1、零 件 变 差 ( PV)PV = Rp K3 = Rp 0. 3146 = 0. 04719总 变 差 ( TV)TV = (R 粗 糙 度 轮 廓 :是 对 原 始 轮 廓 采 用 c 滤 波 器 抑 制长 波 成 分 以 后 形 成 的 轮 廓 ,是 评 定 粗 糙 度 的 基 础 ;波纹 度 轮 廓 :是 对 原 始 轮 廓 连 续 应 用 f 和 c 两 个 滤波 起 器 以 后 形 成 的 轮 廓 。 f 滤 波 器 抑 制 长 波 成 分 ,而 c 滤 波 器 抑 制 短 波 成 分 得 到 的 ,是 评 定 波 纹 度 参数 的 基 础 。 从 定 义 可 以 看 出 粗 糙
2、度 轮 廓 和 波 纹 度 轮廓 都 是 故 意 修 正 的 轮 廓 ,其 传 输 特 性 如 图 1 所 示 。图 1目 前 有 两 种 方 法 区 分 表 面 粗 糙 度 和 波 纹 度 ,一种 是 用 波 动 间 距 的 大 小 来 区 分 粗 糙 度 、 波 纹 度 ,即 波动 间 距 小 于 1mm 的 为 粗 糙 度 ,波 动 间 距 在 110mm 之 间 的 为 波 纹 度 。 从 波 纹 度 、 粗 糙 度 、 形 状 误差 的 定 义 来 看 ,这 种 划 分 是 不 严 谨 的 。 另 一 种 是 按GB/ T18618 - 2002 的 规 定 间 距 来 区 分 波
3、纹 度 和 粗糙 度 的 间 距 :粗 糙 度 为 0 间 距 A ,波 纹 度 为 A 间 距 B ,界 限 值 A、 B 的 取 值 见 表 1。表 1AmmBmm行 程 长 度mm评 定 长 度mm sum最 大 触 针 半 径um0. 02 0. 1 0. 64 0. 64 2. 5 2 0. 50. 1 0. 5 3. 2 3. 2 2. 5 2 0. 50. 5 2. 5 16 16 8 5 12. 5 12. 5 80 80 25 10 283 内 燃 机 配 件 2006 年 第 2 期2 描 述 波 纹 度 的 主 要 参 数 及 意 义通 过 数 代 人 的 研 究 ,对
4、表 面 粗 糙 度 的 评 定 参 数提 出 了 数 十 个 ,评 定 表 面 粗 糙 度 的 参 数 同 样 适 用 于波 纹 度 。 常 用 评 定 波 纹 度 的 参 数 :1 幅 度 参 数 (峰 和 谷 ) :最 大 轮 廓 峰 高 ( Wp) 、 最大 轮 廓 谷 深 (Wv) ,轮 廓 的 最 大 高 度 ( Wz) ,轮 廓 单 元的 平 均 线 高 度 (Wc) 、 轮 廓 的 总 高 度 (Wt) ,其 中 W 代表 所 评 定 参 数 是 来 自 波 纹 度 轮 廓 。 这 5 个 参 数 是 描述 波 纹 度 的 基 本 参 数 ,从 参 数 的 名 称 即 可 理 解
5、 参 数的 几 何 意 义 ,可 以 直 接 从 轮 廓 图 形 上 读 出 或 算 出 。2 幅 度 参 数 (纵 坐 标 平 均 值 ) :(1) 轮 廓 的 算 术 平 均 偏 差 ( Wa) ( arithmeticalmean deviation of the assessed profile Wa) ,在 一 个 取样 长 度 内 纵 坐 标 值 Z(x)绝 对 值 的 算 术 平 均 值 。Wa = 1/ LL0 Z(x) dx(2)轮 廓 的 均 方 根 偏 差 ( Wq) , (root mean squaredeviation of the assessed profile
6、 Wq)在 一 个 取 样 长 度内 纵 坐 标 值 Z(x)的 均 方 根 值 ,描 述 的 是 轮 廓 偏 离 中心 的 距 离 。Wq2 = 1/ LL0Z2 (x) dx我 们 常 用 Ra 和 Rq 评 定 机 械 加 工 表 面 的 粗 糙度 ,与 其 相 对 应 的 波 纹 度 中 的 参 数 是 Wa 和 Wq ,从计 算 公 式 看 ,其 数 值 的 大 小 只 与 轮 廓 上 的 点 到 基 准线 之 间 的 距 离 有 关 ,属 于 一 维 参 数 ,不 能 反 映 峰 的 形状 、 陡 度 、 尺 寸 大 小 以 及 出 现 的 频 率 ,而 在 零 件 的 实际 磨
7、合 过 程 以 及 使 用 过 程 中 ,峰 的 形 状 、 陡 度 、 尺 寸大 小 以 及 出 现 的 频 率 等 参 数 影 响 着 磨 合 时 间 的 长短 、 磨 合 的 成 败 以 及 相 关 零 件 的 使 用 寿 命 。(3) 轮 廓 的 偏 斜 度 ( Wsk) ( skewness of the as2sessed profile Wsk) 在 一 个 取 样 长 度 内 纵 坐 标 值 Z(x)三 次 方 的 平 均 值 与 Wq 的 三 次 方 的 比 值 ,是 坐 标值 概 率 密 度 函 数 的 不 对 称 性 的 测 定 ,检 测 的 结 果 受离 散 的 峰 和
8、 谷 的 影 响 大 。Wsk = 1/ Wq3 (1/ LL0Z3 (x) dx)(4)轮 廓 的 陡 度 ( Wku) ( kurtosis of the assessedprofile Wku) ,在 取 样 长 度 内 纵 坐 标 值 Z( x) 四 次 方的 平 均 值 Wq 的 四 次 方 的 比 值 ,是 对 坐 标 值 概 率 密度 函 数 锐 度 的 测 定 。Wku = 1/ Wq4 (1/ LL0Z4 (x) dx)波 纹 度 是 由 机 械 加 工 中 的 振 动 引 起 的 ,因 此 对于 零 件 的 表 面 波 纹 度 的 检 测 ,应 使 用 Wp、 Wv、 Wt
9、 、Wa、 Wsk 和 Wku 等 参 数 进 行 评 定 ,以 全 面 反 映 零 件表 面 的 质 量 状 况 。3 波 纹 度 的 检 测波 纹 度 检 测 使 用 的 设 备 有 轮 廓 仪 、 圆 柱 仪 / 圆 度仪 ,轮 廓 仪 通 过 设 置 滤 波 波 长 来 检 测 零 件 表 面 的 微观 不 平 度 即 表 面 粗 糙 度 参 数 和 波 纹 度 ,由 于 所 开 发软 件 的 计 算 功 能 不 同 ,不 同 型 号 、 不 同 生 产 厂 家 的 可以 检 测 参 数 的 数 量 不 同 ,可 以 检 测 零 件 沿 测 头 运 行方 向 的 表 面 粗 糙 度 与
10、 波 纹 度 。圆 柱 仪 / 圆 度 仪 主 要 用 来 检 测 零 件 的 形 状 误 差 ,通 过 选 取 滤 波 器 的 滤 波 范 围 ,可 以 检 测 圆 形 零 件 的表 面 波 纹 度 。我 研 究 的 波 纹 度 的 检 测 有 活 塞 环 端 面 周 向 波 纹度 、 活 塞 环 槽 侧 面 径 向 波 纹 度 、 周 向 波 纹 度 、 活 塞 销外 圆 表 面 波 纹 度 的 检 测 ,活 塞 、 活 塞 环 这 两 种 零 件 的波 纹 度 检 测 是 为 了 控 制 发 动 机 运 行 过 程 中 的 密 封 性能 ,活 塞 销 的 外 圆 表 面 波 纹 度 的
11、检 测 是 为 了 减 少 发动 机 运 行 过 程 中 的 振 动 ,使 其 与 相 关 零 件 运 行 过 程中 更 平 稳 。 活 塞 销 、 活 塞 两 种 零 件 的 波 纹 度 可 以 直接 用 圆 度 仪 / 圆 柱 度 仪 进 行 检 测 ;活 塞 环 自 由 状 态 下是 椭 圆 形 的 零 件 ,检 测 活 塞 环 端 面 波 纹 度 需 要 配 备专 用 的 夹 具 将 活 塞 环 闭 合 成 圆 形 ,用 圆 度 仪 / 圆 柱 度仪 检 测 ,但 检 测 结 果 受 专 用 夹 具 的 内 圆 面 和 支 撑 面(与 活 塞 环 下 侧 接 触 面 ) 的 表 面 质
12、 量 的 影 响 ,为 了 尽可 能 减 少 检 测 误 差 ,需 要 控 制 夹 具 的 内 圆 面 及 支 撑面 的 波 纹 度 。4 结 语零 件 的 波 纹 度 对 零 件 的 在 使 用 过 程 中 的 振 动 、产 生 的 噪 声 、 密 封 性 能 起 着 至 关 重 要 的 影 响 ,但 目 前对 波 纹 度 的 参 数 检 测 方 法 不 如 表 面 粗 糙 度 成 熟 ,大多 数 零 件 只 控 制 表 面 粗 糙 度 ,而 为 未 对 波 纹 度 提 出控 制 要 求 。 相 信 在 不 久 的 将 来 ,随 着 我 们 对 波 纹 度更 深 入 的 理 解 ,检 测 波
13、 纹 度 的 技 术 也 将 更 成 熟 ,波 纹度 会 成 为 衡 量 和 判 定 零 件 质 量 、 性 能 指 标 的 一 个 重要 参 数 。参 考 书 目1 GB/ T 3505 - 2000. 产 品 几 何 技 术 规 范 表 面 结 构轮 廓 法 表 面 结 构 的 术 语 、 定 义 及 参 数 2 GB/ T 18618 - 2002. 产 品 几 何 量 技 术 规 范 表 面结 构 轮 廓 法 图 形 参 数 3 GB/ T 16747 - 1997. 表 面 波 纹 度 词 汇 4 摩 擦 学 的 分 形 . 机 械 工 业 出 版 社93胡 凤 英 : 波 纹 度 参 数 的 研 究 及 检 测
