粗糙度的表示法
從量測儀器上,我們多可獲得工件表麵不規則狀況的放大結果,而此一結果 常被稱為"表麵輪廓圖"(surface
profile)。當儀器的尖筆正沿著工件表麵 進行掃描時,其垂直方向的運動乃可被放大而被繪製下來,且在同時,我們亦
可直接自儀器上讀出在該處工件表麵上的表麵粗度算術平均值究竟為多少。
在1930年以前,這完全是要憑觸覺來建立標準。檢驗時必須使用一係列
具有不同粗度的試片,工廠人員在使用這些試片時,先用他的手指甲劃過標準
的試片表麵,然後再劃過他製造出來之工件的表麵,當感覺這兩個表麵具有相
同的粗度時,則工件表麵便被認為足夠光滑了。在表麵密封、滾珠軸承、齒
輪、凸輪或軸頸等應用場合,表麵光度對於設備的功能能否發揮影響很大,有 人發現,設備的性能與對數的表麵光度值成線性的變化關係。
也就是說,要使 性能提高一倍時,平均的波峰到波穀的粗度值必須減低十倍。於是乎,對表麵 粗糙度量化的要求也就產生了。
表麵輪廓斷麵曲線中,包含了粗糙度曲線與波浪起伏的曲線(圖 1),一般
說來波浪起伏的曲線是屬於輪廓量測的範圍,其值遠大於表麵粗糙度之值(有
關輪廓量測請參閱第六章),但也有將表麵輪廓斷麵兩種曲線分開或合並考慮 的作法,因此也就有了各種表麵粗糙度之定義,如表 1.
儘管各種表麵粗糙度之定義有那麼多,一般表麵粗糙度之表示法隻有下列 三種:Ra(中心線平均粗糙度)、Rymax(*大高度粗糙度)、Rtm
(十點平均粗 糙度),現分述如下:
1. Ra :中心線平均粗糙度
若從加工麵之粗糙曲線上,截取一段測量長度L(圖 2) ,並以該長度內 粗糙深之中心線為x軸,取中心線之垂直線為y軸,則粗糙曲線可用y
= f(x)表之。以中心線為基準將下方曲線反折。然後計算中心線上方經反折後之全部曲 線所涵蓋麵積,
再以測量長度除之。所得數值以μm為單位, 即為該加工麵 測量長度範圍內之中心線平均粗糙度值,
中心線方向細分單位等間隔後取各分段點所對應之 hi 值,
中心線在表麵具有曲度或形狀誤差時,則成曲線,粗糙度沿此曲線量取。 測量長度限於量具大小而無法涵蓋整個機件表麵,因此,一次量取求得之Ra
隻是表麵某部分的中心線平均粗糙度,故應在被測物表麵多選幾個不同的位
置測量,將全部測得之Ra取其算術平均值則為表麵的中心線平均粗糙度。
2. Rymax :*大高度粗糙度
由表麵曲線上截取基準長度L做為測量長度,如圖所示,自該長度內曲線之
*高點與*低點,分彆畫出與曲線平均線平行之線時,該二線之間距即為*大
粗糙度,也就是測量長度內沿垂直方向量取*高點與*低點之距離。Rymax 值以μm 為單位,並在數值後加上小寫字母s以區分 Rymax
值。若由粗糙曲 在線截取基準長度L做為測量長度,則量測之值亦稱為*大高度粗糙度,但符 號改為 Rt , 使用時須注意。
Rtm :十點平均粗糙度
3. Rtm :十點平均粗糙度
由表麵曲線上截取基準長度L做為測量長度,求出第三高波峰與第三深波穀
,分彆畫出二條並行線,兩並行線間距即為十點平均粗糙度值Rz其值以μm為 單位,並在數值後加上小寫字母z以區彆另兩種粗糙度。
三種粗糙度數值間之關係約為:4 Ra Rymax Rtm
