零件表面粗糙评定方法研究文献综述

 2021-10-13 19:57:08

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1.研究的意义 随着工业的发展与科学技术的进步,对零件表面的性能提出了越来越高的要求,相应地,对零件表面质量的评定和测量也提出了更高的要求。 表面粗糙度是评定各种机械零件表面加工质量的一个重要指标,它直接影响到产品的使用性能,对零件的耐磨性、配合精度、疲劳强度、抗腐蚀性等都有很大的影响[7]。传统的评定方法已不能全面的、真实的反应零件表面粗糙情况,所以对零件表面粗糙评定方法的研究已刻不容缓,并且对机械加工有着重大的意义。2.国内外研究现状 俄国教授切比雪夫堪称世界上首位对零件表面光洁度进行系统的、深入研究的学者。1929年,苏联科学院院士林尼克发明了用于测量零件表面光洁度的光切显微镜[6]。从此,其他各种测量光洁度的工具、仪器不断涌现,为进一步研究表面光洁度提供了有力的测试手段。近年来,扫描电子显微镜(SEM)的出现,为表面粗糙度的测量又开拓了一个新的途径。我国对零件表面粗糙评定方法的研究起步较晚,目前我国应用较多的测量表面粗糙度的方法有:比较法、光切法、干涉法、针描法、印模法[5]。其中,比较法属于定性评定表面粗糙度的方法,其他则属于定量评定方法。 今年来,国内外对表面粗糙度测量技术及测量方法的研究十分活跃,从查阅的大量文献资料[5-6]来看,定量评定表面粗糙度的测量方法有很多,但总体来说,可分为接触式和非接触式两大类。前者主要有针描法,它是目前国内外使用最多的测量方法,其优点是工作可靠、可画出表面轮廓曲线及可多参数测量,但也存在一些不足之处:1)对高精度表面及软质金属表面有划伤破坏作用;2)受触针尖端圆弧半径大小的限制,对于表面加工质量很高的被测面,触针难以测到实际轮廓的谷底,从而影响其测量精度;3)因触针磨损及测量速度的限制,不宜在线实时测量。于是,人们对非接触式测量方法开展了广泛研究。根据不同的测量原理,非接触式测量方法有气动法,电容法,热比较法,红外辐射法,电子显微镜法及光学法等。 随着研究的深入,二维粗糙度评定参数已经小能全面准确地反映零件表面的性态。于是对三维粗糙度评定参数的研究就成为必然,且已成为当前粗糙度领域研究的一个重要方向[3]。例如文献[2]研究的利用相移干涉原理测量三维表面粗糙度。3.零件表面粗糙评定方法概述3.1表面粗糙度 表面粗糙度(surface roughness)过去称为表面光洁度(surface finish),是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下),用肉眼是难以区别的,因此它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小,则表面越光滑。表面粗糙度的大小,对机械零件的使用性能有很大的影响。3.2表面粗糙度的评定基准[1]3.2.1取样长度l 它用于判别具有表面粗糙度特征的一段基准线长度。取样长度应根据零件实际表面的形成情况及纹理特征,选取能反映表面粗糙度特征的那一段长度,量取取样长度时应根据实际表面轮廓的总的走向进行。规定和选择取样长度是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度的测量结果的影响[1]。3.2.2评定长度ln 它是评定轮廓所必须的一段长度,它可包括一个或几个取样长度。由于零件表面各部分的表面粗糙度不一定很均匀,在一个取样长度上往往不能合理地反映某一表面粗糙度特征,故需在表面上取几个取样长度来评定表面粗糙度,一般取5个取样长度[1]。3.2.3评定基准 目前世界上表面粗糙度有两种评定体系,即采用两种评定基准:一种称为中线制,也称M制;另一种是包络线制,也称为E制。 中线制就是以中线为基准线评定轮廓的计算制。该中线是用来求得表面粗糙度数的假想基准线,是理想的几何车创郭。按国标规定有两种确定基准中线的方法:(1)轮廓最小二乘中线(简称中线);(2)轮廓的算术平均中线[1]。3.2.4评定参数 国标正文中规定三个高度参数,即轮廓算术平均偏差Ra,微观不平度十点高度Rz,和轮廓最大高度Ry,使用时一可根据零件表面的功能要求任选取其中一个或两个。有时这三个参数还不能满足零件的功能要求,国标又增加了三个评定参数,即轮廓微观不平度平均间距Sm、轮廓单峰平均间距S和轮廓支承长度率tp[1]。3.3表面粗糙度的评定方法3.3.1比较法 将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。比较时可以采用的方法: Ra 1.6μm时,目测 Ra1.6~Ra0.4μm时,用放大镜,Ra 0.4μm时用比较显微镜。 注:比较时要求样板的加工方法,加工纹理,加工方向,材料与被测零件表面相同。 特点:该方法测量简便,使用于车间现场测量,常用于中等或较粗糙表面的测量。3.3.2触针法 利用针尖曲率半径为2微米左右的金刚石触针沿被测表面缓慢滑行,金刚石触针的上下位移量由电学式长度传感器转换为电信号,经放大、滤波、计算后由显示仪表指示出表面粗糙度数值,也可用记录器记录被测截面轮廓曲线。一般将仅能显示表面粗糙度数值的测量工具称为表面粗糙度测量仪,同时能记录表面轮廓曲线的称为表面粗糙度轮廓仪(简称轮廓仪)。这两种测量工具都有电子计算电路或电子计算机,它能自动计算出轮廓算术平均偏差Ra,微观不平度十点高度Rz,轮廓最大高度Ry和其他多种评定参数,测量效率高,适用于测量Ra为0.025~6.3微米的表面粗糙度。3.3.3光切法 利用双管显微镜测量表面粗糙度,可用作Ry与Rz参数评定,适用于测量范围0.5~50微米的表面粗糙度。3.3.4干涉法 利用光波干涉原理将被测表面的形状误差以干涉条纹图形显示出来,并利用放大倍数高(可达500倍)的显微镜将这些干涉条纹的微观部分放大后进行测量,以得出被测表面粗糙度。应用此法的表面粗糙度测量工具称为干涉显微镜。这种方法适用于测量Rz和Ry为 0.025~0.8微米的表面粗糙度。

参考文献[1] 黄忠. 表面粗糙度的评定(上)[J]. 机械制造,1985,(8):18~21.[2]张也晗,崔彤,张扬等.表面粗糙度三维测量和评定的研究[J].计量与测试技术,2012,39(11):31~34.[3]杨培中,蒋寿伟.表面粗糙度三维评定的研究 [J]. 机械设计与研究,2002,18(2):64~67.[4]罗正国,蒲竞秋.表面结构与粗糙度测量方法浅析[J].工具技术,2006,40(3):123~125.[5]张欣,田勇,刘佳丽等.测量表面粗糙度和测量结果不确定度的研究[J].科学观察,2012, (2):76 ~ 77 .[6]李亚非.国内外表面粗糙度研究概况及趋向[J].长沙交通学院学报,1994,10(3):38~43.[7] 刘小琴.机械加工表面质量的研究 [J].山西师范大学学报,2009,23(1):75~77.[8]宋志强.机械加工表面质量分析 [J].中国新技术新产品,2012, (23):127.[9]王伦升,于连栋.基于激光散射原理的表面粗糙度测量方法研究[J].现代显示,2011,(124):32~49.[10]沈向东.精密加工表面粗糙度测量数据分析评价方法的研究[J].应用科 学,2009.[11]陈爱弟,王信义.零件表面粗糙度的在线检测方法研究[J].中国机械工程,2002,13(6):494~523.[12]吴恒艺.零件表面粗糙度的重要性、正确获得及合理确定探讨 [J]. 2012.[13]孙保友.影响机械零件表面加工质量的因素及改善表面质量对策[J].科技视窗,2010,(3): 174~175.[14]侯阿临,崔哗.机械零件表面粗糙度量的一种新方法[J].吉林工学院学报,1995,16(2):68~70.[15]林滨,黄新雁,魏莹等.加工表面形貌测量理论、方法及评价[J].制造业自动化,2006,28(8):14~18.[16] Chil-Chyuan Kuo, Yi-Ruei Chen, Cheng-Yi Tong, Jyh-Wei Lee. A low-cost optical inspection system for rapid surface roughness measurements of CrCN hard films [J]. Optik,2013, (124):1902~1904.[17] Chil-Chyuan Kuo, Yu-Teng Siao. High efficiency surface roughness measuring system for hard thin films deposited by cathodic arc evaporation [J]. Optik,2013, (124):2993~2997.[18] Kristin Hecht, Florian Messerschmidt, Peter Pfeifer, Roland Dittmeyer, Bettina Kraushaar-Czarnetzki , Scott Hecht. Surface roughness of machined microchannels and its effect on multiphase boundary conditions [J]. Chemical Engineering Journal,2013, (227):2~12.[19] Giovanni Strano, Liang Hao, Richard M. Everson, Kenneth E. Evans. Surface roughness analysis, modelling and prediction in selective laser melting [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2013, (213):589~597.[20] S.-H. Yang, K.-H. Kim, Y. K. Park, S.-G. Lee. Error analysis and compensation for the volumetric errors of a vertical machining centre using a hemispherical helix ball bar test [J]. Int J Adv Manuf Technol, 2004, (23):495~500.

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