《表面粗糙度检测技术》课件.ppt

表面粗糙度检测技术本课件将深入探讨表面粗糙度检测技术的原理、方法和应用，并结合实际案例，帮助您全面了解这一重要技术在工业制造中的关键作用。

课程目标与学习重点课程目标了解表面粗糙度检测技术的原理和应用。掌握常用的表面粗糙度检测方法。能够独立进行表面粗糙度检测工作。学习重点表面粗糙度参数定义和计算。触针式和光学检测技术的原理。数据采集、处理和分析方法。表面粗糙度与产品性能的关系。表面粗糙度检测的标准规范。

什么是表面粗糙度表面粗糙度是指物体表面微观几何形状的偏差程度，用一系列参数来描述，反映了物体表面微观起伏的大小和分布特征。它通常用微米（μm）或纳米（nm）来表示，反映了表面加工质量的精细程度。

表面粗糙度的形成原因1切削加工：刀具与工件的相对运动，在切削过程中形成的表面凹凸不平。2研磨抛光：使用砂轮或抛光剂去除材料，留下表面微观起伏。3电镀电解：电解过程产生的晶体生长和表面缺陷。4腐蚀氧化：材料与环境介质反应产生的表面氧化层或腐蚀坑。

表面粗糙度参数定义参数定义Ra（算术平均偏差）轮廓线在基线上的平均偏差值。Rz（最大高度）轮廓线在测量长度内五点最大高度和五点最小高度之差的平均值。Rq（均方根偏差）轮廓线偏离基线的平方平均值的平方根。Rp（轮廓峰值高度）轮廓线在测量长度内的最大峰值高度。Rv（轮廓谷值深度）轮廓线在测量长度内的最大谷值深度。

Ra（算术平均偏差）详解Ra表示轮廓线在基线上的平均偏差值，是一个常用的表面粗糙度参数。它反映了表面微观起伏的平均水平，数值越小，表面越光滑。

Rz（最大高度）详解Rz表示轮廓线在测量长度内五点最大高度和五点最小高度之差的平均值。它反映了表面微观起伏的整体范围，数值越大，表面越粗糙。

Rq（均方根偏差）详解Rq表示轮廓线偏离基线的平方平均值的平方根。它反映了表面微观起伏的综合指标，数值越小，表面越光滑。

其他常用粗糙度参数介绍Rp（峰值高度）反映了表面微观起伏的最高峰值。Rv（谷值深度）反映了表面微观起伏的最低谷值。Sm（轮廓波纹度）反映了表面微观起伏的周期性特征。Sk（轮廓形状参数）反映了表面微观起伏的形状特征。

表面粗糙度的重要性表面粗糙度对产品的性能和使用寿命有重要的影响，它直接影响到产品的以下方面：摩擦性能、疲劳强度、密封性能、耐腐蚀性、美观性、加工成本等。

工业制造中的应用案例齿轮表面粗糙度影响啮合精度和传动效率。轴承表面粗糙度影响摩擦系数和使用寿命。密封件表面粗糙度影响密封性能和泄漏率。模具表面粗糙度影响产品表面质量和成型精度。

加工质量控制要求为了保证产品的质量和性能，对表面粗糙度进行严格的控制是必不可少的。不同的产品和应用场景，对表面粗糙度的要求也不同，需要根据具体情况制定相应的质量标准。

传统检测方法概述传统表面粗糙度检测方法主要依赖于触针式粗糙度仪，它通过触针与物体表面接触，测量其微观起伏。触针式方法虽然操作简单，但存在一些局限性，例如易造成表面损伤，测量速度慢，无法检测非导电材料等。

触针式粗糙度仪原理触针式粗糙度仪利用一个精密的触针，在被测物体表面进行扫描，触针的位移通过传感器转换为电信号。电信号经过放大和处理，最后显示在仪器屏幕上，从而得到表面粗糙度的参数值。

触针式粗糙度仪结构触针触针是测量表面粗糙度的关键部件，通常采用金刚石或硬质合金制成，具有高精度和耐磨性。传感器传感器用于检测触针的位移，并将其转换为电信号。放大器放大器用于放大传感器输出的电信号。数据处理单元数据处理单元用于对放大后的信号进行处理，并计算表面粗糙度参数。

触针式检测的优势操作简单，易于掌握。价格相对便宜，易于普及。精度较高，适用于精度要求较高的场合。

触针式检测的局限性易造成表面损伤，尤其对于软质材料。测量速度慢，不适合大批量检测。无法检测非导电材料，例如塑料和陶瓷。无法进行三维形貌测量。

光学检测技术简介光学检测技术利用光的干涉、衍射等现象，实现对物体表面微观形貌的测量。光学检测技术具有非接触、高速、高精度等优点，近年来得到迅速发展。

白光干涉测量原理白光干涉测量利用白光照射被测物体表面，产生的干涉条纹用于测量表面高度变化。白光干涉法具有高精度、非接触的特点，适合测量各种材料表面的粗糙度。

白光干涉仪器构造光源白光干涉仪器使用白光作为光源，可以获得更丰富的干涉信息。干涉仪干涉仪用于将白光分成两束，并使它们在被测物体表面发生干涉。探测器探测器用于接收干涉条纹信息，并将其转换为电信号。数据处理单元数据处理单元用于对接收到的电信号进行处理，并计算表面粗糙度参数。

共焦显微检测原理共焦显微检测利用一个针孔，将激光束聚焦到被测物体表面，并接收来自焦点的反射光。通过调节针孔的位置，可以实现对物体表面不同深度的扫描，从而获得三维形貌信息。

共焦显微仪结构特点激光光源共焦显微仪器使用激光作为光源，具有高