粗糙度计量基础.

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1、粗糙度和圆度计量粗糙度和圆度计量 研讨会研讨会 英国泰勒英国泰勒 霍普森有限公司霍普森有限公司 日程安排日程安排 时间内容 3月28日09:30-11:30粗糙度计量学 11:30-12:30午餐 13:00-16:30英国泰勒霍普森有限公司产品介绍 3月29日09:30-11:30圆度计量学 11:30-12:30午餐 13:00-16:30英国泰勒霍普森有限公司仪器参观及 技术交流 英国泰勒英国泰勒 霍普森有限公司霍普森有限公司 上海代表处上海代表处 (5 (5人人) ) 北京代表处北京代表处 (3 (3人人) ) 上海维修站上海维修站 (5 (5人人) ) ( (上海演示中心上海演示中心

2、) ) 表面粗糙度 计量 AMPLITUDE MODULATION 2000 Taylor Hobson Ltd 泰勒霍普森有限公司 演示中心 AMPLITUDE MODULATION 目录 1. 为什么要测量表面粗糙度? 2. 测量方法 3. 测量基准 4. 表面再现 5. 术语 6. 滤波 7. 参数 8. 承载区域 (材料比) 9. Rk 参数 10. 形状测量 11. 标定方法 12. Conics and Aspherics. 13. 三维测量 14. Drawing Indication. 1. 为什么要测量表面粗糙度? AMPLITUDE MODULATION 表面的特性 l材料

3、的微观结构 表面的特性 l材料的微观结构 l刀具的作用 表面的特性 l材料的微观结构 l刀具的作用 l刀具在材料表面的不稳定 表面的特性 l材料的微观结构 l刀具的作用 l刀具在材料表面的不稳定 l机床导轨的误差 表面的特性 l材料的微观结构 l刀具的作用 l刀具在材料表面的不稳定 l机床导轨的误差 l工件表面由于压力而产生的变形 表面的特性 l材料的微观结构 l刀具的作用 l刀具在材料表面的不稳定 l机床导轨的误差 l工件表面由于压力而产生的变形 在表面上有害的缺陷 l深的谷易于导致裂纹的可能扩展 l当与其紧密配合的零件接触时，太多的峰将引起过早的磨损 和失效 l过多的波纹将导致噪音或预示加

4、工问题 在表面上需要的特性 l当润滑非常重要时，表面上需有足够多的谷用于存储油 l表面上足够的的峰用于吸附油漆和粘结剂 l表面分布充足的谷可提高工件的可锻(塑)性 l光滑的表面可减小噪音、振动或得到高的反射率 为什么需要测量表面粗糙度? l生产过程控制 l预测工件的表现 l监控零件的性能 为什么需要测量表面粗糙度? 理想的情况 为什么需要测量表面粗糙度? 实际情况 生产过程控制 为什么需要测量表面粗糙度? 预测工件的表现 为什么需要测量表面粗糙度? 监控零件的性能 返回目录 2. 测量方法 AMPLITUDE MODULATION 测量方法 l接触式测量 l非接触式测量 如何测量表面粗糙度?

5、比对样板 接触式测量 测量方法 测量方向 (X) 测头摆动 (Z) 数据间隔 (X) 电感式传感器 测头 测杆 刀口支点 铁芯 线圈 线圈 测量方法 压电式传感器 测头 测杆压电晶体 测量方法 激光器 光电二 极管 激光式传感器 测头 测杆 返回目录 更进一步的信息 测量方法 3. 测量基准 AMPLITUDE MODULATION 导头基准 导头 测头移动 (Z) 测量方向 (X) 测量基准 使用导头基准的优点 降低振动的影响 不需要表面调平 仪器便携性 牢固的设计 测量基准 测头到导头间隔对测量的影响 实际高度 H1H2 测量高度 测量基准 测头到导头间隔对测量的影响 测量结果 P-V =

6、 0m P-V = 10m 测量基准 独立基准 驱动箱基准 测量方向 测量基准 独立基准 驱动箱基准 基准导头 光学平晶 测量方向 测量基准 返回目录 4. 表面再现 AMPLITUDE MODULATION 测头针尖几何形状 2m 锥形测头切去顶端的金字塔型测头 2m 测量方向 表面再现 更多信息 测尖 尺寸和形状的影响 表面再现 测尖 侧面接触 表面再现 由测头测量的形状 测尖 B B A A 测尖 侧面接触 返回目录 表面再现 5. 术语 AMPLITUDE MODULATION 数据点 术语 混淆 采样间隔 真实信号 信号混淆 更进一步信息 术语 粗糙度、波纹度和形状 采样表面 术语

7、粗糙度、波纹度和形状 形状 术语 粗糙度、波纹度和形状 波纹度 术语 粗糙度、波纹度和形状 粗糙度 返回目录 6. 滤波 AMPLITUDE MODULATION 术语 滤波-区分粗糙度和波纹度 表面相互作用 用图形技术滤波 取样长度 滤波 滤波 形状 参数 取样长度 Ra,Rq,Rz 等. 粗糙度滤波 滤波 形状 参数 取样长度 Wa,Wq,Wz etc. 波纹度滤波 电子和数字滤波器 ISO 2CR 滤波器 2CR PC滤波器 Gaussian高斯滤波器 滤波 ISO 2CR 滤波器 ISO 2CR 滤波后的图形 滤波 未滤波图形 更进一步的信息 ISO 2CR 滤波的效果 相对于滤波中线

8、经修正后的图形 滤波 由滤波建立的中线 2CR PC 滤波器 2CR PC滤波后的图形 滤波 未滤波图形 ISO 2CR PC 滤波器 滤波 由滤波建立的中线 相对于滤波中线经修正后的图形 高斯滤波器 未滤波图形 高斯滤波后的图形 滤波 高斯滤波器 图形滤波 取样长度 X Z 未滤波图形 中线 取样长 度 滤波 更进一步的信息 滤波的效果 未滤波图形 波纹度幅值 = 100m 粗糙度波长 = 0.25 mm 波纹度波长 = 8.0 mm 粗糙度幅值 = 20m 滤波 2CR 粗糙度滤波效果 8.0 mm 取样长度滤波 波纹度幅值 = 75m 粗糙度波长 = 0.25 mm 波纹度波长 = 8.

9、0 mm 粗糙度幅值 = 20m 滤波 2.5 mm取样长度滤波 波纹度幅值 = 24m 粗糙度波长 = 0.25 mm 波纹度波长 = 8.0 mm 粗糙度幅值 = 20m Filters 2CR 粗糙度滤波效果 0.8 mm取样长度滤波 波纹度幅值 = 2m 波纹度波长 = 8.0 mm 粗糙度幅值 = 20m 粗糙度波长 = 0.25 mm Filters 2CR 粗糙度滤波效果 0.25 mm取样长度滤波 波纹度幅值 = 0m 粗糙度幅值 = 15m 粗糙度波长 = 0.25 mm Filters 2CR 粗糙度滤波效果 0.08 mm取样长度滤波 波纹度幅值 = 0m 粗糙度幅值=

10、4m 粗糙度波长 = 0.25 mm Filters 2CR 粗糙度滤波效果 测量长度、评价长度和取样长度的关系 (ISO 2CR) 取样长度 (Cut-off) 评价长度 测量长度 滤波 启动长度停止长度 滤波类型 ISO 2CR- 第1、2个取样长度舍弃 2CR PC- 第1个和最后一个取样长度舍弃 Gaussian- 第1个半个和最后一个半个取样长度舍弃 滤波 取样长度的选取 0.8mm 取样长度 (Cut-off) 滤波 取样长度的选取 滤波 0.25mm 取样长度 (Cut-off) 选择正确的取样长度值 1.25 mm 测量方向 滤波 取样长度的选取 除非图纸上另有要求，取样长度依

11、 照上表选取 滤波 带宽=Lc/Ls的比值 Ls 滤波 返回目录 Lc 7. 参数 AMPLITUDE MODULATION 参数 分析类型 粗糙度 - R前缀 波纹度 - W前缀 未滤波 - P前缀 参数 参数类型 幅值参数- Z轴方向 参数 幅值参数- Z轴方向 间距参数- X轴方向 参数类型 参数 幅值参数- Z轴方向 间距参数- X轴方向 混合参数- X和Z轴 参数类型 参数 幅值参数 - Ra Ra 参数 幅值参数 Ra的限制 Ra Ra Ra Ra 参数 幅值参数 Rq (RMS) lr=评价长度 参数 幅值参数 Rt ln=评价长度lr=取样长度 参数 幅值参数 Rp 评价长度

12、参数 幅值参数 Rv 评价长度 参数 幅值参数 Rz Rz1 Rz2 Rz3 Rz4 Rz5 Rz = (Rz1+Rz2+Rzn)/n 参数 幅值参数Rz1max, Rp1max和Rv1max Rz1max Rp1max Rv1max 参数 间距参数HSC (高点计数) lr=取样长度 (Cut-off)ln=评价长度 A=定义高度 B= 中线 参数 间距参数HSC (高点计数) Tall narrow peaks tend Tall narrow peaks tend to work hardento work harden Hardened peaks will eventually br

13、eakHardened peaks will eventually break off and the surface will breakdownoff and the surface will breakdown 参数 间距参数Rpc (峰数) A=选择的带宽 B= 中线 参数 间距参数Rpc (峰数) 基底表面的峰将导致橙色油漆脱落 Base Sheet Steel Painted Surface 参数 间距参数Sm(平均宽度) lr=取样长度 (Cut-off) Mean Line 参数 混合参数- Rdq (Pdq, Wdq) (坡度均方根) 参数 Effects of Surfac

14、e Slopes on vibration & noise No Vibration/QuietLow Frequency RumbleHigh Frequency Scream 混合参数- Rdq (Pdq, Wdq) (坡度均方根) 参数 该参数值越小，表面的反射率越 高，表面外观越好。 该参数值越大，表面的反射率越 底，表面外观越差。 返回目录 混合参数- Rdq (Pdq, Wdq) (坡度均方根) 8. 承载区域 (材料比) AMPLITUDE MODULATION 承载区域 (材料比) 混合参数 - Rmr 上部的表面决定磨合特性 谷决定润滑特性 表面的基体部分决定磨损或寿命特性

15、混合参数 - Rmr 研磨板 承载线 ln=评价长度 Rmr= a+b+c+d+e x100 ln 承载区域 (材料比) 材料比率曲线(Rmr) 0 100 % tp(%) p高度 在P高度时的Tp (%) 承载区域 (材料比) 0 100 % tp(%) p高度 在P高度时的Tp (%) 材料比率曲线(Rmr) 承载区域 (材料比) 材料比率曲线(Rmr) 0 p高度 在P高度时的Tp (%) tp(%) 100 % 承载区域 (材料比) 幅值分布曲线 0 p高度 峰的个数 承载区域 (材料比) 更进一步的信息 与材料比率曲线相关的参数-Rsk (非对称性) Surface with Random Amplitude Distribution- Zero Skew 随机分布的表面- 零非对称 承载区域 (材料比) 与材料比率曲线相关的参数-R