粗糙度参数RzRmax、Rt、R3z、RPc等的定义及测量

表面粗糙度参数 Rz、Rmax、Rt、R3z、RPc 等的测量在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 Rmax(DIN EN ISO max4287)、 RPc(prEN 10049)、 R3z(Daimler Benz Standard 31007)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 max tc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。这里R/勺定义和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匕。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。2. 参数 Rmax(DIN EN ISO 4287)参数Rmax与参数R 之间有些关系，因此首先介绍R 的定义。 maxziziRzi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R 的最大值(在DIN EN ISO maxzi4288中，Rmax的符号为Rz1max)，其示意图如图2所示。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O4. 参数 R3z(Daimler Benz Standard 31007)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。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(prEN 10049)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 cl和下轮廓截止线c2的粗糙度轮廓元素的数量。在使用中取cl 等于c2,它们间的距离也叫做带宽(Bandwidth)或Peak Count Level。通常会取它们位于中线(Mean Line)或平行于中线指定的 另外的直线的两侧，如图5所示。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一样，都需要使仪器 max t3za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。iiiHidfr-15 -1 住米/W100 时吓 1ND 120mm图6某钢管内表面粗糙度轮廓由表1的测量结果可以看出，RtRmaxRR3，这与前面介绍t QdX Z 3Z的这些参数定义的含义是一致的。测盘结果（pml0.60204.0570乩.仙291.5&S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、R3等这些参数的评定过程不再涉及其他条件的设定， max t 3z所以对它们的评定相对简单。而参数RPc的评定稍显复杂一些， 其评定过程还需要设定3个条件，分别为参考类型、高度、带 宽。其中参考类型和高度是配合在一起的，笔者使用“平均值以 上的高度”，且高度为“0”，也就是以中线为中心，上下各半个带 宽。而带宽的大小就依靠产品的技术要求了，表2即为一个技 术要求的实例。该要求分别对7个带宽每英寸长度内的峰值数 量都提出了要求。带寛0,135600, 25360踽1.320I6,4Q0表2参数化技术要求实例分别在带宽中设定所要求的数值，然后计算机将依照设定的 条件对粗糙度轮廓进行分析计算，从而得到所需的参数RPc数 值。表3为通过设定不同条件后对图7分析后得到的参数RPc， 图7为包含29个评定长度的粗糙度轮廓。TV -1- kiU2xO.EmriVPj30O/I 亩规工件 IV7-25ftimXH0(WFrS IND 120mm图7某轴类零件的外表面粗糙度轮廓25.4mm)0. h301.00.25214 0.斟86.6L34.S2506.400表3某轴类零件的外表面粗糙度RPc参数测量结果实例六、结束语表面粗糙度可用具有不同定义的多种参数进行评定，前面涉及的仅仅为几个比较常见的参数。虽然有些参数在我国的国标 中并未定义，但由于这些参数在国外已大量使用，使得我们的 制造部门不得不在对外贸易中面对对方设置的贸易壁垒。开展 此类参数的测量可为生产和研究部门的研制提供有力的技术支 持，对打破技术性贸易壁垒也起到巨大的作用。