表面粗糙度与检测
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表面粗糙度的检测方法
表面粗糙度的检测是通过测量表面的微观形状和轮廓来评估表面质量的过程。
有多种方法可以用于表面粗糙度的检测,其中一些常见的方法包括:
表面轮廓仪(Surface Profilometer):表面轮廓仪是一种用于测量物体表面轮廓的设备。
它通过沿表面滑动或扫描,利用探测器检测高度变化,并生成相应的高度剖面图。
通过分析这些剖面图,可以得出表面的粗糙度参数。
激光干涉仪(Laser Interferometer):激光干涉仪利用激光光束的干涉效应来测量表面的高度变化。
这种方法对于高精度的表面粗糙度测量很有效,可以提供亚微米级别的分辨率。
原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM):AFM是一种在原子尺度上测量表面形状和粗糙度的工具。
它使用微小的探针扫描样品表面,通过探测器的运动来生成高分辨率的表面图像。
表面粗糙度仪(Surface Roughness Tester):这是一种专门用于测量表面粗糙度的便携式仪器。
通常采用钻头或球形探头,测量表面在垂直方向的高低变化,并输出相应的粗糙度参数,如Ra、Rz等。
光学显微镜:在一些情况下,使用光学显微镜可以对表面进行观察和评估。
虽然其分辨率较低,但对于一些较大尺度的粗糙度评估仍然有效。
在选择适当的检测方法时,需要考虑表面的特性、粗糙度范围和检测精度的要求。
根据具体的应用场景,可以选择最合适的工具和技术。
第5章表面粗糙度及检测5.1 表面粗糙度的基本概念5.1.1 表面粗糙度的定义微小峰谷高低程度和间距状况所组成的微观几何形状特性称为表面粗糙度(surface roughness)。
它是一种微观几何形状误差,也称为微观不平度。
实际上,加工得到的零件表面并不是完全理想的表面,完工零件的截面轮廓形状由表面粗糙度、表面波纹度和表面形状误差叠加而成,如图5–1所示。
上述三者通常按相邻两波峰或两波谷之间的距离,即按波距的大小来划分:波距小于l mm并大体呈周期变化的属于表面粗糙度(微观几何形状误差),波距在l mm~10 mm并呈周期变化的的属于表面波纹度(中间几何形状误差),波距大于10 mm而无明显并周期变化的属于表面形状误差(宏观几何形状误差)。
5.1.2 表面粗糙度对机械零件使用性能的影响1. 影响耐磨性2. 影响配合性质的稳定性3. 影响疲劳强度4. 影响耐腐蚀性此外,表面粗糙度还会影响结合的密封性、接触刚度、对流体流动的阻力、测量精度以及机器、仪器的外观质量等。
5.2 表面粗糙度的评定5.2.1 术语和定义1. 实际表面(real surface)实际表面是零件上实际存在的表面,是物体与周围介质分离的表面(见图5–2)。
2. 表面轮廓(surface profile)表面轮廓是理想平面与实际表面相交所得的轮廓(见图5–2)。
按照相截方向的不同,表面轮廓又分为横向表面轮廓和纵向表面轮廓。
在评定和测量表面粗糙度时,除非特别指明,通常均指横向表面轮廓,即与实际表面加工纹理方向垂直的截面上的轮廓。
3. 坐标系坐标系是确定表面结构参数的坐标体系(见图5–2)。
通常采用一个直角坐标系,其轴线形成一右旋笛卡尔坐标系,X轴与中线方向一致,Y轴也处于实际表面上,而Z轴则在从材料到周围介质的外延方向上。
4. 取样长度lr(sampling length)取样长度是用于判别被评定轮廓的不规则特征的X轴方向上的长度,是测量和评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度,它至少包含5个以上轮廓峰和谷,如图5–3所示,取样长度lr的方向与轮廓走向一致。