表面粗糙度若干问题及发展方向探讨

　　作者：佟岩 邓鹏 四川航天计量测试研究所 成都 610100

　　摘 要：表面粗糙度是重要的形状参数，其涉及到的参数定义、检测方法及手段、量值传递等事项由于技术的发展而出现了新的变化。如何将现有的二维表示向三维转化，具有相应的技术理论、仪器实现等条件支撑，并实现量值传递，这是表面粗糙度参数今后的发展方向。

　　1 引 言

　　表面粗糙度是描述物体表面形貌的三维空间曲面，该参数的提出与工业生产技术的发展密切相关，经历了由定性评定到定量评定两个阶段。随着工业发展和对外合作的增加，表面粗糙度的参数定义、检测方法及量值传递等方面都出现新的问题。如何正确有效地评定表面粗糙度参数，实现对物体表面形貌的真实描述是今后面临的重要任务。

　　2 表面粗糙度参数定义完整性

　　物体表面几何形状的偏差可以分解为粗糙度(微观)、波纹度(中间)和形状误差(宏观)三种成分。常规所提的表面粗糙度是微观的形状误差，与物体表面的加工方式、变形量、磨损等条件有关。表面粗糙度越小，则表面越光滑，表面反射能力越强。

　　2.1 表面粗糙度现行有效标准

　　经过几十年的发展，表面粗糙度参数不段更新和完善，相应标准也几经更换。目前国内使用的表面粗糙度参数定义是与ISO468-82基本相同的GB/J1031-95，而国际上常用的还有ANSI/ASME B46.1-1988及DIN4760/DIN4762。

　　2.2 表面粗糙度主要参数

　　表面粗糙度的评定与评定基准有关系，中线制是最常用的评定基准，一般以轮廓的最小二乘中线或算术平均中线为准。中线的确定方式分为两种：一种是直接在轮廓图形上绘制中线，另一种是测量仪器软件程序直接确定中线。在中线制的基础上，表面粗糙度评定参数分为以下三类[1]。

　　1) 与微观不平度高度特征有关的参数：

　　轮廓算术平均偏差(Ra)、微观不平度十点高度(Rz)、轮廓最大高度(Ry)等11个参数。

　　2) 与微观不平度间距特征有关的参数：

　　轮廓微观不平度的平均间距(Sm)、轮廓峰的密度(D)、轮廓长度比(l0)等9个参数。

　　3) 与微观不平度形状特殊有关的参数：

　　轮廓偏斜度(Sk)、轮廓支承长度率(tp)、轮廓的均方根斜率(△p)等5个参数。

　　2.3 表面粗糙度参数定义的发展趋势

　　从以上的参数可知，表面粗糙度参数的定义都基于某一截面的形状误差，是二维曲线的反映，并且根据检测数据对其进行平均化处理，忽略了另一维向的参数影响。同时实际检测表面粗糙度时位置选择的随机性很强，参数评定结果并不唯一，测量不确定度相对较大。按现行标准，反映二维形面的表面粗糙度已用到27个参数，但尽管如此，还不能完全如实描述实际轮廓，为此如何有效地提取特征元素，用最少的参数全面反映实际轮廓成为理论研究的重点。