非接触式粗糙度轮廓仪浅析外表粗糙度的参数丈量及仪器选择

由于金属加工件更多选用数字外表粗糙度标准，选用目视（如用眼睛调查检测零件是否镜面和不带毛刺）或触觉（如用指甲划过零件外表查看是否不光滑和粗糙）的方法来检测零件外表粗糙度的需求现已消失。三丰（Mitutoyo）美国公司的形状检测产品销售工程师Len Carravallah指出：“当看见零件检测标准要求的截断值、探针头尺度和滤波器时，任何人就知道怎么进行查看而不需求新制定检测标准。” 三丰公司提供的触摸式检测仪器，包括可丈量平面的基本型产品和自动化的5轴数控丈量仪。

Michigan Metrology公司的Donald Cohen正在操作布鲁克公司（Bruker）出产的NPFlex 3D光学轮廓仪   

关于精细微微零件，探针划过其外表会发生负面影响，需求选用其它丈量方法。布鲁克公司可提供触摸式和非触摸式外表粗糙度和纹路丈量仪器。非触摸式丈量仪不会损害零件外表，还可丈量更多的信息。布鲁克公司的纳米外表部分总监Matt Novak指出：“非触摸丈量方法可得到纹路方向的细节信息，而单一探针触摸丈量方法却无法确认纹路方向。”

粗糙度和波纹度

Michigan Metrology LLC公司是运用布鲁克丈量仪器的公司之一。该公司选用3D外表微纹路丈量和分析，为工程师和科学家处理诸如噪音、泄露、摩擦、磨损、外观和粘接等问题。

Cohen选用布鲁克公司的NPFlex白光笔直扫描干涉仪，可得到高分辨率的外表3D图画。一般在1mm × 1mm (0.039″×0.039")的视场内丈量外表，笔直扫描形式的分辨率可高达3-6nm，移相形式的分辨率小于0.3nm。

一个重要的问题是确认正确的空间波距。Cohen指出，“选用探针轮廓仪的人们大多选用特定的截断值，如0.8mm。” 这意味着零件外表的空间波距如正弦波距被设定为≤0.8mm(0.315″)时用于检测粗糙度，大于0.8mm时用于检测波纹度。

Cohen指出：“问题在于实际情况并非总是如此，这取决于特定的使用场合如零件形状等，将0.8mm作为粗糙度和波纹度的截断值并不意外。”

施泰力公司（Starrett）的SR系列粗糙度测试仪用于检测被加工外表的粗糙度

Cohen举例说明，选用0.8mm的截断值丈量齿轮的齿外表粗糙度就很具挑战性，由于齿轮齿一般很窄。但在丈量谱另一端，可在毫米级丈量被加工零件的波纹度。

Cohen指出：“咱们正试图撤销粗糙度和波纹度这样的用语，而只指定空间波距。一般由短波距或长波距就可定义带宽。”

Cohen还引用了山脉粗糙度丈量这样的例子。基于最高峰和最低谷的高度值差来丈量山脉的粗糙度，其丈量成果值会很大。如果山上有草丛，把草丛去除以后再来丈量，丈量成果值将坚持不变。这是由于草丛的高度几乎不影响整个山脉的粗糙度值。

Cohen指出：“电解抛光类似于山脉丈量的情形。零件外表的山脉使零件看起来并不光亮。零件被抛光就像山脉的草丛被去除，但大山仍在那里。”

本文由非接触式粗糙度轮廓仪采集