【案例】汽车工业表面粗糙度检测新利器 Leica DCM8

徕卡显微系统于2014年初向全球发布了最新高科技产品DCM8, 该解决方案集蓝光LED,超高分辨率等终极科学最新技术概念之大成,在整个工业质量控制表面形貌分析领域带来了革命性的冲击力。

徕卡市场部将陆续推出DCM8的系列行业应用在汽车工业及其相关产业链当中,粗糙度是其中一项关键议题。

粗糙度各项参数对于我们理解每个汽车零部件的性能和使用寿命至关重要。粗糙度标准清楚表述了各项参数需要哪些表达,包含哪些区域需要被扫描以取得相关适合的统计数据。

下面先让我们来简单学习一下表面粗糙度的基本概念。

表面特征: 表面粗糙度,表面波纹度,表面缺陷,表面几何形状的总称。

表面粗糙度,原称表面光洁度,是指加工表面上具有较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性.主要是由所采用的加工方法形成的;

表面波纹度:粗糙度迭加在上面的那个表面特征部分;

表面几何形状:表面的总体形状。

(1)轮廓算术平均偏差(Ra):

在取样长度L内,被测轮廓上各点至中心线距离的绝对值得算术平均值

(2)轮廓的最大高度(Rz)(又称Rt,Rmax,以前也叫Ry)

在取样长度L内,取最大峰值和最大谷值之和

(3)其他国家的参数差异

日本标准中,Rz定义为第3个最大轮廓峰高与第3个最大轮廓谷深之和,即Rz=Zp3+Zv3

Din标准中,Rz定义为5个连续的取样长度中的轮廓最大高度Rz的平均值,即Rz=1/5(Rz1+Rz2+Rz3+Rz4+Rz5)

(4) 参数选用

Ra-轮廓算术平均偏差-表征零件的耐磨性,便于采用测量精度较高且测量简便的触针式仪器度量,目前世界上约有25个国家(ISO/美/英/日/德等)评定参数标准均采用Ra;一般情况下推荐选用Ra;

旧Rz-微观不平度十点高度-主要用于测量仪器限制,或粗糙度要求特别高或特别低(Ra>6.3um, Ra<0.025um)适于用光学仪器测量时;其反映的信息比较局限,GB3505-2000已不采用;

新Rz-轮廓最大高度-从功能要求考虑,如对疲劳强度要求,耐磨性要求,表面很小或为曲面,或规定很粗的表面粗糙度时可选用,对某些表面不允许出现微观的较深的加工痕迹和小零件表面有实用意义,目前逐渐为各国列入标准中;

对应力集中而导致疲劳破坏较敏感的表面可在选取Ra+新Rz,以控制轮廓的最大高度不超过规定的允许值,即Ra和Rz可同时选用;

Rz亦可和旧Rz同时选用,以控制多功能的要求;

Ra和旧Rz因其功能基本相似,不同时选用。

原GB3505-1983中,轮廓的最大高度用Ry表示,而Rz用于指示微观不平度的十点高度,系指在取样长度L内,5个最大峰值的平均值和5个最大谷深的平均值之和.英标BS亦同。

Caution:使用中的一些表面粗糙度测量仪器大多是测量以前的Rz参数,在文件和图面参照和使用中需小心慎重.公司检测目前采用德国马尔德S3P探针式测量仪,主要测量Ra值;其Rz值系指不平度十点高度;Rmax指最大高度。

徕卡的优势:

通过获取对一个金属零部件的扩展延伸表面形貌结构的简单剖面曲线进行粗糙度分析, 横向标尺显示了被测表面有多大以及我们的运算曲线能到达多少精确度。

通过选择合适的放大倍数,该测量结果可以和客户目前取得的表面接触式轮廓仪数据进行比较(物镜的横向分辨率应该在接触式表面轮廓仪的尖针范围之内)此外, Leica Map 软件包含所有不同的正常粗糙度参数。

表面粗糙度标准的提出和发展与工业生产技术的发展密切相关，它经历了由定性评定到定量评定两个阶段。

表面粗糙度对机器零件表面性能的影响从1918年开始首先受到注意，在飞机和飞机发动机设计中，由于要求用最少材料达到最大的强度，人们开始对加工表面的刀痕和刮痕对疲劳强度的影响加以研究。但由于测量困难，当时没有定量数值上的评定要求，只是根据目测感觉来确定。

在20世纪20～30年代，世界上很多工业国家广泛采用三角符号(▽)的组合来表示不同精度的加工表面。但粗糙度评定参数及其数值的使用，真正成为一个被广泛接受的标准还是从40年代各国相应的国家标准发布以后开始的。

美国 ANSI/ASMEB46.1-2002—《表面结构表面粗糙度、表面波纹度和加工纹理》& ANSI Y14.36

日本 JISB0601-1988—《表面粗糙度的定义和数值》

英国BS1134.1-1998—《表面结构的评定》

法国 NF E05-051—

前苏联GOCT2789-1973—《表面粗糙度参数和特征》

联邦德国DIN4760,DIN4762,DIN4763。

以上各国的国家标准中都采用了中线制作为表面粗糙度参数的计算制，具体参数千差万别，但其定义的主要参数依然是Ra(或Rq)，这也是国际间交流使用最广泛的一个参数。

国家标准GB3505_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》等效于ISO4287_1997

GB1031_1995《表面粗糙度 参数及其数值》等效于ISO468

GB131《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》等效于ISO1032

更多DCM8相关信息

请点击底部 阅读原文