在機(jī)械零件切削的過程中，刀具或砂輪遺留的刀痕，切屑分離時(shí)的塑性變形和機(jī)床振動(dòng)等因素，會(huì)使零件的表面形成微小的峰谷。這些微小峰谷的高低程度和間距狀況叫做表面粗糙度, 也稱為微觀不平度, 它是一種微觀幾何形狀誤差。產(chǎn)品的工作性能、可靠性、壽命在很大程度上取決于主要零件的表面質(zhì)量，因而粗糙度是重要的工業(yè)參數(shù)。

表面粗糙度檢測(cè)方法

對(duì)表面粗糙度的評(píng)價(jià)主要分為定性和定量?jī)煞N評(píng)定方法。定性評(píng)定是將待測(cè)表面和已知表面粗糙度級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)樣板相比較，通過目估或借助于顯微鏡以判別其級(jí)別。定量評(píng)定則是通過一定的測(cè)量方法和相應(yīng)的儀器，測(cè)出待測(cè)表面的粗糙度數(shù)值。

1.粗糙度樣板比較法

表面粗糙度樣板是按各種加工方法做成的不同幾何形狀的一套標(biāo)準(zhǔn)表面樣塊，用來與被測(cè)的表面比較。以樣塊工作面的表面粗糙度為標(biāo)準(zhǔn)，憑觸覺（如手感）或視覺（可借助放大鏡、比較顯微鏡等）與待測(cè)工件表面進(jìn)行比對(duì)，從而判斷被檢查表面的粗糙度是否滿足要求。這是一種定性的檢查方法。所選用的樣塊和被測(cè)零件的加工方法必須相同，并且樣塊的材料、形狀、表面色澤等應(yīng)盡可能與被測(cè)零件一致。根據(jù)被測(cè)表面加工痕跡的深淺來決定其表面粗糙度輪廓是否符合技術(shù)要求。若被測(cè)表面加工痕跡的深度相當(dāng)于或小于樣塊加工痕跡的深度，則表示該被測(cè)表面粗糙度輪廓幅度參數(shù)Ra值不大于樣塊所標(biāo)記的Ra值。

觸覺比較法適用于檢測(cè)Ra值為0.63~10mm的外表面；目測(cè)法適用于檢測(cè)Ra值2.5~80mm的表面；用5～10倍放大鏡比較適用于檢測(cè)Ra值0.32~2.5mm的表面；用比較顯微鏡適用于檢測(cè)Ra值0.08~10mm的表面。

這種方法簡(jiǎn)單易行，工廠比較常用，尤其是車間檢驗(yàn)中常用。一般只用于粗糙度評(píng)定參數(shù)值較大的情況下，其判斷的準(zhǔn)確性很大程度上取決于檢驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)，只能定性測(cè)量，無法得到定量值，當(dāng)有爭(zhēng)議時(shí)可用儀器進(jìn)行測(cè)量。

2. 印模法測(cè)量

對(duì)于大型零件或零件內(nèi)表面等（如深孔、盲孔、凹槽、內(nèi)螺紋）不易直接測(cè)量的情況下可用印模法。印模表面的峰谷值總要比被測(cè)表面的峰谷值要小些，因而對(duì)此結(jié)果需加以修正。其修正系數(shù)值與所用材料等有關(guān)，應(yīng)由實(shí)驗(yàn)來確定。

3.觸針法測(cè)量

觸針法又稱針描法，它是一種接觸式測(cè)量方法，是利用儀器的測(cè)針與被測(cè)表面相接觸，并使測(cè)針沿其表面輕輕劃過以測(cè)量表面粗糙度的一種測(cè)量法。

將一個(gè)很尖的觸針垂直安置在被測(cè)表面上作橫向移動(dòng)，由于工作表面粗糙不平，因而觸針將隨著被測(cè)表面輪廓形狀作垂直起伏運(yùn)動(dòng)。將這種微小位移通過電路轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并加以放大和運(yùn)算處理，即可得到工件表面粗糙度參數(shù)值；也可通過記錄器描繪出表面輪廓圖形，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，進(jìn)而得出表面粗糙度參數(shù)值。

該方法適宜測(cè)量Ra值為0.025~12.5mm，Rz值為0.02~160μm范圍內(nèi)的表面粗糙度。觸針法不能用于軟質(zhì)材料、現(xiàn)場(chǎng)高速在線場(chǎng)合，這是因?yàn)橛冕槣y(cè)量輪廓時(shí)，針尖必須給表面施加一定的壓力，使觸針易劃破被測(cè)表面及測(cè)量速度低。因此，在測(cè)量高密表面、不允許有劃傷軟質(zhì)表面及需要在線高速測(cè)量表面，觸針法就顯得力不從心了。另外，由于橫向分辨率會(huì)受觸針直徑限制，不宜對(duì)超光滑表面的測(cè)量。

4.光切法測(cè)量

所謂光切法就是用一狹窄的扁平光束以一定的傾斜角照射到被測(cè)表面上，光束在被測(cè)表面上發(fā)生反射，將表面微觀粗糙度用顯微鏡放大成像進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)量?jī)x器用光切顯微鏡，有JSG型和9J型。它可用于測(cè)量車、銑、刨及其他類似方法加工的金屬外表面，還可觀察木材、紙張、塑料、電鍍層等表面。從目鏡觀察表面粗糙度輪廓圖像，用測(cè)微裝置測(cè)量Rz值，也可以通過測(cè)量描繪出的輪廓圖像，再計(jì)算Ra值，因其方法較繁瑣而不常用，適用于計(jì)量室測(cè)量表面粗糙度Rz為0.8~100μm（相當(dāng)于Ra值為0.16~20μm）的平面和外圓柱表面。

5.干涉法測(cè)量

干涉法是利用干涉顯微鏡測(cè)量表面粗糙度，聯(lián)合運(yùn)用干涉原理和顯微放大原理。對(duì)測(cè)量面垂直高度方向的微觀不平度通過光波干涉法進(jìn)行放大測(cè)量，對(duì)表面粗糙度的水平參數(shù)通過顯微放大系統(tǒng)測(cè)量。干涉顯微鏡具有表面信息直觀和測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)，而且一次就可測(cè)定一塊面積。根據(jù)分光方案的不同，分光路干涉顯微鏡可分為Michelson，Mirau和Linik三種。

干涉法主要用于測(cè)量表面粗糙度的Ry和Rz參數(shù)，這種方法適宜測(cè)量Rz值為0.063~1.0μm（相當(dāng)于Ra值為0.01~0.16μm）的平面、外圓柱面和球面。

6.散射法測(cè)量

散射法是采用光強(qiáng)對(duì)比來評(píng)價(jià)表面結(jié)構(gòu)的一種方法。光源發(fā)射的光波通過光學(xué)系統(tǒng)平行或發(fā)散地入射到被測(cè)工件表面，被測(cè)件表面反射光波所反映的被測(cè)件表面形狀的光學(xué)信息由與光學(xué)信息相關(guān)的各種形式的光電傳感器和后處理電路予以處理。

對(duì)于表面粗糙度數(shù)值較小的表面，散射光能較弱，反射光能較強(qiáng)；反之，表面粗糙度數(shù)值較大的表面，散射光能較強(qiáng)，反射光能較弱。

基于光學(xué)散射原理的表面粗糙度檢測(cè)方法，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、易于集成產(chǎn)品、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、適于在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。該方法的缺點(diǎn)是測(cè)量精度不高，用于超光滑表面粗糙度的測(cè)量還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

這種方法適宜測(cè)量Ra值為0.012~2.0μm的平面、外圓柱面和球面、樣塊等。也可以用來測(cè)量零件表面劃線、鍍層等深度。

7.光學(xué)探針法

原理上類似機(jī)械探針式測(cè)量方法，探針改用聚焦光束取代金剛石針尖，表面輪廓高度的變化通過檢測(cè)焦點(diǎn)誤差來實(shí)現(xiàn)。目前采用的有激光三角法探針、光學(xué)臨界角法探針、像散法探針、共焦掃描探針、基于光纖的光學(xué)針掃描法等。

光學(xué)探針式測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍比其他方法要大許多，它不僅能測(cè)量局部表面的粗糙度，還能精確測(cè)量1mm范圍內(nèi)的表面形狀變化，以及檢測(cè)表面的微小缺陷。

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