取样长度、评定长度在粗糙度测量中的应用

1、采样长度和评价长度在粗糙度测量中的应用中国数控信息网，2009年2月21日来源：本网站阅读：322次粗糙度测量仪的测量原理：当测量工件表面粗糙度时，将传感器放置在工件的被测表面上，仪器内部的驱动机构驱动传感器以恒定的速度沿被测表面滑动，传感器通过内置的尖锐触针感知被测表面的粗糙度，此时，工件被测表面的粗糙度导致触针产生位移， 这改变了传感器的电感线圈的电感，从而在相敏整流器的输出端产生与测量表面粗糙度成比例的模拟信号。 信号经过放大和电平转换后进入数据采集系统。DSP芯片对采集的数据进行数字滤波和参数计算，测量结果在液晶显示器上读出。表面粗糙度值通常用光切显微镜、干涉显微镜和轮廓仪来测量。合理

2、选择取样长度和评价长度在粗糙度评价中起着重要作用。然而，在仪器的使用中，采样长度和评价长度的选择往往没有按照标准执行，影响了测量结果的准确性。因此，在仪器测量中，寻找一种正确的方法来实现采样长度和评价长度就显得尤为必要。1取样长度和评估长度的选择GB103183 表面粗糙度 参数及其数值给出了常见比率为10的采样长度值(表1)。标准规定采样长度值应从这一系列值中选择。一般来说，可以根据表面处理方法和粗糙度参数值进行选择。GB 1031-83附录B规定了建议的取样长度(表2)。该标准规定，评估粗糙度时，必须采用反映加工表面粗糙度特征的最小长度，包括一个或多个取样长度，这些取样长度的总和称为评估长

3、度。评价长度值根据表面处理方法选择，相应的取样长度根据GB 1031-83附录B选择。对于一般加工表面，评估长度为5个连续取样长度(表2)。对于具有良好加工均匀性的表面，可选择小于5个取样长度的评估长度。对于均匀性差的表面，可以选择大于5个采样长度的评估长度。如果评估长度值已在图纸或技术文件上标注，则应按图纸或技术文件的规定执行。所谓的“加工表面均匀性”是指加工表面各部分的粗糙度值一致的程度。如果根据加工表面上的取样长度连续测量几个截面获得的粗糙度值相同，则加工表面是均匀的。相反，粗糙度值是不同的，有时甚至非常不同，这表明加工表面是不均匀的。任何表面的粗糙度都是由一系列具有不同高度和间距的峰和

4、谷组成的，这些峰和谷反映了加工表面的微观几何特征。这一特征通常由表面处理过程中使用的处理方法在外观或感觉方面来表征。车、铣、刨表面往往具有均匀的间距和清晰的刀痕方向，其纹理具有明显的规律性。它们形成的是具有明显周期的典型周期轮廓(有时叠加不同层次的随机成分)，反映了进料量均匀一致，加工表面具有良好的均匀性。虽然地面具有一般的方向性，但间距通常是不规则的，纹理也没有明显的规律。磨削表面是磨料往复运动产生的表面，通常没有方向性。磨削和磨削分别使用砂轮和磨料进行切割和抛光，使表面光滑平整。然而，由于磨粒的不规则尺寸和形状以及砂轮的不均匀切削力，加工表面形成随机轮廓。虽然存在周期性成分，但随机成分是主

5、要成分，表面均匀性差。因此，加工表面的粗糙度是加工过程中各种因素(机床-刀具-工件系统、加工方法、切削量、冷却和润滑液)共同作用的结果。这些因素的作用过程相当复杂，并且不断变化。因此，对于用不同加工方法或在相同加工方法和切削条件下切削的同一批零件，不同表面上不同零件的粗糙度值并不完全相同。根据每种处理方法的独特表面特性，表3列出了通过各种典型方法选择的采样长度和评估长度经验值。2测量仪器中采样长度和评价长度的实现轮廓仪(仪表)利用滤波器抑制波纹度的影响，实现采样长度的选择。通常，滤波器特性在截止波长处急剧变化。在轮廓光谱被过滤后，间距小于截止波长的粗糙度保持不变，而间距大于截止波长的粗糙度被完

6、全抑制。截止波长是轮廓光谱中正弦波的波长，其数值等于采样长度。它通常也被称为截止长度，通常被称为截止值。因此，仪器的截止值等于测量期间的采样长度。截止值和采样长度之间的差异在于截止值是一种手段，通过该手段可以将获得的轮廓波形限制在采样长度内以评估效果。采样长度是用于判断表面粗糙度特性的参考线的长度，它可以将表面粗糙度参数值与波纹度和波距大于其值的粗糙度区分开。当记录器记录表面轮廓曲线时，没有必要考虑截止值。用平均刻度测量时，必须考虑截止值。截止值旋钮放置在电器盒上，通常有三个截止间距值(Taly-SURF-4剖面仪的J、K和L)，分别对应于0.25、0.8和2.5毫米采样长度值。截止值的选择应

7、首先了解被测零件的加工方法，表面粗糙度值应根据表4进行初步判断和确定。评估长度是评估轮廓表面粗糙度所需的长度，包括一个或几个采样长度。轮廓仪的评估长度(米)由仪器测量的冲程长度表征。轮廓仪的测量行程长度(米)是用于测量表面粗糙度的修整轮廓的长度，即由于测量过程中过滤器的作用，触针的移动轨迹与传感器同步。测量行程长度包括一个或多个采样长度。测量行程长度和评估长度之间的差异在于评估表面粗糙度参数值的“长度”不同。前者是通过在实际测量中使用轮廓仪(米)获得的修整轮廓的长度，而后者是在理论上定义的评估表面粗糙度所必需的长度。因此，可以说行程长度是轮廓仪(米)测量表面粗糙度参数在实际测量评价长度中的具体

8、体现。测量行程长度与评估长度相同，包括一个或几个采样长度。一般来说，笔划长度取5个截止值(相当于5个采样长度)，这与通常选择的评估长度的5倍的采样长度一致。行程长度旋钮放置在传动箱上，并标有J、K和L档。行程长度旋钮的位置根据截止值旋钮的位置确定，两者必须一一对应。各种轮廓仪(米)的冲程长度不同。Talysurf-4轮廓仪J、K和L的相应截止值分别为0.25、0.8和2.5毫米。Talysurf-4轮廓仪的行程长度分别为0.258 1.9毫米、0.58 3.8毫米和2.53 7.6毫米。测量时，将行程长度旋钮调整到与截止值旋钮相对应的位置。例如，测量行程长度的Talysurf-4型旋钮K，仪器

9、测量的粗糙度值是测量行程长度的平均值3.8毫米。必须指出的是，目前使用的针式轮廓仪可以直接测量和读取粗糙度(Ra)值。通常，它不能根据粗糙度Rz和Ry的定义直接测量结果，但是应注意水平放大率的变化。这种改变是通过改变传动箱上的速度选择旋钮来改变传感器的运动速度来实现的，因此正确选择速度旋钮的档位是很重要的。表5给出了速度选择旋钮的参考值。表5轮廓仪(仪表)速度选择旋钮的参考值选择速度旋钮的一般原则是使等高线图中波峰之间的距离不要太密集，而是将其拉开。当截止值为0.8毫米，水平放大率为20X时，等高线图的整体趋势应取0.820=16毫米。多参数轮廓仪可以直接显示粗糙度RZ值和RY值，但仪器显示的

10、粗糙度RY值与标准定义的粗糙度RY不同。一般来说，它是在冲程长度或微观不均匀高度(相邻峰和谷)的最大值内给出的结果。通常用光切显微镜和干涉显微镜来测量粗糙度RZ、里参数值。测量时，应根据需要确定取样长度和评估长度。对于粗糙度RZ，粗糙度RZ值是通过在仪器显示区测量采样长度中的5个最高点和5个最低点来计算的，并且在评估长度中测量几个连续采样长度中的粗糙度RZ值，并且取平均值作为测量结果。如果仪器视野的直径小于取样长度或评估长度，并且在测量圆弧表面时不可能根据定义的点进行计算(表6)，在这种情况下，必须在一次测量中移动工作台，以便将测量的零件依次移动到视野中。建议使用以下方法进行计算：将选定的采样长度L分成五个相等的分量l1，l2，L 5，并在每个采样长度分量上测量一个最大峰谷高度(附图)，以获得h1、h2。H5。计算结果如下：RZ=(h1 h2 h3 h4 h5 )/5表6光切显微镜的视场直径应该指出的是，采样长度分量必须是连续的。为了确保l 1=l 2=l 5，工作台应均匀移动