Rz 通常优于 Ra。 Rz 不是像 Ra 那样从中心线测量，而是测量五个采样长度内 5 个最大峰谷差的平均值。虽然 Ra 对一些极端情况相对不敏感，但 Rz 非常敏感，因为它是设计用来测量的极端情况。

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