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1、一學年度中原大學推薦甄試資料研究計畫書加工後其表面粗糙度量測之探討蔡念廷一、摘要近年來機械製造精度要求不斷提高，在表面粗糙度方面更是現代產品加工追求的重要指標。在高精密工業表面粗糙程度，直接影響工件間的潤滑性、耐摩耗性、使用壽命等工件性能，因此要能測量出表面粗糙度，進而改善工件表面狀況，就能增進產品性能。二、研究目的與動機表面加工品質及產品的精度不斷的提昇，加工狀況對於工件外觀、使用的功能、品質、精度、壽命等皆有重要的影響性，而對於機械元件及光學元件而言，表面粗糙度在機械效應及光學效應上佔有很大的因素，特別是表面將與其他表面發生運動接觸關係者，表面愈光滑其功能與效果愈佳。由於電子技術日漸進步，
2、各種量測表面的儀器相繼問世。各種量測儀器的操作方法和適用的範圍都不盡相同，所以當使用不當時，難免會造成量測上的誤判及誤差。三、研究方法圖(一)表面輪廓包含了粗糙度曲線與波浪起伏的曲線表面輪廓斷面曲線中，包含了粗糙度曲線與波浪起伏的曲線，如圖(一)所示，一般說來波浪起伏的曲線是屬於輪廓量測的範圍，其值遠大於表面粗糙度之值，但也有將表面輪廓斷面兩種曲線分開或合併考慮的作法，因此也就有了各種表面粗糙度之定義。儘管各種表面粗糙度之定義有那麼多，一般表面粗糙度之表示法有下列三種：Ra(中心線平均粗糙度)、Rmax(最大高度粗糙度)、Rm (十點平均粗糙度)，使用方法如下:圖(二)中心線平均粗糙度之測量長
3、度L1.Ra :中心線平均粗糙度若從加工面之粗糙曲線上，截取一段測量長度L(圖 2)，並以該長度內粗糙深之中心線為x軸，取中心線之垂直線為y軸，則粗糙曲線可用y = f(x)表之。以中心線為基準將下方曲線反摺。然後計算中心線上方經反摺後之全部曲線所涵蓋面積，再以測量長度除之。所得數值以m為單位，即為該加工面測量長度範圍內之中心線平均粗糙度值，其數學定義為： 中心線方向細分單位等間隔後取各分段點所對應之hi值，如圖(三)所示，利用下式可得到 Ra的近似： 圖(三)測量長度範圍內之中心線平均粗糙度值Ra的近似中心線在表面具有曲度或形狀誤差時，則成曲線，粗糙度沿此曲線量取。測量長度限於量具大小而無法
4、涵蓋整個機件表面，因此，一次量取求得之Ra只是表面某部分的中心線平均粗糙度，故應在被測物表面多選幾個不同的位置測量，將全部測得之Ra取其算術平均值則為表面的中心線平均粗糙度。 圖(四)最大高度粗糙度2. Rmax:最大高度粗糙度由表面曲線上截取基準長度L做為測量長度，如圖(四)所示，自該長度內曲線之最高點與最低點，分別畫出與曲線平均線平行之線時，該二線之間距即為最大粗糙度，也就是測量長度內沿垂直方向量取最高點與最低點之距離。Rmax值以m為單位，並在數值後加上小寫字母S以區分Rmax值。若由粗糙曲線上截取基準長度L做為測量長度，則量測之值亦稱為最大高度粗糙度。圖(五)Rm：十點平均粗糙度3. Rm：十點平均粗糙度由表面曲線上截取基準長度L做為測量長度，求出第三高波峰與第三深波谷，分別畫出二條平行線，兩平行線間距即為十點平均粗糙度值Rz其值以m為單位，並在數值後加上小寫字母Z以區別另兩種粗糙度。三種粗糙度數值間之關係約為：4 Ra Rmax Rm四、預期成果此研究計畫探討加工後成品的表面粗糙度、真平度、檢驗儀器失去精準度、整體製程或量測時出現的各種問題等。廣泛將其改善，進而提升加工後成品表面粗糙度之品質。朝陽科技大學工業工程與管理系蔡念廷
