表面形貌軟件測量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用系統(tǒng)研究

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1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文表面波紋度的形成原因主要有：加工過程中，機床－刀具—工件系統(tǒng)的強迫振動，刀具進給的不規(guī)則以及回轉(zhuǎn)質(zhì)量的不平衡等。表面波紋度具有較強的周期性。此外，還有表面缺陷，可能由加工過程形成，也可能在儲運及使用中形成，如微觀 劃痕、溝槽、凸臺、凹坑等，它們一般不存在明顯的周期性和規(guī)律性。表面形狀誤差、表面粗糙度與表面波紋度的劃分，通常按相鄰兩波峰或波谷之間的距離，即按波距與波幅（峰谷高度）的比值來劃分。一般而言，波距小于1mm，大體 呈周期變化的屬于表面粗糙度范圍;波距在1－10mm之間并呈周期性變化的屬于表面波 紋度的范圍;波距

2、在10mm以上而無明顯周期變化的屬于表面形狀的范圍。顯然，上述傳統(tǒng)劃分方法并不嚴(yán)謹(jǐn)。實際上表面形狀誤差、表面粗糙度、以及表面波紋度之間，并沒有確定的界限，它們通常與生成表面的加工工藝和工件的使用功能有關(guān)。例如，汽車輪軸的粗糙度，對于手表芯軸而言可能變成了波紋度或形狀誤差[5]。為此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO近年來加強了對表面濾波方法和技術(shù)的研究，對復(fù)合的表面特征，采用軟件或硬件濾波方式來呈現(xiàn)某一特征而去除其他特征，從而獲得與使用功能相關(guān)聯(lián)的表面特征評定參數(shù)。1.2.2表面形貌特征對零件性能的影響1)表面粗糙度對零件性能的影響（1）對摩擦磨損的影響

3、零件工作表面之間的摩擦?xí)黾幽芰康膿p耗，因為需要克服 “犬牙交錯”的表面峰谷之間的阻力，而此阻力來自凸峰的彈、塑性變形或切割作用等。表面越粗糙，摩擦系數(shù)就越大，因摩擦而消耗的能量也越大。此外，表面越粗糙，則兩配合表面間的實際有效接觸面積越小，單位面積壓力越大，故更易磨損。因此，減少零件表面的粗糙度程度，可以減少摩擦系數(shù)，對工件機械可以提高傳動效率，對動力機械可以減少摩擦損失，增加輸出功。此外，還可以減少零件表面的磨損，延長機器的使用壽命。但是，表面過于光潔，會不利于潤滑油的貯存，易使工作面間形成半干摩擦甚至干摩擦，反而使摩擦系數(shù)增大，從而加劇

4、磨損。同時，由于配合表面過光，還可能增加零件接觸表面之間的吸附力，也會使摩擦系數(shù)增大，加速磨損。（2）對機器和儀器工作精度的影響表面粗糙度不平，摩擦系數(shù)大，磨損也大，不僅會降低機器或儀器零件運動的靈敏性，而且影響機器或儀器工作精度的保持。由于粗糙表面的實際有效接觸面積小，在相同負(fù)荷下，接觸表面的單位面積壓力增大，使表面層的變形增大，即表面層的接觸剛度變差，影響機器的工作精度。因此，零件表面粗糙程度越小，機器或儀器的工作精度越高。2華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文（3）對配合性質(zhì)的影響對間隙配合而言，表面粗糙度則易于磨損，使間隙很快增大，乃至破壞配合性

5、質(zhì)。特別是在尺寸小、公差小的情況下，表面粗糙度對配合性質(zhì)的影響更大。對過盈配合而言，表面粗糙度減少實際有效過盈，降低連接強度。例如，根據(jù)實測和試驗，直徑為180mm的車輛輪軸的過盈配合，微觀凸峰的最大高度為36.5μm時雖比 微觀凸峰的最大高度為18μm時的配合增加了15%的過盈量，但連接強度反而降低了 45%～50%。（4）對零件強度的影響零件表面越粗糙，則對應(yīng)力集中越敏感，特別是在交變載荷的作用下，影響更大。例如，發(fā)動機的曲軸往往因此損壞，故對曲軸這類零件的溝槽或圓角處的表面粗糙度，更有特別嚴(yán)格的要求。（5）對抗腐蝕的影響表面粗糙度，則積

6、聚在零件表面上的腐蝕性氣體或液體也越多，而且會通過表面的微觀凹谷向零件表面層滲透，使腐蝕加劇[6]。2)表面波紋度對零件性能的影響表面波紋度對零件性能的影響除部分與表面粗糙度相同外，還有其自身的特點，特別是對某些產(chǎn)品性能的影響尤為突出。對于滾動軸承來講，工作時產(chǎn)生振動的主要因素是表面波紋度。因為形狀誤差主要反映零件表面的低頻分量，而這些低頻分量對軸承振動的影響要遠遠小于高頻分量。滾珠的波紋度會使鋼球的單體振動值上升，從而使合套后的軸承整體振動和噪聲增大。試驗表明，滾動軸承的振動和噪聲與零件的表面波紋度成正比，波紋度的大小直接影響軸承的多項性能

7、指標(biāo)。把軸承滾道和滾動體的表面波紋度控制在一定范圍內(nèi)，對提高滾動軸承的精度和延長其使用壽命由重要作用。對于計算機磁盤而言，硬盤的表面波紋度已成為制約其讀寫速度的瓶頸。因為表面波紋度會引起工作過程中磁頭相對硬盤表面之間氣隙的變動，盡管磁頭有跟隨功能，但當(dāng)硬盤轉(zhuǎn)速很高時，此種氣隙的變動可能使磁頭響應(yīng)不及時而造成頭盤碰撞，導(dǎo)致信息丟失、設(shè)備損壞的嚴(yán)重后果。波紋度對機械接觸式密封件的性能有重要影響。隨著波紋度幅值的增加，流體膜承受的負(fù)荷將明顯增加，泄露量也將迅速增加。從密封設(shè)計和使用要求看，對一個給定的工況，波紋度對光學(xué)界質(zhì)表面的光散射具有不可忽視的

8、影響。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光學(xué)介質(zhì)的表面粗糙度要求已提高到納米水平時，反射率并無明顯提高，其原因就是由于波紋度的影響。3華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1.2.2表面形貌的