非接觸式粗糙度輪廓儀淺析外表粗糙度的參數(shù)丈量及儀器選擇

由于金屬加工件更多選用數(shù)字外表粗糙度標(biāo)準(zhǔn)，選用目視（如用眼睛調(diào)查檢測(cè)零件是否鏡面和不帶毛刺）或觸覺（如用指甲劃過零件外表查看是否不光滑和粗糙）的方法來檢測(cè)零件外表粗糙度的需求現(xiàn)已消失。三豐（Mitutoyo）美國(guó)公司的形狀檢測(cè)產(chǎn)品銷售工程師Len Carravallah指出：“當(dāng)看見零件檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求的截?cái)嘀怠⑻结橆^尺度和濾波器時(shí)，任何人就知道怎么進(jìn)行查看而不需求新制定檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)�！� 三豐公司提供的觸摸式檢測(cè)儀器，包括可丈量平面的基本型產(chǎn)品和自動(dòng)化的5軸數(shù)控丈量?jī)x。

Michigan Metrology公司的Donald Cohen正在操作布魯克公司（Bruker）出產(chǎn)的NPFlex 3D光學(xué)輪廓儀   

關(guān)于精細(xì)微微零件，探針劃過其外表會(huì)發(fā)生負(fù)面影響，需求選用其它丈量方法。布魯克公司可提供觸摸式和非觸摸式外表粗糙度和紋路丈量?jī)x器。非觸摸式丈量?jī)x不會(huì)損害零件外表，還可丈量更多的信息。布魯克公司的納米外表部分總監(jiān)Matt Novak指出：“非觸摸丈量方法可得到紋路方向的細(xì)節(jié)信息，而單一探針觸摸丈量方法卻無法確認(rèn)紋路方向�！�

粗糙度和波紋度

Michigan Metrology LLC公司是運(yùn)用布魯克丈量?jī)x器的公司之一。該公司選用3D外表微紋路丈量和分析，為工程師和科學(xué)家處理諸如噪音、泄露、摩擦、磨損、外觀和粘接等問題。

Cohen選用布魯克公司的NPFlex白光筆直掃描干涉儀，可得到高分辨率的外表3D圖畫。一般在1mm × 1mm (0.039″×0.039")的視場(chǎng)內(nèi)丈量外表，筆直掃描形式的分辨率可高達(dá)3-6nm，移相形式的分辨率小于0.3nm。

一個(gè)重要的問題是確認(rèn)正確的空間波距。Cohen指出，“選用探針輪廓儀的人們大多選用特定的截?cái)嘀担��?/span>0.8mm。” 這意味著零件外表的空間波距如正弦波距被設(shè)定為≤0.8mm(0.315″)時(shí)用于檢測(cè)粗糙度，大于0.8mm時(shí)用于檢測(cè)波紋度。

Cohen指出：“問題在于實(shí)際情況并非總是如此，這取決于特定的使用場(chǎng)合如零件形狀等，將0.8mm作為粗糙度和波紋度的截?cái)嘀挡⒉灰馔狻！?/span>

施泰力公司（Starrett）的SR系列粗糙度測(cè)試儀用于檢測(cè)被加工外表的粗糙度

Cohen舉例說明，選用0.8mm的截?cái)嘀嫡闪魁X輪的齒外表粗糙度就很具挑戰(zhàn)性，由于齒輪齒一般很窄。但在丈量譜另一端，可在毫米級(jí)丈量被加工零件的波紋度。

Cohen指出：“咱們正試圖撤銷粗糙度和波紋度這樣的用語，而只指定空間波距。一般由短波距或長(zhǎng)波距就可定義帶寬�！�

Cohen還引用了山脈粗糙度丈量這樣的例子。基于最高峰和最低谷的高度值差來丈量山脈的粗糙度，其丈量成果值會(huì)很大。如果山上有草叢，把草叢去除以后再來丈量，丈量成果值將堅(jiān)持不變。這是由于草叢的高度幾乎不影響整個(gè)山脈的粗糙度值。

Cohen指出：“電解拋光類似于山脈丈量的情形。零件外表的山脈使零件看起來并不光亮。零件被拋光就像山脈的草叢被去除，但大山仍在那里�！�

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