表面粗糙度参数Rz

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1、表面粗糙度参数Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc等的测量甘晓川  张瑜  刘娜  石作德  谷荣凤    在GB/T3505-2000《产品几何技术规范  表面结构  轮廓法  表面结构术语、定义及参数》中定义了表面粗糙度幅度参数(纵坐标平均值)Ra、Rq、Rsk、Rku和间距参数、混合参数等，虽然该标准等效采用了ISO4287:1997《几何产品规范(GPS)表面特征:轮廓法  表面结构的术语、定义及参数》，但这些参数远远不能满足我国目前工业生产的需要，特别是在涉外产品中常常会提出一些非标的表面粗糙度参数的技术要求，例如R

2、max(DINENISO4287)、RPc(prEN10049)、R3z(DaimlerBenzStandard31007)等。这些参数的正确测量直接影响产品符合性的判断，因此生产部门对这些参数的准确测量都有迫切的需求。同时，对这些参数的正确认识及理解能有效地指导生产过程，在使产品技术指标满足要求的同时可有效降低生产成本。    笔者在实际工作中经常会为一些厂家测量这样的参数，如发动机冷凝管内表面的Rmax、Rt等参数、轴类零件的RPc参数。现结合实例对这些参数的定义和测量方法作一些说明，以供参考。    一、参数的定义   

3、 1.参数Rz(GB/T3505-2000)    在一个取样长度lr内，最大轮廓峰高和最大轮廓谷深之和的高度如图1所示。        图1  参数Rz示意图    这里Rz的定义和GB/T3505-1983《表面粗糙度术语  表面及其参数》中的定义已经完全不同。GB/T3505-1983中Rz符号曾用于指示“不平度的十点高度”。正在使用中的一些表面粗糙度测量仪器大多只能测量以前的参数Rz。因此，采用现行的技术文件和图样时必须小心慎重，因为用不同类型的仪器按不同的规定计算所取得的结果之间的差别，并不都是非常微小而可忽略的。 

4、   2.参数Rmax(DINENISO4287)    参数Rmax与参数Rzi之间有些关系，因此首先介绍Rzi的定义。    Rzi的定义为，在一个取样长度lr内最高峰和最低谷之间的垂直距离。    Rmax的定义为在评定长度lc内Rzi的最大值(在DINENISO4288中，Rmax的符号为Rz1max)，其示意图如图2所示。        图2  参数Rmax示意图    3.参数Rt(GB/T3505-2000)    参数Rt的定义为评定长度内最大的峰谷垂直距离，如图3所示。        图3  参数Rt示意图 

5、   4.参数R3z(DaimlerBenzStandard31007)    R3zi的定义为，粗糙度轮廓上一个取样长度lr内第3高的轮廓峰和第3高的轮廓谷之间的垂直距离，如图4所示。        图4  参数R3z示意图    R3z是5个连续取样长度上粗糙度深度R3zi的平均值。    5.参数RPc(prEN10049)    参数RPc的定义为单位长度内连续穿过规定的上轮廓截止线c1和下轮廓截止线c2的粗糙度轮廓元素的数量。在使用中取c1等于c2，它们间的距离也叫做带宽(Bandwidth)或PeakCountLe

6、vel。通常会取它们位于中线(MeanLine)或平行于中线指定的另外的直线的两侧，如图5所示。        图5  参数RPc示意图    三、测量使用的仪器    测量使用的仪器为英国某公司生产的粗糙度仪。该仪器采用的是触针式测量方法，其粗糙度参数的测量误差为2%，具有分析评定25个参数R、22个参数P、23个参数W、12个参数R&W和7个参数Rk的能力。此外，对同一测量数据可以进行多次不同参数的分析评定，而不需要多次测量。    四、参数Rmax、Rt、R3z的测量    参数Rmax、Rt、R3z的测量同测量参数Ra

7、一样，都需要使仪器的探针在被测表面上扫描规定的长度，从而得到表面轮廓。表面轮廓经滤波器滤波后得到原始轮廓，用规定的方式对原始轮廓进行分析就得到对应的参数。    它们的评定与Ra的评定类似，滤波器、取样长度lc等评定条件的选取都对评定结果有明显的改变。笔者使用的滤波器是2CR-PC。而取样长度lc的选取由于没有明确的规定，工作中可选用与参数Ra同样的取样长度lc，这也是广泛采用的方式。    图6为使用粗糙度仪对某钢管内表面进行测量后得到的粗糙度轮廓，表1为该粗糙度轮廓各粗糙度参数的测量结果。        图6  某钢管内表

8、面粗糙度轮廓    由表1的测量结果可以看出，Rt>Rmax>Rz>R3z，这与前面介绍的这些参数定义的含义是一致的。        表1  某钢管内表面粗糙度参数测量结果    五、参数RPc的测量    Rmax、Rt、R3z等这些参数的评定过程不再涉及其他条件的设定，所