零件变差(PV) PV = Rp×K3 = Rp×0. 3146 = 0. 04719 总变差(TV) TV =(R 粗糙度轮廓:是对原始轮廓采用λc滤波器抑制 长波成分以后形成的轮廓,是评定粗糙度的基础;波 纹度轮廓:是对原始轮廓连续应用λf 和λ c两个滤 波起器以后形成的轮廓 λf滤波器抑制长波成分, 而λ c滤波器抑制短波成分得到的,是评定波纹度参 数的基础从定义可以看出粗糙度轮廓和波纹度轮 廓都是故意修正的轮廓,其传输特性如图1所示 图1 目前有两种方法区分表面粗糙度和波纹度,一 种是用波动间距的大小来区分粗糙度、 波纹度,即波 动间距小于1mm的为粗糙度,波动间距在1～ 10mm之间的为波纹度从波纹度、 粗糙度、 形状误 差的定义来看,这种划分是不严谨的另一种是按 GB/ T18618 - 2002的规定间距来区分波纹度和粗 糙度的间距:粗糙度为0 间距 ≤A ,波纹度为A 间距 ≤B ,界限值A、B的取值见表1 表1 A mm B mm 行程长度 mm 评定长度 mm λs um 最大触针半径 um 0. 020. 10. 640. 642. 52±0. 5 0. 10. 53. 23. 22. 52±0. 5 0. 52. 5161685±1 2. 512. 580802510±2 83 内 燃 机 配 件 2006年第2期 2 描述波纹度的主要参数及意义 通过数代人的研究,对表面粗糙度的评定参数 提出了数十个,评定表面粗糙度的参数同样适用于 波纹度。
常用评定波纹度的参数: 1 幅度参数(峰和谷 ) : 最大轮廓峰高(Wp)、 最 大轮廓谷深(Wv) ,轮廓的最大高度(Wz) ,轮廓单元 的平均线高度(Wc)、 轮廓的总高度(Wt) ,其中W代 表所评定参数是来自波纹度轮廓这5个参数是描 述波纹度的基本参数,从参数的名称即可理解参数 的几何意义,可以直接从轮廓图形上读出或算出 2 幅度参数(纵坐标平均值 ) : (1)轮廓的算术平均偏差(Wa) (arithmetical mean deviation of the assessed profile Wa) ,在一个取 样长度内纵坐标值 Z(x) 绝对值的算术平均值 Wa = 1/ L∫ L 0 │ Z(x) │dx (2)轮廓的均方根偏差(Wq) ,(root mean square deviation of the assessed profile Wq)在一个取样长度 内纵坐标值 Z(x) 的均方根值,描述的是轮廓偏离中 心的距离 Wq2= 1/ L∫ L 0 Z2(x) dx 我们常用Ra和Rq评定机械加工表面的粗糙 度,与其相对应的波纹度中的参数是Wa和Wq ,从 计算公式看,其数值的大小只与轮廓上的点到基准 线之间的距离有关,属于一维参数,不能反映峰的形 状、 陡度、 尺寸大小以及出现的频率,而在零件的实 际磨合过程以及使用过程中,峰的形状、 陡度、 尺寸 大小以及出现的频率等参数影响着磨合时间的长 短、 磨合的成败以及相关零件的使用寿命。
(3)轮廓的偏斜度(Wsk) (skewness of the as2 sessed profile Wsk)在一个取样长度内纵坐标值Z (x)三次方的平均值与Wq的三次方的比值,是坐标 值概率密度函数的不对称性的测定,检测的结果受 离散的峰和谷的影响大 Wsk = 1/ Wq3 (1/ L ∫ L 0 Z3(x) dx) (4)轮廓的陡度(Wku) (kurtosis of the assessed profile Wku) ,在取样长度内纵坐标值 Z(x) 四次方 的平均值Wq的四次方的比值,是对坐标值概率密 度函数锐度的测定 Wku = 1/ Wq4 (1/ L ∫ L 0 Z4(x) dx) 波纹度是由机械加工中的振动引起的,因此对 于零件的表面波纹度的检测,应使用Wp、Wv、Wt、 Wa、Wsk和Wku等参数进行评定,以全面反映零件 表面的质量状况 3 波纹度的检测 波纹度检测使用的设备有轮廓仪、 圆柱仪/圆度 仪,轮廓仪通过设置滤波波长来检测零件表面的微 观不平度即表面粗糙度参数和波纹度,由于所开发 软件的计算功能不同,不同型号、 不同生产厂家的可 以检测参数的数量不同,可以检测零件沿测头运行 方向的表面粗糙度与波纹度。
圆柱仪/圆度仪主要用来检测零件的形状误差, 通过选取滤波器的滤波范围,可以检测圆形零件的 表面波纹度 我研究的波纹度的检测有活塞环端面周向波纹 度、 活塞环槽侧面径向波纹度、 周向波纹度、 活塞销 外圆表面波纹度的检测,活塞、 活塞环这两种零件的 波纹度检测是为了控制发动机运行过程中的密封性 能,活塞销的外圆表面波纹度的检测是为了减少发 动机运行过程中的振动,使其与相关零件运行过程 中更平稳活塞销、 活塞两种零件的波纹度可以直 接用圆度仪/圆柱度仪进行检测;活塞环自由状态下 是椭圆形的零件,检测活塞环端面波纹度需要配备 专用的夹具将活塞环闭合成圆形,用圆度仪/圆柱度 仪检测,但检测结果受专用夹具的内圆面和支撑面 (与活塞环下侧接触面)的表面质量的影响,为了尽 可能减少检测误差,需要控制夹具的内圆面及支撑 面的波纹度 4 结语 零件的波纹度对零件的在使用过程中的振动、 产生的噪声、 密封性能起着至关重要的影响,但目前 对波纹度的参数检测方法不如表面粗糙度成熟,大 多数零件只控制表面粗糙度,而为未对波纹度提出 控制要求相信在不久的将来,随着我们对波纹度 更深入的理解,检测波纹度的技术也将更成熟,波纹 度会成为衡量和判定零件质量、 性能指标的一个重 要参数。
参考书目 1 GB/ T 3505 - 2000.《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构的术语、 定义及参数》 2 GB/ T 18618 - 2002.《产品几何量技术规范 表面 结构 轮廓法 图形参数》 3 GB/ T 16747 - 1997.《表面波纹度 词汇》 4 《摩擦学的分形》.机械工业出版社 93胡凤英:波纹度参数的研究及检测 。