粗糙度测量中取样长度与评定长度的选取

表面粗糙度值，通常采用光切显微镜、干涉显微镜及粗糙度仪丈量。取样长度与评定长度的公道选用对粗糙度值的评定起着重要作用。然而在仪器使用中，经常未按标准规定实现取样长度与评定长度的选用，影响了丈量结果的正确度。因此寻求一个取样长度、评定长度在仪器丈量中正确的实施途径，尤为必要。
       GB1031—83《表面粗糙度 参数及其数值》给出了取样长度数值(表1)，公比为10½。标准规定取样长度值应从该系列值中选取。规定和选择取样长度，是为了限制和减弱表面波纹度对表面粗糙度丈量结果的影响，使得到的粗糙度值正确反映表面的粗糙度特性。一般情况下，可根据表面加工方法和粗糙度参数值大小选用。GB1031—83附录B规定了取样长度推荐值(表2)。
表1 取样长度的数值(mm)
0.08
0.25
0.8
2.5
8
25
表2 Ra、Rz、Ry的取样长度L与评定长度Ln选用值
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
       标准规定，评定粗糙度时必须取一段能反映加工表面粗糙度特性的最小长度，它包含一个或数个取样长度，这几个取样长度的总和称为评定长度。
       评定长度值根据表面加工方法和相应取样长度按GB1031-83附录B选用。一般加工表面选取评定长度为5个连续的取样长度(表2)。加工均匀性较好的表面，可选用小于5个取样长度的评定长度；均匀性较差的表面，可选用大于5个取样长度的评定长度。若图样上或技术文件中已标明评定长度值，则应按图样或技术文件中的规定执行。
       所谓“加工表面均匀性”是指加工后表面各部位粗糙度数值一致的程度。假如在一个加工表面上按取样长度连续丈量几段所得粗糙度值一样，说明加工表面均匀；反之粗糙度值不一样，有时甚至相差很大，则表明加工表面不均匀。
       任何表面的粗糙度都是由一系列不同高度和间距的峰谷组合而成，这些峰谷反映了加工表面微观几何形特性。从外观上或感觉上这种特性通常总带有表面加工过程中所用加工方法的特征。 车、铣、刨削加工表面往往带有均匀的间距和清楚的刀具痕迹方向，其纹理具有明显的规律性，它所形成的是一个典型的周期轮廓(有时也叠加有不同程度的随机成分)有明显的周期，这一周期反映了进给量是均匀相等的，加工表面均匀性好。
       磨削加工表面虽有一般的方向性，但是间距通常是不规则的，纹理没有明显的规律。研磨加工表面是通过磨料的往复作用所产生的表面，往往没有什么方向性。磨削、研磨分别用砂轮和磨料进行切削抛光，使表面光滑平整。但由于砂轮的磨粒大小、磨料颗粒尺寸外形不规则，切削力不等，使加工表面形成随机轮廓，虽有周期成分，但随机成分是主要的，表面均匀性差。
       因此，加工表面的粗糙度是加工过程中多种因素(机床—刀具—工件系统、加工方法、切削用量、冷却润滑液)共同作用的结果。这些因素的作用过程相当复杂，而且是不断变化的。所以用不同加工方法或在同样加工方法、同样切削条件下切削出来的同一批零件，不同表面不同部位其粗糙度值也不完全相同。根据每一种加工方法具有的独特表面特征，表3列出了各种典型方法选用的取样长度和评定长度经验值。