工件表面粗糙度的测量与分析.pdf

工件表面粗糙度的测量与分析

在制造业中，工件表面粗糙度的测量与分析是一个至关重要的
环节。粗糙度的高低会直接影响工件的质量和性能，因此必须进
行严格的测量和分析。本文将从测量原理、方法和分析等方面对

工件表面粗糙度进行探讨。

一、测量原理

工件表面粗糙度的测量原理是利用测量仪器对表面进行扫描，
并根据扫描结果得出表面粗糙度。其中，扫描仪、显微镜、高度
计等通常用来做表面粗糙度测量的技术手段。扫描仪是最常用的
表面粗糙度测量仪器。它通常包括一个触探头、一个基座、一个
控制器和一台计算机。当触探头接触到工件表面时，通过控制器

和计算机对其进行扫描，从而获得表面粗糙度指标。

二、测量方法

根据测量原理，表面粗糙度的测量方法也有不同的实现方式。
因此，不同的测量方法需要不同的工具和技术。以下是目前比较

常见的一些测量方法：

1.比较法：将被测表面与标准样品进行比较，得出表面粗糙度。

这种方法适用于需要进行快速、简单、准确的小量批量生产。
2.干涉法：利用激光干涉条纹的变化来精确定量测量物表面粗
糙度。此方法可以测量一大批表面线性的特征参数，能达到微米

级的精度。

3.重物法：利用定重物的自由落体高度，来确定物体表面的粗

糙度，并将其数学表达。

4.光学法：主要利用显微镜、望远镜和干涉仪等光学仪器，来

获取表面粗糙度信息。此方法适用于在大型机械领域测量。

5.机械测量法：如电容式、电磁式和液位计等能检测不同表面

高度位置。

6.三维测量仪：使用高精度的旋转内部激光或摄影测量技术，
可以同步记录并处理少至几百个点位数，多至几千万个点位数的

表面信息，可实现高精度和大尺寸表面粗糙度测试。

三、分析方法

通过上述测量方法得到表面粗糙度的指标后，还需要进行数据

分析。主要包括以下两个方面：

1.表面粗糙度参数的计算

现代工程粗糙度，通过数学函数解释，用精确的数学计算方法
得出一系列的表面“特征数值“。常见的表面粗糙度参数包括如下

三项：
（1）粗糙度平均值Ra：平均粗糙度高度。

（2）最大高度Rz：表面高度的最大值，代表表面粗糙度最大

的凸起和凹下。

（3）峰、谷高度Rp/Rv：指表面上拥有最高点和最低点的高度，
有助于计算出物体表面的波峰和波谷间的距离、密度以及其他参

数。

2.粗糙度的评价

在工业生产中，为了保证工件的质量和性能，必须对其表面粗

糙度进行评价。常用的方法包括以下几个方面：

（1）对比法：将被测物体和标准物体进行对比，从而得出粗

糙度级别。

（2）绝对值法：通过与已知标准进行比较，得出被测物体表

面粗糙度正负间的距离差值。

（3）几何平均值法：通过把表面的高度曲线变换成具有适当
的统计分布的高度分布曲线，使用平均值、标准差等指标描述表

面粗糙度。

（4）指标统称法：将表面的高度特征指标进行统计比对，达

到表面粗糙度的评价。

四、总结
表面粗糙度的测量与分析是保证工件质量和性能的关键环节。
通过对表面粗糙度的测量，可以获得准确的表面粗糙度指标，并
根据具体的分析方法进行评价。这些指标可以为制造商优化工艺、
改进产品性能、减小验收范围和风险提供必要的参考。在实际工
作中，我们应选择合适的测量方法，并进行数据分析和评价。未
来，随着人工智能和数字化技术的发展，表面粗糙度的测量和分

析将会更加精确和高效。