測量小知識----表面粗度

來源：吳江市松陵鎮恒準精密儀器經營部 2025年12月03日 07:29

表面粗度

1.各項名詞定義

表面粗度( Surface Rounghness )
在某一定長度內(一般在儀器上都已經設置好)計算其表面高點與低點之算術平均值來表示。

斷面曲線與粗糙度曲線
通常加工是由一連續不規則高度、間隔和傾斜面形成的，假若使用電動式檢出器偵測器測量此加工表面粗糙度時，為消除所謂波紋成份，通常是使用電子高頻濾波器﹝ treble-filter ﹞消除斷面曲面長之波紋成份 (祇截取短波長部份) 。因此，觸針前端所繪製的波紋曲線(稱為斷面曲線)與通過放大器或濾波器而繪製之曲線是不相同的。後者是代表粗糙度的曲線，故稱為粗糙度曲線。而此粗糙度曲線的形狀常因截取值的選取方法有不同形狀。
簡言之，所謂粗糙度曲線是經過波長成份篩選後的波紋形狀。但實際上，真正表面的斷面形狀是由無限個曲率半徑很小的檢出器在表面緩慢移動之上下移動波形。但是若再進一步嚴格的說，檢出器移動的實際形狀並非是表面凹凸不平的斷面圖形，特別是測量具有些微凹凸不平的測量物時，差異更為顯著。由於，理想斷面形狀是無法測量的，因此必須依照一定的基準方法，由檢出器的上下移動繪製斷面曲線才是一種比較可行的方法。

基準長度
由斷面曲線求*大高度或者十測量點平均粗糙度，是先截取斷面曲線上某一固定長度，此截取的長度就稱為基準長度。通常由具有相同節距之規則曲折表面選取基準長度是不會影響粗糙度測量值，但是對經過研磨等不規則波紋之表面，其標準長度越長則測得之表面粗糙度的測量值也越大。

截取值(cut-off-value)
採用直讀中心線平均粗糙度之電動測量器，為消除表面之“凹凸”低頻率成份，必須事先考量利用傅利葉級數解析斷面曲線，先消除頻率成份中之長波長波紋因素。長波長成份中被刪除波長的界限值就稱為截取值或臨界值。換言之，被測量物表面之凹凸不平形狀是由許多不同成份之波形所合成的。
而此成份中較短的波長稱為粗糙度，比較長的波長就稱為波紋(Waveiness)。被刪除之較長的波長部份就稱為截取值。在電動測量器的電子回路裡是使用高頻率波器消除較長波長成份。

2.表面粗糙度測量方法

自從發明放大凹凸狀態的測量方法後，表面測量法亦隨之迅速進步，故目前有各式各樣的測量方法可茲運用，根據專家的分類測量方法計有以下三種主要測量法。
＊比較法：肉眼、手指觸摸法、用顯微鏡觀測
＊斷面測量法：切斷法、檢出器法、光波干涉法
＊空間容積法：電氣容積法、放射性同位素法、餘隙觀測法

3.表面粗糙度的記號與圖示

在一個零件的使用前必需有各種的管理要素來作確認，如長度、寬度、高度、平行度、真圓度、圓筒度、表面粗度、硬度等。若未管理則會造成產品品質的低劣，這也是機械故障的原因。
而表面粗度的記號與圖示以下將說明之
＊表面粗度的記號

	不做加工			λc0.8mm Ra0.8μm以下之加工面
	L8mm，Rmax100μm以上之加工面			表5-A所示粗度範圍之切削加工面
	L8mm，Rz50μm以下之加工面			λc2.5mm Ra1.6μm以下之切削加工面
	表5-A所示粗度範圍之加工面

中心線平均粗度 Ra	*大高度 Rmax(Ry)	十點平均粗度 Rz	粗度號碼	三角記號
0.013a 0.025a 0.05a 0.10a 0.20a	0.05S 0.1S 0.2S 0.4S 0.8S	0.05Z 0.1Z 0.2Z 0.4Z 0.8Z	N 1 N 2 N 3 N 4
0.40a 0.80a 1.6a	1.6S 3.2S 6.3S	1.6Z 3.2Z 6.3Z	N 5 N 6 N 7
3.2a 6.3a	12.5S 25S	12.5Z 25Z	N 8 N 9
12.5a 25a	50S 100S	50Z 100Z	N10 N11
50a 100a	200S 400S	200Z 400Z	N12

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