一种表面粗糙度表征方法技术

已有的传统的表面粗糙度评定参数，例如Ra、Rq、Rz等并不能提供出表面规则形的特征信息。本发明专利技术提出一种表面粗糙度表征方法，通过该方法的实施可以弥补传统粗糙度表征方式无法描述工件表面微观不平度均匀性的不足。本发明专利技术的技术方案是计算工件表面微观轮廓高度方向上测量数据的均值，以区分峰值和谷值；设定峰值的阈值，计算所有大于阈值的测量数据的均值与峰值均值的比值，根据此比值的大小来判别工件表面形貌的均匀情况，比值越大则工件表面微观轮廓越不均匀；计算所有测量数据中的最大值与最小值，并求出两者的绝对值的均值，利用该均值与所有测量数据的均值绝对值的比值就可以进一步判别工件表面形貌均匀情况。

A Surface Roughness Characterization Method

Traditional surface roughness evaluation parameters, such as Ra, Rq, Rz and so on, can not provide the feature information of regular surface shape. The invention provides a surface roughness characterization method, which can make up for the deficiency that the traditional roughness characterization method can not describe the surface micro-roughness uniformity of the workpiece. The technical scheme of the present invention is to calculate the mean value of the measured data in the direction of the height of the micro-contour of the workpiece surface in order to distinguish the peak value from the valley value, set the threshold value of the peak value, calculate the ratio of the mean value to the peak value of all the measured data larger than the threshold value, and judge the uniformity of the workpiece surface morphology according to the magnitude of the ratio, the larger the ratio, the more uneven the micro-contour of the workpiece surface is calculated. The maximum and minimum values of all measured data are calculated, and the mean values of absolute values of both are obtained. By using the ratio of the mean values to absolute values of all measured data, the uniformity of workpiece surface topography can be further distinguished.

【技术实现步骤摘要】
一种表面粗糙度表征方法
本专利技术属于机械加工
，特别涉及一种表面粗糙度表征方法。
技术介绍
安装到机械设备中的零件，在装配前通常需要进行机械加工，零件在加工过程中被称为工件，工件的表面的微观几何形貌特性对工件的耐磨性、密封性、配合、耐腐蚀性、摩擦、热传导、可附着性、导电灯性能有很大的影响。同时工件的微观几何形貌对整个设备的运转平稳性、运转精度、工作可靠性、振动和噪声都有密切的联系。所以能够清晰地描述工件表面微观几何形貌特性在机械设备中显得尤为重要。工件表面的微观几何形貌特性通常是由粗糙度、表面波纹度和表面形状误差三个部分构成的。表面粗糙度是机械加工中描述被加工表面的微观几何形貌最常用的参数，它反映的是机械零件表面的细微纹理的微观几何形貌特征。有些机加工表面的微观几何形貌呈现出随机性的特点，而另有一些加工表面则呈现出规则性的特性，但是目前已有的传统的表面粗糙度评定参数，例如Ra、Rq、Rz等并不能提供出表面规则形的特征信息。因此，亟需一种更能够表征被加工工件表面微观不平度均匀性的方法，以更加有效地描述微观形貌的特征。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提出一种表面粗糙度表征方法，通过该方法的实施可以弥补传统粗糙度表征方式无法描述工件表面微观不平度均匀性的不足。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：计算工件表面微观轮廓高度方向上测量数据的均值；设定峰值的阈值，计算所有大于阈值的测量数据的均值与峰值均值的比值，根据此比值的大小来判别工件表面形貌的均匀情况，比值越大则工件表面微观轮廓越不均匀；计算所有测量数据中的最大值与最小值，并求出两者的绝对值的均值，利用该均值与所有测量数据的均值绝对值的比值就可以进一步判别工件表面形貌均匀情况，其特征在于，操作方法的步骤如下：1、利用粗糙度测量仪器测量已加工工件表面，得到已加工表面取样区间内N个连续的微观轮廓高度方向的测量数据ai，所述i=1，2，3，……，N；2、计算所述测量数据ai的均值M，并绘制M均值线；3、大于所述均值M的ai称为峰值，小于均值M的ai称为谷值，计算峰值均值Fmean；4、计算峰值的阈值Fy，所述阈值Fy等于峰值均值Fmean乘以阈值系数Xf，即：Fy=Fmean*Xf，所述阈值系数Xf大于等于1；5、计算相对系数Sf，Sf等于所有大于Fy的所述ai的均值的绝对值|aimean|与峰值均值的绝对值|Fmean|的比值，即Sf=|aimean|/|Fmean|；6、计算最大的峰值点到均值线M的距离Dfmax，最小的峰值点到均值线M的距离Dfmin；7、计算最小的谷值点到均值线M的距离Dgmax，最大的谷值点到均值线M的距离Dgmin；8、计算最值系数Sfg，所述最值系数Sfg等于Dfmax与Dgmax之和与Dfmin与Dgmin之和的比值，即Sfg=（Dfmax+Dgmax）/（Dfmin+Dgmin）；9、根据所述相对系数Sf与最值系数Sfg的值的大小，判断工件表面微观形貌的均匀性，Sf或者Sfg的值越接近于1则表示已加工表面微观几何形貌越均匀，Sf或者Sfg的值越大，则表示已加工表面微观几何形貌越不均匀。本专利技术的优点在于：本专利技术通过计算取样长度内微观轮廓测量数据超过峰值阈值的峰值均值情况，以及所有测量数据中的最大值与最小值情况，获得相对系数与最值系数，相对系数和最值系数就能够反映微观轮廓中的峰值分布情况，也能反映最大测量值与最小测量值的大小，因此，利用该方法来描述工件表面微观形貌的粗糙度，能比较准确的表示微观形貌均匀性程度。附图说明图1已加工工件A的取样表面微观形貌图。图2加入均直线的工件A的取样表面微观形貌图。图中1、峰，2、谷，3、M均值线。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细描述。本实施的表面粗糙度表征方法具体过程如下：S1、利用粗糙度测量仪器测量已加工工件A的表面，得到所述已加工工件A的表面取样区间内31个连续的微观轮廓高度方向的测量数据a1=20，a2=5，a3=30，a4=5，a5=15，a6=3，a7=30，a8=5，a9=25，a10=5，a11=30，a12=3，a13=20，a14=5，a15=20，a16=2，a17=28，a18=5，a19=20，a20=10，a21=20，a22=5，a23=20，a24=5，a25=30，a26=5，a27=20，a28=5，a29=20，a30=5，a31=25；S2、计算所述测量数据ai的均值M=14.39，并绘制M均值线，如图2；S3、大于均值M=14.39的ai称为峰值，小于均值M=14.39的ai称为谷值，计算峰值均值Fmean=23.31；S4、计算峰值的阈值Fy，所述阈值Fy等于峰值均值Fmean乘以阈值系数Xf，所述阈值Xf取1.2，那么Fy=23.31*1.2=27.97；S5、计算相对系数Sf，Sf等于所有大于Fy的所述ai的均值的绝对值|aimean|=29.6与峰值均值的绝对值|Fmean|=23.31的比值，即Sf=29.6/23.31=1.27；S6、计算最大的峰值点到均值线M的距离Dfmax=30-14.39=15.61，最小的峰值点到均值线M的距离Dfmin=15-14.39=0.61；S7、计算最小的谷值点到均值线M的距离Dgmax=14.39-2=12.39，最大的谷值点到均值线M的距离Dgmin=14.39-5=9.39；S8、计算最值系数Sfg，所述Sfg等于Dfmax与Dgmax之和与Dfmin与Dgmin之和的比值，即Sfg=（Dfmax+Dgmax）/（Dfmin+Dgmin）=（15.61+12.30）/（0.61+9.39）=2.79；S9、根据所述相对系数Sf与最值系数Sfg的值的大小，判断工件表面微观形貌的均匀性,Sf=1.27与Sfg=2.79的值都大于1，这表明则表示已加工表面A的微观几何形貌呈现不均匀状态。还需要注意的是，以上举例仅是本专利技术的一种具体实施例。显然，本专利技术不仅仅限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本专利技术的公开内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面粗糙度表征方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、利用粗糙度测量仪器测量已加工工件表面，得到已加工表面取样区间内N个连续的微观轮廓高度方向的测量数据ai，所述i=1，2，3，……，N；步骤2、计算所述测量数据ai的均值M，并绘制M均值线；步骤3、大于所述均值M的ai称为峰值，小于均值M的ai称为谷值，计算峰值均值Fmean；步骤4、计算峰值的阈值Fy，所述阈值Fy等于峰值均值Fmean乘以阈值系数Xf，即：Fy=Fmean*Xf，所述阈值系数Xf大于等于1；步骤5、计算相对系数Sf，Sf等于所有大于Fy的所述ai的均值的绝对值|aimean|与峰值均值的绝对值|Fmean|的比值，即Sf=|aimean|/|Fmean|；步骤6、计算最大的峰值点到均值线M的距离Dfmax，最小的峰值点到均值线M的距离Dfmin；步骤7、计算最小的谷值点到均值线M的距离Dgmax，最大的谷值点到均值线M的距离Dgmin；步骤8、计算最值系数Sfg，所述最值系数Sfg等于Dfmax与Dgmax之和与Dfmin与Dgmin之和的比值，即Sfg=（Dfmax+Dgmax）/（Dfmin+Dgmin）；步骤9、根据所述相对系数Sf与最值系数Sfg的值的大小，判断工件表面微观形貌的均匀性，Sf或者Sfg的值越接近于1则表示已加工表面微观几何形貌越均匀，Sf或者Sfg的值越大，则表示已加工表面微观几何形貌越不均匀。...

【技术特征摘要】
1.一种表面粗糙度表征方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、利用粗糙度测量仪器测量已加工工件表面，得到已加工表面取样区间内N个连续的微观轮廓高度方向的测量数据ai，所述i=1，2，3，……，N；步骤2、计算所述测量数据ai的均值M，并绘制M均值线；步骤3、大于所述均值M的ai称为峰值，小于均值M的ai称为谷值，计算峰值均值Fmean；步骤4、计算峰值的阈值Fy，所述阈值Fy等于峰值均值Fmean乘以阈值系数Xf，即：Fy=Fmean*Xf，所述阈值系数Xf大于等于1；步骤5、计算相对系数Sf，Sf等于所有大于Fy的所述ai的均值的绝对值|aimean|与峰值均值的绝对值|Fmean|的比值，即Sf=|...

【专利技术属性】
技术研发人员：张士军，张胜豪，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37