陶瓷產(chǎn)品表面粗糙度的檢測(cè)和影響粗糙度的因素

【摘要】陶瓷導(dǎo)絲器在紡機(jī)械行業(yè)中是最重的零部件之一，紗線和導(dǎo)絲器形成了運(yùn)動(dòng)副，陶瓷導(dǎo)件器表面的粗糙度影響著整個(gè)紡織行業(yè)技術(shù)的革新，陶瓷作為新型材料，越來越被許多行業(yè)被廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】陶瓷導(dǎo)絲器；紡織行業(yè)；粗糙度；新型材料

1、陶瓷材料作為一種新型材料，正在被越來越多的行業(yè)廣泛應(yīng)用，應(yīng)用范圍包括用于紡織、電線行業(yè)、汽車、焊接、激光、轉(zhuǎn)移印刷、環(huán)保、醫(yī)藥衛(wèi)生、電絕緣、耐磨損保護(hù)、柱塞泵等的陶瓷制品。目前市場(chǎng)上已有陶瓷牙齒。

2、評(píng)定參數(shù)及數(shù)值：輪廓算術(shù)平均偏差Ra，微觀不平度十點(diǎn)高度Rz，輪廓最大高度Ry，輪廓支承長度ηp，輪廓支承長度率tp，除以上參數(shù)外，國外還有RV RP Rt RV Rp1max RV1max等參數(shù)。

3、規(guī)定表面粗糙度要求和一般原則：1）在規(guī)定表面粗糙度要求時(shí)，必須給出表面粗糙值和測(cè)定時(shí)的取樣長度兩項(xiàng)基本要求，必要時(shí)也可規(guī)定表面加工紋理、加工方法或加工順序和不同區(qū)域的粗糙度等附加要求。2）表面粗糙度的注法應(yīng)符合GB131的規(guī)定。3）為保證制品表面質(zhì)量，可按功能需要規(guī)定表面粗糙度參數(shù)值。否則，可不規(guī)定其參數(shù)值，也不需檢查。4）表面粗糙度各項(xiàng)參數(shù)的數(shù)值是指在垂直于基準(zhǔn)面的各截面上獲得。對(duì)給定的表面如截面方向與高度參數(shù)（Ra、Ry、Rz）最大值的方向一致時(shí)，則可不規(guī)定測(cè)量截面的方向，否則應(yīng)在圖樣上標(biāo)出。5）對(duì)表面粗糙度的要求不適用于表面缺陷。在評(píng)定過程中不應(yīng)把表面缺陷（如溝槽、氣孔、劃痕等）包含進(jìn)去。必要時(shí)，應(yīng)單獨(dú)規(guī)定對(duì)表面缺陷的要求。

4、用觸針式儀器測(cè)量表面的規(guī)則和方法：1）被檢表面或其某些區(qū)域的粗糙度明顯地與圖樣上規(guī)定的值不同，則不需用更精確的方法檢測(cè)時(shí)，可通過視覺和觸覺，用粗粗糙度樣塊比較法檢驗(yàn)表面粗糙度。其他情況應(yīng)使用儀器測(cè)量法。2）目測(cè)觀察被檢工件的表面是否均勻。對(duì)于表面粗糙度呈均勻狀的表面，應(yīng)以整個(gè)表面所測(cè)定的粗糙參數(shù)與圖樣上或技術(shù)文件中所規(guī)定的要求進(jìn)行比較，對(duì)地在被測(cè)表面上有幾處存在明顯不同的表面粗糙時(shí)，也應(yīng)將這些局部區(qū)域上所測(cè)定的表面粗糙度參數(shù)值與圖樣上或技術(shù)文件中所規(guī)定的要求進(jìn)行比較。3）當(dāng)給定表面粗糙度參數(shù)上限或下限的要求時(shí)，應(yīng)在表面粗糙度參數(shù)最大值或最小值處檢驗(yàn)。對(duì)于給定表面粗糙上限的要求，如果表面粗糙度參數(shù)的所有實(shí)測(cè)值中超過圖樣上或技術(shù)文件規(guī)定值的個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16%，則該表面是合格的，對(duì)于給定下限的場(chǎng)合，如果所有表面粗糙度參數(shù)的實(shí)測(cè)中超過規(guī)定值的個(gè)數(shù)少于總數(shù)的16%，則該表面是合格的。4）當(dāng)給定表面粗糙度參數(shù)最大值的要求時(shí)，在表面粗糙度的檢驗(yàn)過程中，整個(gè)被檢表面所有粗糙度參數(shù)實(shí)測(cè)值均不應(yīng)超過圖紙中的規(guī)定值。表面Ra參數(shù)的測(cè)量：截止波長λc應(yīng)等于被檢工件表面Ra要求規(guī)定的取樣長度.（有標(biāo)準(zhǔn)可選），如被測(cè)表面均勻性較好，測(cè)量時(shí)可選小于5L的評(píng)定長度，均勻性較差的， 測(cè)量時(shí)可選大于5L的評(píng)定長度.5）當(dāng)沒有指定測(cè)量方向時(shí)，工件的安放應(yīng)使截面方向?qū)?yīng)于表面Ra參數(shù)（Ra，Rt或Rz）的最大值，該方向垂直于被測(cè)表面的加工紋理方向，對(duì)于無明顯的加工紋理的方向表面，截面的方向可以是任意的.以目測(cè)來確定被測(cè)表面可能得到的極限值之處.6）表面Ra沒有注明是最大值要求時(shí)，如出現(xiàn)下述情況，則表面是合格的，并停止檢測(cè)：①第一個(gè)測(cè)得值不超過規(guī)定值的70%.②最初的3個(gè)測(cè)量值均不超過規(guī)定值.③最初的6個(gè)測(cè)得值中只有1個(gè)值超過規(guī)定值。④最初的12個(gè)測(cè)得值中只能有2個(gè)值超過規(guī)定值。有時(shí)可做多于12次的測(cè)量，例如25次，只能有4個(gè)值超過給定值。考慮到檢驗(yàn)成本，一般不必過多測(cè)量。7）表面Ra注明是最大值的要求時(shí)，通常在表面可能出現(xiàn)最大值處，至少測(cè)量3次，對(duì)認(rèn)為Ra均勻的表面，則也應(yīng)均布地至少測(cè)量3次。8）對(duì)表面Ra的要求不適用于表面缺陷。在評(píng)定過程中不應(yīng)把表面缺陷（如溝槽，氣孔，劃痕等）包含進(jìn)去，必要時(shí)，應(yīng)單獨(dú)規(guī)定對(duì)表面缺陷的要求。

5、表面粗糙的測(cè)量：1）粗糙度測(cè)量的方法的有4種，比較法、光切法、干涉法、針描法2）表面粗糙度測(cè)量時(shí)注意事項(xiàng)，對(duì)于磨削產(chǎn)品及其它機(jī)加工產(chǎn)品，測(cè)針必須垂直磨削紋理方向進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于導(dǎo)絲件振動(dòng)拋光產(chǎn)品，由于振動(dòng)產(chǎn)品表面無方向致的紋理，只要測(cè)量任何表面，測(cè)量的值都是真實(shí)值。3）產(chǎn)品測(cè)量前首先估算一下表面粗糙度的值，然后開始測(cè)量，根據(jù)測(cè)量的值選取取樣長度，后開始測(cè)量，如果測(cè)量的面長度太短，可以減少評(píng)定長度Ln，取樣的段數(shù)可不按標(biāo)準(zhǔn)的5段選取，n的段數(shù)可取4段、3段、2段、1段這樣可在被測(cè)表面很短的情況下測(cè)量出表面粗糙度值。4）測(cè)量圓弧表面的粗糙度時(shí)，可采用英國Taylor Hobson的粗糙度儀測(cè)量，測(cè)針的可在高度方向1mm內(nèi)移動(dòng)而測(cè)出圓弧表面的粗糙度，特別適合測(cè)量陶瓷導(dǎo)絲件圓弧表面的粗糙度。

二、影響表面粗糙度的工藝因素及改善措施

1.影響表面粗糙度的因素可以分為三類，第一類，與切削刀具有關(guān)的因素；第二類，與工件材料有關(guān)的因素；第三類，與加工條件有關(guān)的因素。2.與刀具有關(guān)的因素主要是刀具的幾何參數(shù)。增大前角易于切入工件，塑性變形小，有利于減少表面粗糙度值。3.與工件材質(zhì)相關(guān)的因素包括材料的塑性、金相組織。一般地講，工件材料的塑性越大，越不容易得到較小的表面粗糙度，相反，脆性材料易于得到較小的表面粗糙度值。工件金相組織的晶粒越細(xì)，加工后表面粗糙度值越小。4.與切削條件有關(guān)的因素包括切削用量冷卻條件以及工藝系統(tǒng)的精度與抗振性等。1）當(dāng)切削深度ap<0.02～0.03以下時(shí)，由于刀刃不是絕對(duì)尖銳而是有一定的圓弧半徑，這時(shí)正常切削不能維持，經(jīng)常與工件發(fā)生擠壓和磨擦，從而使表面惡化。因此工件不能選用過小的切削深度。2）切削液的作用是冷卻與潤滑，它能減少切削過程中刀具與工件間的摩擦，降低切削溫度，從而減少材料的塑性變形，抑制積屑瘤與鱗刺的產(chǎn)生。當(dāng)切削液中含有表面活性物質(zhì)，如硫、氯等化合物時(shí)，潤滑性能增強(qiáng)，作用更為顯著。5.要想得到很小的粗糙度，要求工藝系統(tǒng)必須有很高的精度與剛度.例如，要求機(jī)床有高精度的主運(yùn)動(dòng)系，有高的剛度，受力變形很小，有較強(qiáng)的抗振性等.這些都是獲得較小表面粗糙度值的必要和最基本的條件。另外還可以從加工方法上著手改善，如用研磨、珩磨和超精磨加工等。6.影響磨削燒傷的因素：1）切削用量；磨削深度ap，當(dāng)磨削深度增加時(shí)，無論工件表面溫度，還是表層下不同深度，都隨之升高，燒傷會(huì)增加，故ap不能選得太大。2）工件材料：工件材料對(duì)磨削區(qū)溫度的影響主要取決于它的硬度、強(qiáng)度、韌性和導(dǎo)熱系數(shù)。3）砂輪的選擇：硬度越高的砂輪，自銳性不好，使磨削力增大，溫度升高，容易產(chǎn)生燒傷，因此用軟砂輪較好。立方氮化硼砂輪熱穩(wěn)定性好，磨削溫度低，且本身硬度、強(qiáng)度僅次于金鋼石，磨削力小，能磨出較高的表面質(zhì)量。砂輪結(jié)合劑最好選用具有一定彈性的材料，如樹脂、橡膠等，這樣當(dāng)由于某種原因?qū)е履ハ髁υ龃髸r(shí)，砂輪的磨粒能產(chǎn)生一定的彈性退讓，使切削深度減少，避免燒傷。選用粗粒度砂輪磨削，不易產(chǎn)生燒傷，當(dāng)磨削軟而塑性大的材料時(shí)，為了避免砂輪堵塞，宜選用較粗磨粒的砂輪。

參考文獻(xiàn)

[1]GB10610-89觸針式儀器測(cè)量表面，粗糙度的規(guī)則和方法