表面粗糙度的测量方法及参数的正确应用

0引言随着机械加工行业的不断发展,表面粗糙度测量技术也取得了长足的进步,它在机械、电子、光学等精密加工行业中的地位也显得越发重要。表面粗糙度是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特征,其产生是由于在加工过程中,刀具与制件表面之间的摩擦、切削或压制时产生塑性变形,以及工艺系统中高频振动等因素的作用,使被加工表面产生微观几何变形。     

LBO晶体的超精密加工工艺研究

采用Logitech PM5精密研抛机,通过机械抛光和化学机械抛光方法超精密加工LBO晶体;详细研究了LBO晶体的超精密加工工艺,并观察研磨和抛光等加工过程后的晶体表面形貌;研究抛光液和抛光垫在抛光中对LBO晶体表面微观形貌的影响.使用Wkyo激光干涉仪测量平面度,光学显微镜观察表面宏观损伤,原子力显微镜测量表面粗糙度和观察微观形貌.通过实验,实现高效率、高精度、高质量的LBO晶体的超精密加工,得到了LBO晶体的超精密加工工艺;超精密加工后晶体的表面粗糙度＜0.2nm RMS,表面平面度＜氇/10(氇=633nm),微观损伤少.     

表面粗糙度几种测量方法和注意事项

微观几何形状误差即微小的波谷的高低程度和间距状况称为表面粗糙度。主要由加工过程中刀具和零件表面间的摩擦、切屑分离时表面金属层的塑性变形以及工艺系统的高频振动等原因形成的。表面粗糙度有多种测量方法,下面简述几种常用的测量方法。     

各向同性热解石墨车铣加工对比试验研究

本文针对各向同性热解石墨加工表面质量较差的问题,分别利用硬质合金刀具进行了车削和铣削各向同性热解石墨试验,观测了加工表面的微观形貌,测量了已加工表面粗糙度值,在此基础之上,对比分析了车削和铣削这两种加工方法的优劣。从加工表面的微观形貌看,铣削加工表面残余凹坑少,而且深度小;从已加工表面粗糙度值来看,铣削加工表面的粗糙度值小而且稳定。综合来看,对于各向同性热解石墨的加工,相比车削加工而言,铣削加工更具优势。     

基于SiC纳米工作液和常规乳化液的高速走丝电火花线切割加工表面特性的对比研究

以SiC纳米液为工作介质,研究高速走丝电火花线切割加工表面的特性.采用两步法制备SiC纳米流体,并与乳化液或去离子水混合作为纳米工作介质,多次切割SKH-51高速钢.利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析表面微观形貌和纳米面粗糙度,利用Taylor-Hobson-50粗糙度仪测量宏观表面粗糙度,利用能谱仪(EDS)检测表层的化学成分.SiC/乳化液纳米工作液、常规乳化液、SiC/去离子水纳米工作液三种不同介质加工样品的纳米面粗糙度Sq分别为64.7 nm、135 nm和22.8 nm,重铸层厚度分别为11μm、16μm、14μm,宏观表面粗糙度Ra分别为1.4640μm、1.7923μm和1.3149μm.与常规乳化液加工相比,SiC纳米工作液均无明显的电极丝放电痕迹,但SiC/去离子水纳米工作液有明显的黑白条纹,表面光洁度劣于SiC/乳化液纳米工作液.SiC纳米工作液加工的表面均未呈现蜂窝状,陨石坑大而浅,微观裂纹均不明显,孔洞呈细针孔状,其中SiC/乳化液纳米工作液加工的表面针孔更细而少.SiC纳米工作液能有效提高高速走丝电火花线切割加工表面的质量.     

IN718镍基高温合金电火花加工表面完整性初步研究

镍基合金具有优良的性能而获得广泛的应用,针对切削加工中存在的问题,采用与材料的力学性能无关的电火花进行加工,通过对其电火花加工实验,初步研究了峰值电流和脉冲宽度加工参数对加工表面完整性的影响规律。结果表明,表面粗糙度随峰值电流和脉冲宽度的增大而增大,与电极丝的运动方向无关。加工表面由微观组织规则的凹坑、熔滴和微小孔组成,加工表面无微观裂纹存在。显微硬度变化不大,无加工硬化现象。随脉冲能量减小,重铸现象减轻,加工表面完整性越好。     

谈表面粗糙度标注的新标准

表面粗糙度是反映零件表面微观几何形状 误差的尺寸特征量,是评定零件表面质量的指标 之一,它的大小直接影响零件的使用性能。能否 正确合理地标注表面粗糙度,对提高设计质量是 很重要的。其标注的依据是GB/T131-93《机械 制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》。为了更 好地贯彻新标准,应当通过新旧标准异同的对比     

基于光谱共焦的在线集成表面粗糙度测量方法

为了提高加工检测效率,实现尺寸形位公差与微观轮廓的同平台测量,提出一种基于光谱共焦位移传感器在现场坐标测量平台上集成表面粗糙度测量的方法.搭建实验测量系统且在LabVIEW平台上开发系统的硬件通讯控制模块,并配套了高斯轮廓滤波处理及表面粗糙度的评价环境,建立了非接触的表面粗糙度测量能力.对标准台阶、表面粗糙度标准样块和...     

复合材料的切削加工表面结构与表面粗糙度

普通金属材料的切削加工理论表面粗糙度可以用公式计算。复合材料经切削加工后其表面留有各种凹凸缺陷,这些谷峰轮廓并非由刀刃直接切出,故不宜用现有普通材料的公式计算其理论表面粗糙度。纤维增强复合材料的切削加工表面结构和粗糙度与切削方向密切相关。颗粒增强复合材料无方向性,其已加工表面结构和粗糙度主要受增强颗粒硬度和粒度以及含量控制。增强体与基体的界面强度及切削刀具和工艺条件对复合材料加工表面粗糙度有很大影响。      

微纳米级表面微观几何形貌和粗糙度特性测量方法

概述微纳米级表面微观几何形貌和粗糙度特性的几种测量方法和测量原理,如触针法、光学法、原子力法等,并介绍市场上在用的几类代表性表面形貌商用仪器(如粗糙度仪、轮廓仪、干涉仪、测量显微镜等)的特点、性能指标及应用范围,对微纳米级表面质量测量和评价有参考价值.     

电火花加工工件表面粗糙度的评定与测试

电火花加工的加工表面与切削加工表面有很大的区别。但是,目前电火花加工工件的表面粗糙度仍然沿用切削加工表面粗糙度的评定方法和测试手段,这样不能准确地反映火花加工后工件表面的真实形貌。本文根据电火花加工的特点,提出电火花加工工件表面粗糙度的评定参数和测试方法。     

磁场对双相Ti-48Al-2Cr-2Nb合金电解加工表面 微观形貌的影响

为揭示电解加工表面成形规律,建立电-磁-热-流多场耦合微观材料模型,从电流密度分布、粗糙度、微观形貌等几个方面,动态跟踪阳极微观表面成形过程,揭示Ti-48Al-2Cr-2Nb合金在不同磁场条件下,电解加工微观表面的动态演变规律及影响机制,并通过实验验证仿真结果。仿真结果表明：电解加工微观表面成形是一个表面膜生成与溶解的复杂竞争过程,在加工过程中,微观表面反复经历粗化与抛光阶段。无磁场作用时,表面粗糙度为0.121 μm,多重分形谱的谱面积为0.0030;有磁场作用时,表面粗糙度为0.118 μm,谱面积为0.0023。实验结果证实：无磁场时,表面粗糙度为1.16 μm,多重分形谱的谱宽为0.87,谱面积为1.468;有磁场时,表面粗糙度为0.93 μm,谱宽为0.84,谱面积为1.388。仿真结果与实验结果吻合,磁场降低了加工表面粗糙度,使表面微观形貌变简单、均匀,同时提高了加工稳定性。     

JJF1105-2018《触针式表面粗糙度测量仪校准规范》解读

正一、修订背景表面粗糙度作为描述零件的微观几何误差以及评定各种机械零件表面加工质量的一个重要指标,其结果是否准确可靠将直接影响产品的质量及安全性。而触针式表面粗糙度测量仪则是进行表面微观形貌测量时应用最为广泛的仪器之一,如何保证仪器的测量准确性显得尤为重要。自GB/T6062-2009 《产品几何技术规范(GPS)表面结构轮廓法接触(触针)式仪器的标称特性》等标准实施后,JJF1105-2003《触针式表面粗糙度测量仪校准规范》(以下简称"原规范")原有的计量特性的定义、要求和校准方法已经落后。     

影响机械加工表面质量的新思考

机械加工表面质量,是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度,也被称作粗糙度。加工表面所产生的微观变化,也能对零件产生严重的影响。为了更好的了解机械加工中各种因素对机械加工表面质量的影响,本篇我们就主要讲述影响机械加工表面的主要因素,以及如何对其进行处理。     

炭/炭复合材料飞机刹车盘表面加工质量对其磨合性能的影响

在mm-1000试验机上对炭／炭复合材料（CCC）飞机刹车盘3组表面粗糙度不同的试样进行刹车模拟试验。以摩擦表面相对作动向运动时，摩擦表面微凸体发生弹－塑性变形、发生磨损进入磨合状态。采用Talysurf-4仪测定了CCC刹车盘磨合前后的表面形貌及其粗糙度，用SEM对磨损表面和磨粒形貌进行了研究。当刹车盘表面波度较小而表面微观粗糙度在Ra=12.5μm时，有利于在摩擦面上形成摩擦膜，使刹车副很快进入磨合状态。使用恰当的加工方法和加工精度可以缩短磨合时间的磨合刹车次数。     

刀具参数对加工表面粗糙度影响的研究

通过车削加工试验和数据测量,研究了刀具参数及刀具磨损量对加工表面粗糙度的影响.应用Matlab计算得出刀具参数变化和刀具磨损量对加工表面粗糙度的定量关系,为加工时选用刀具参数及控制刀具磨损量提供理论依据.     

表面粗糙度预测及三维形貌仿真

鉴于表面粗糙度会直接影响工件的使用性能和使用寿命,将理论分析与试验相结合,根据车削时不同切削用量下的表面粗糙度数据,建立了表面粗糙度预测模型.对表面粗糙度进行理论预测并对加工表面的三维形貌进行了仿真,其仿真结果总体上与试验数据接近.使用粗糙度预测模型对试验获得的数据进行拟合,结果表明:粗糙度预测值与试验结果较吻合.     

铝合金熔模石膏型铸件表面粗糙度形成机理的探讨

本文通过熔模石膏型铸造法研究了铝合金铸造表面微观粗糙度的形成机理。试验结果及分析表明:在不考虑铸件表面缺陷及熔模表面粗糙度很小的前提下,熔模石膏型铸件表面粗糙度主要由铸件表面晶界处由于凝固收缩产生的凹沟所决定,通过扫描电镜对铸件表面形态的观察可以清楚地看出:表面晶界处的凹沟是减小熔模石膏型铸件表面粗糙度的限制性因素。     

表面超声滚压处理对高速列车车轴钢疲劳性能的影响

对EA4T型高速列车车轴钢棒状旋转弯曲疲劳试样实验段磨削加工后进行了表面超声滚压处理。观察了处理前后试样的表面形貌及表层微观组织,测量了处理前后试样的表面粗糙度、表层硬度及表层残余应力。利用旋转弯曲疲劳实验得到处理前后试样的疲劳极限。结果表明:表面超声滚压处理后,试样的疲劳极限由352MPa提高到401MPa。疲劳极限的提高主要由于表面超声滚压处理后试样表面粗糙度降低、表层强度及残余压应力增加。     

航空零部件加工表面完整性

航空航天工业中,钛合金和镍基合金是飞机结构和发动机部件的重要金属材料.这些关键结构部件的制造需达到高可靠性要求,表面完整性是用于评价精加工表面质量的最相关参数之一.钛合金和镍基合金在加工过程中产生的残余应力和表层变化对其安全性和可持续性至关重要.本文综述了钛合金和镍基合金表面完整性的研究进展,并报道了许多不同类型的表面完整性问题,通过研究表面残余应力、白层和加工硬化层以及微观结构的改变,以提高最终产品的表面质量.许多参数影响工件的表面质量,其中切削速度、进给速度、切削深度、刀具几何形状和加工工艺、刀具磨损和工件性能是最值得研究的问题之一.为了更好地理解加工引入的表面完整性问题,需要通过实验和经验研究以及基于分析和有限元建模的方法.然而,在目前的技术水平上,仍然缺乏一种基于物理过程的、适用于工业过程的全面、系统的方法.研究结果表明,在解释多种参数对钛合金和镍基合金加工效果的影响的同时,需要建立与可靠实验相一致的预测物理模型.