在机械零件切削的过程中，刀具或砂轮遗留的刀痕，切屑分离时的塑性变形和机床振动等因素，会使零件的表面形成微小的峰谷。这些微小峰谷的高低程度和间距状况叫做表面粗糙度, 也称为微观不平度, 它是一种微观几何形状误差。产品的工作性能、可靠性、寿命在很大程度上取决于主要零件的表面质量，因而粗糙度是重要的工业参数。

表面粗糙度检测方法

对表面粗糙度的评价主要分为定性和定量两种评定方法。定性评定是将待测表面和已知表面粗糙度级别的标准样板相比较，通过目估或借助于显微镜以判别其级别。定量评定则是通过一定的测量方法和相应的仪器，测出待测表面的粗糙度数值。

1.粗糙度样板比较法

表面粗糙度样板是按各种加工方法做成的不同几何形状的一套标准表面样块，用来与被测的表面比较。以样块工作面的表面粗糙度为标准，凭触觉（如手感）或视觉（可借助放大镜、比较显微镜等）与待测工件表面进行比对，从而判断被检查表面的粗糙度是否满足要求。这是一种定性的检查方法。所选用的样块和被测零件的加工方法必须相同，并且样块的材料、形状、表面色泽等应尽可能与被测零件一致。根据被测表面加工痕迹的深浅来决定其表面粗糙度轮廓是否符合技术要求。若被测表面加工痕迹的深度相当于或小于样块加工痕迹的深度，则表示该被测表面粗糙度轮廓幅度参数Ra值不大于样块所标记的Ra值。

触觉比较法适用于检测Ra值为0.63~10mm的外表面；目测法适用于检测Ra值2.5~80mm的表面；用5～10倍放大镜比较适用于检测Ra值0.32~2.5mm的表面；用比较显微镜适用于检测Ra值0.08~10mm的表面。

这种方法简单易行，工厂比较常用，尤其是车间检验中常用。一般只用于粗糙度评定参数值较大的情况下，其判断的准确性很大程度上取决于检验人员的经验，只能定性测量，无法得到定量值，当有争议时可用仪器进行测量。

2. 印模法测量

对于大型零件或零件内表面等（如深孔、盲孔、凹槽、内螺纹）不易直接测量的情况下可用印模法。印模表面的峰谷值总要比被测表面的峰谷值要小些，因而对此结果需加以修正。其修正系数值与所用材料等有关，应由实验来确定。

3.触针法测量

触针法又称针描法，它是一种接触式测量方法，是利用仪器的测针与被测表面相接触，并使测针沿其表面轻轻划过以测量表面粗糙度的一种测量法。

将一个很尖的触针垂直安置在被测表面上作横向移动，由于工作表面粗糙不平，因而触针将随着被测表面轮廓形状作垂直起伏运动。将这种微小位移通过电路转换成电信号并加以放大和运算处理，即可得到工件表面粗糙度参数值；也可通过记录器描绘出表面轮廓图形，再进行数据处理，进而得出表面粗糙度参数值。

该方法适宜测量Ra值为0.025~12.5mm，Rz值为0.02~160μm范围内的表面粗糙度。触针法不能用于软质材料、现场高速在线场合，这是因为用针测量轮廓时，针尖必须给表面施加一定的压力，使触针易划破被测表面及测量速度低。因此，在测量高密表面、不允许有划伤软质表面及需要在线高速测量表面，触针法就显得力不从心了。另外，由于横向分辨率会受触针直径限制，不宜对超光滑表面的测量。

4.光切法测量

所谓光切法就是用一狭窄的扁平光束以一定的倾斜角照射到被测表面上，光束在被测表面上发生反射，将表面微观粗糙度用显微镜放大成像进行观测。测量仪器用光切显微镜，有JSG型和9J型。它可用于测量车、铣、刨及其他类似方法加工的金属外表面，还可观察木材、纸张、塑料、电镀层等表面。从目镜观察表面粗糙度轮廓图像，用测微装置测量Rz值，也可以通过测量描绘出的轮廓图像，再计算Ra值，因其方法较繁琐而不常用，适用于计量室测量表面粗糙度Rz为0.8~100μm（相当于Ra值为0.16~20μm）的平面和外圆柱表面。

5.干涉法测量

干涉法是利用干涉显微镜测量表面粗糙度，联合运用干涉原理和显微放大原理。对测量面垂直高度方向的微观不平度通过光波干涉法进行放大测量，对表面粗糙度的水平参数通过显微放大系统测量。干涉显微镜具有表面信息直观和测量精度高等优点，而且一次就可测定一块面积。根据分光方案的不同，分光路干涉显微镜可分为Michelson，Mirau和Linik三种。

干涉法主要用于测量表面粗糙度的Ry和Rz参数，这种方法适宜测量Rz值为0.063~1.0μm（相当于Ra值为0.01~0.16μm）的平面、外圆柱面和球面。

6.散射法测量

散射法是采用光强对比来评价表面结构的一种方法。光源发射的光波通过光学系统平行或发散地入射到被测工件表面，被测件表面反射光波所反映的被测件表面形状的光学信息由与光学信息相关的各种形式的光电传感器和后处理电路予以处理。

对于表面粗糙度数值较小的表面，散射光能较弱，反射光能较强；反之，表面粗糙度数值较大的表面，散射光能较强，反射光能较弱。

基于光学散射原理的表面粗糙度检测方法，具有结构简单、体积小、易于集成产品、动态响应好、适于在线测量等优点。该方法的缺点是测量精度不高，用于超光滑表面粗糙度的测量还有待进一步改进。

这种方法适宜测量Ra值为0.012~2.0μm的平面、外圆柱面和球面、样块等。也可以用来测量零件表面划线、镀层等深度。

7.光学探针法

原理上类似机械探针式测量方法，探针改用聚焦光束取代金刚石针尖，表面轮廓高度的变化通过检测焦点误差来实现。目前采用的有激光三角法探针、光学临界角法探针、像散法探针、共焦扫描探针、基于光纤的光学针扫描法等。

光学探针式测量系统的测量范围比其他方法要大许多，它不仅能测量局部表面的粗糙度，还能精确测量1mm范围内的表面形状变化，以及检测表面的微小缺陷。

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