表面粗糙度的测量方法

Ra、Rp、RSm、Rpk Rz、RΔa、RΔq、Rpc RΔa、RΔq、Rzjis、Rp
Rzjis、Rz、RΔa、RΔq、Rlr
Rv、负载曲线、Rmr、Rvk、Rδc、Mr2、RA2 Ra、Rv、Rvk、Rpc Rz
Rzjis、Rz、RΔa、RΔq、Rlr RΔq、Rq、Ra
Rp、负载曲线、Rmr、Rpk、Rsk Rz、Rv、Rvk
相应产品
参数示例
电镀面、虹面加工、雕花加工、各种镜面钢板
RΔq、Rq、Ra、Rku
封装、阀、阀门、气缸 薄膜、缎纹面、雕花评估、滚花
轴 / 轴承、离合器、薄膜、阀 块规、印刷电路板、
黏着面涂层衬底、电镀衬底
齿轮、门窗、孔 印刷用纸 轴承、齿轮 模具
透镜、镜头、棱镜 轴、轴承、活塞环、导轨
粗钢筋、曲轴、螺栓
光干涉法
● 可通过亚纳米的高度分辨率 （0.1 nm）测量大视野（多角） ● 测量时间短。
非接触式
采用焦点移动的图像合成法
● 角度特性佳 ● 测量时间短
共焦法
● 可通过亚纳米的高度分辨率（0.1 nm）进行测量 ● 角度特性佳 ● 高对比度图像的扩大观察
短处
● 样品表面会因测量力而留下瑕疵 ● 无法测量具有粘着性的样品 ● 无法测量比触针尖端半径还小的沟槽
如果凹凸越大，则该部分的手感越粗糙，光线也会发生漫反射现象，呈现出粗 糙的质感。反之，如果凹凸极小，则手感就会非常光滑，也会呈现光泽。
在表面粗糙度的测量中，可对该程度的凹凸进行数值化。因此，可对产品的手 感、质感或功能性等进行数值管理，使品质稳定。
铝切削面 铝磨损面
表面放大 3D 图像
表面放大 3D 图像
在图纸或产品技术信息的要求事项中指示基准长度时，将截断值 λc 设为所指示的基准长度。
3 步骤 -2 周期性粗糙度曲线时
1. 对于拥有周期性粗糙度曲线的对象面，可从测量截面曲线推测参数 RSm。
不需要进行去除加工面的指示符号
表面粗糙度的指示方法针对面的指示符号，将表面粗糙度的值、截断值或基准长度、加工方法、条纹方向的符号、表面起伏等按如下所示
进行图示。
c a
e
d
b
a ：通过范围或基准长度、表面性状参数符号及其值 b ：要求多个参数时第二个以后的参数指示 c ：加工方法 d ：条纹和其方向 e ：切削裕度
设置测量目标物
去除测量目标物表面的油或灰尘。若未指示测量方向，则在高度 方向参数（Ra、Rz）最大的测量方向设置目标物。
与条纹互相垂直的方向 （高度参数最大的方向）
2 步骤
用肉眼观察测量对象的表面
判断对象面的表面性状（条纹、粗糙度曲线）为周期性或非周期性。
与条纹平行的方向
周期
非周期
8
3 步骤 -1 图示基准长度时
“波度曲线”是指将截止值 λs 和 λc 的相位补偿型滤波器 应用于横截面曲线所获得的曲线。
粗糙度曲线用的平均线 average line for roughness profile
“粗糙度曲线用的平均线”是指利用相位补偿型低通滤波器 λc （低通滤波器）进行剪切、记录了低频成分的曲线。
基准长度 sampling length
3
触针式表面粗糙度测量仪的原理
此为触针尖端直接接触样品表面的方式。 在检测器顶端装有触针，使该触针在样品表面进行扫描，并电子检测触针的上下运动。 放大其电子信号，进行数字化等处理后加以记录。
触针式表面粗糙度测量仪的系统构成
检测器
驱动部 运算部
获取表面粗糙度信息
位移
测量 触针
检测器
样品（目标物）表面
螺栓紧固部
Rmr、Rzjis、Rp、Rpk
2
表面粗糙度测量的种类和规格
表面粗糙度的测量方式大致分为“接触式”测量法和“非接触式”测量法。 而且，非接触式又包括不同原理的测量仪，拥有各自的长处和短处。
测量方式
原理
长处
接触式
使用触针（Stylus）的扫描法
● 可获得清晰的形状波形 ● 可进行长距离测量
100 振 幅 传 递 50 率
％
0
粗糙度曲线
λs
λc
波长
波度曲线 λf
5
表面粗糙度的图示方法
在工业领域所使用的图纸中，一般都使用表示机械部件、结构构件表面性状的符号。 这类符号的图示方法由 ISO 1302:2002 所规定。 在此，将对表示表面性状符号的记载方法进行介绍。
术语说明
表面纹理
去除加工
通过从轮廓曲线抽取一定长度的部分来求取算术平均粗糙度等 粗糙度参数。该抽取长度称为基准长度，粗糙度曲线、波度曲 线的基准长度分别与各曲线的截止值 λc 和 λf 采用相同的长 度。另外，横截面曲线的基准长度和评估长度相等。
评估长度 evaluation length
“评估长度”是指为了求取算术平均粗糙度等粗糙度参数而从 轮廓曲线抽取一定长度后得到的部分。评估长度的前提条件是 包含 1 个以上的基准长度，标准上为基准长度的 5 倍。对于波 度参数，没有标准性评估长度的规定。
图示表面粗糙度时，一般使用以下记述。但是，一般将标准条件的红色省略图示，而蓝色的指示项目则在必要进行图示。
参数的容许界限
上限值 U 或
下限值 L
滤波器的形式 X
相位补偿 或
2RC
通过范围 λs-λc（mm）
参数 曲线 种类
评估长度 ℓn 中 基准长数 n （标准 5）
判断是否合格 16%
或 max
容许界限值 （μm）
接触面之间的粗糙度（通过间隙渗透） 手感
接触面的阻力
封装、粘合剂的最佳形状涂层、 电镀耐剥离性
将润滑油积存到谷部 纸张的纹理和吸墨性
滚动面在高速振动 模子和成型品的易脱模性
光束折射的绕射、散射 因滑动时载重集中而导致的易切削性 因缺口形状导致应力集中而发生疲劳破坏
仅接触部分接合面，使负载集中到峰顶， 挠度增加
机械部件、结构构件等表面的表面粗糙度、 去除加工与否、条纹方向及表面起伏等的 总称。
根据机械加工、或以此为基准的方法， 去除部件、构件等的表层部。
条纹方向 因去除加工所产生的明显条纹方向。
指示对象面的符号及指示符号的位置
图示表面纹理时，表示对象面的符号以 60º 不同长度的折线表示。
面的指示符号
需要进行去除加工面的指示符号
横截面曲线
ℓr 粗糙度曲线
ℓr
基准长度 ℓr
ℓr
评估长度 ln
平均线 ℓr
平均线
横截面曲线
ℓr
基准长度 ℓr
平均线 ℓr
粗糙度曲线 平均线
峰顶 峰
ℓr
谷 谷底
截止值 cutoff
截止值是指从横截面曲线中被除去的规定波长。从横截面曲线 中除去较长的波长成分形成粗糙度曲线，相反，除去较短的波 长成分则形成波度曲线。接触式表面粗糙度测量仪在采用由电 容器和电阻器构成的电气回路进行处理、还属于模拟仪器时， 以 2CR 滤波器为主流，但是随着不断走向数字化，人们开始 更多地使用相位补偿型数字滤波器（高斯滤波器）。在多文件 分析软件中使用的截止值也属于高斯滤波器。
表面粗糙度
的测量方法
将粗糙度仪的测量方法和注意点汇总到 1 本资料
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表面粗糙度 技术资料系列
本资料总结了最常用的接触式粗糙度仪的基本术语、原理及测量方法。 请务必活用于新员工的培训或自我复习测量知识等用途。
为什么需要粗糙度测量
身边常见的零件表面各式各样，有的光滑闪闪发亮，有的粗糙无光泽。这些外 观差异会随该零件的表面粗糙度而异。在加工品的表面上，存在着不同高度、 深度和间隔不同的连续凹凸等复杂形状。与上述深度相比，以较小间隔呈现的 实际表面坑洼不平被称为表面粗糙度。
项目
规格
使用设备
截面
评估对象 滤波器
评估对象
滤波器
最大峰高度
最大谷高度
粗
糙 度 高度参数
最大高度 算术平均高度
均方根高度
偏态（偏度）
峰态（峰度）
空间参数
复合参数
ISO 25178
ISO 4287 （ISO 13565-1）
接触式及
接触式
非接触式形状测量仪 （仅触针式粗糙度仪）
S-F 平面
截面曲线
S- 滤波器
使用触针式表面粗糙度测量仪评估表面粗糙度的步骤如下所示。( 摘自 ISO 4288:1996）
基准长度 指示在 图纸上
3 步骤 -1
根据图纸上等所 指示的基准长度 （截断值 λc）
进行测量
步骤 4
通过测量结果 判定是否在 容许界限值内
步骤 1
设置 测量目标物
基准长度的评估条件 未指示在图纸上
步骤 2
U“X”0.008 至 0.8/Rz 6 max 4.8
图示例 3
磨削 0.008 至 0.8/Rz6 4.8
6
符号
含义
加工的刀具条纹方向与标有符号图的投影图平行 例 牛头刨削面
加工的刀具条纹方向与标有符号图的投影面成直角 例 牛头刨削面（从侧面观察的状态）车削、圆筒研磨面
加工的刀具条纹方向与标有符号图的投影面在 2 个 方向倾斜交叉
例 珩磨加工面
加工的刀具条纹多重交叉或无方向
例 抛光加工面、超精加工面、 进行横送的端铣刀或立铣刀切削面
加工刀具的条纹相对于标有符号面的中心大致在 同心圆上 例 端面车削面
加工刀具的条纹相对于标有符号面的中心大致呈 放射状
说明图
刀具条纹的方向 刀具条纹的方向 刀具条纹的方向
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触针式表面粗糙度测量仪的测量步骤
横截面曲线 primary profile
“横截面曲线”是指将截止值 λs 的相位补偿型低通滤波器 应用于测量横截面曲线所获得的曲线。