取樣長度、評定長度在粗糙度測量中的應(yīng)用
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1 取樣長度與評定長度的選取
GB1031—83《表面粗糙度 參數(shù)及其數(shù)值》給出了取樣長度數(shù)值(表1)，公比為10?。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取樣長度值應(yīng)從該系列值中選取。
規(guī)定和選擇取樣長度，是為了限制和減弱表面波紋度對表面粗糙度測量結(jié)果的影響，使得到的粗糙度值正確反映表面的粗糙度特性。一般情況下，可根據(jù)表面加工方法和粗糙度參數(shù)值大小選用。GB1031—83附錄B規(guī)定了取樣長度推薦值(表2)。
表1 取樣長度的數(shù)值(mm)
| 0.08 | 0.25 | 0.8 | 2.5 | 8 | 25 |
表2 Ra、Rz、Ry的取樣長度l與評定長度ln選用值
| Ra(μm) | Rz,Ry(μm) | l(mm) | ln=5l(mm) |
| ≥0.008～0.02 ＞0.02～0.1 ＞0.1～2.0 ＞2.0～10.0 ＞10.0～80.0 | ≥0.025～0.10 ＞0.10～0.50 ＞0.50～10.0 ＞10.0～50.0 ＞50.0～320 | 0.08 0.25 0.8 2.5 8.0 | 0.4 1.25 4.0 12.5 40.0 |
評定長度值根據(jù)表面加工方法和相應(yīng)取樣長度按GB1031—83附錄B選用。一般加工表面選取評定長度為5個(gè)連續(xù)的取樣長度(表2)。加工均勻性較好的表面，可選用小于5個(gè)取樣長度的評定長度；均勻性較差的表面，可選用大于5個(gè)取樣長度的評定長度。若圖樣上或技術(shù)文件中已標(biāo)明評定長度值，則應(yīng)按圖樣或技術(shù)文件中的規(guī)定執(zhí)行。
所謂“加工表面均勻性”是指加工后表面各部位粗糙度數(shù)值一致的程度。如果在一個(gè)加工表面上按取樣長度連續(xù)測量幾段所得粗糙度值一樣，說明加工表面均勻；反之粗糙度值不一樣，有時(shí)甚至相差很大，則表明加工表面不均勻。
任何表面的粗糙度都是由一系列不同高度和間距的峰谷組合而成，這些峰谷反映了加工表面微觀幾何形特性。從外觀上或感覺上這種特性通?？値в斜砻婕庸み^程中所用加工方法的特征。
車、銑、刨削加工表面往往帶有均勻的間距和清晰的刀具痕跡方向，其紋理具有明顯的規(guī)律性，它所形成的是一個(gè)典型的周期輪廓(有時(shí)也疊加有不同程度的隨機(jī)成分)有明顯的周期，這一周期反映了進(jìn)給量是均勻相等的，加工表面均勻性好。
磨削加工表面雖有一般的方向性，但是間距通常是不規(guī)則的，紋理沒有明顯的規(guī)律。研磨加工表面是通過磨料的往復(fù)作用所產(chǎn)生的表面，往往沒有什么方向性。磨削、研磨分別用砂輪和磨料進(jìn)行切削拋光，使表面光滑平整。但由于砂輪的磨粒大小、磨料顆粒尺寸形狀不規(guī)則，切削力不等，使加工表面形成隨機(jī)輪廓，雖有周期成分，但隨機(jī)成分是主要的，表面均勻性差。
因此，加工表面的粗糙度是加工過程中多種因素(機(jī)床—刀具—工件系統(tǒng)、加工方法、切削用量、冷卻潤滑液)共同作用的結(jié)果。這些因素的作用過程相當(dāng)復(fù)雜，而且是不斷變化的。所以用不同加工方法或在同樣加工方法、同樣切削條件下切削出來的同一批零件，不同表面不同部位其粗糙度值也不完全相同。根據(jù)每一種加工方法具有的獨(dú)特表面特征，表3列出了各種典型方法選用的取樣長度和評定長度經(jīng)驗(yàn)值。
表3 常用加工方法取樣長度、評定長度經(jīng)驗(yàn)值(mm)
| 表面輪廓的特點(diǎn) | 取樣長度l | 評定長度ln | |||
| GB1031推薦值 | 經(jīng)驗(yàn)數(shù)值 | 美國標(biāo)準(zhǔn)ASA B46.1 | 英國標(biāo)準(zhǔn)BS1134 | ||
| 比較規(guī)則和均勻 (如車、銑、刨) | 2.5 | (1～3)l | 2l | (5～20)l | ＞5l |
| 不很規(guī)則和均勻 (如精車、磨、端銑) | 0.8 | (2～6)l | (3～4)l (3～6)l | ||
| 很不規(guī)則和均勻 (如精車、研磨、拋光) | 0.25 | (6～17)l | (6～7)l | ||
| 極不規(guī)則和均勻 (如細(xì)研、細(xì)拋光) | 0.08 | — | (8～10)l (10～12)l | ||
注：
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輪廓儀(計(jì))利用濾波器抑制波紋度的影響來實(shí)現(xiàn)取樣長度的選擇。通常濾波器特性在截止波長處急劇變化，輪廓譜通過濾波后使間距小于截止波長的粗糙度都無變化地通過，而間距大于截止波長的粗糙度卻被完全抑制。
截止波長是輪廓譜中數(shù)值上等于取樣長度的一個(gè)正弦波的波長，習(xí)慣上也叫做切除長度，通常叫截止值。所以儀器的截止值就相當(dāng)于測量時(shí)的取樣長度。
截止值與取樣長度的區(qū)別是，截止值是一種手段，利用它可使獲得的輪廓波形限制在取樣長度內(nèi)進(jìn)行評定的效果。而取樣長度是用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線長度，它可使表面粗糙度參數(shù)值從波度和波距大于其值的不平度中區(qū)分開來。
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