在以汽車工業(yè)為代表的批量生產(chǎn)制造業(yè)中，工件表面微觀結(jié)構(gòu)的二維測量迄今仍處於主流地位，這主要是由所采用的工藝和已建立的完善的評定體系決定的。但近幾年，隨著鐳射造型等新工藝在一些重要工序中的應(yīng)用日趨增多，表面微觀結(jié)構(gòu)的三維測量也進(jìn)入了實用階段，本文就相關(guān)的評定參數(shù)做了介紹，并通過實例分別對采用傳統(tǒng)檢測手段和先進(jìn)的自動變焦光學(xué)方法進(jìn)行三維測量做了描述。
工件的表面形貌包括了粗糙度、波度和形狀誤差，而表面微觀結(jié)構(gòu)則主要指前二項，它們均為零件重要的質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)。關(guān)於工件表面微觀結(jié)構(gòu)的三維測量，國外早在上世紀(jì)***十年代已經(jīng)做了不少前期工作。以檢測方式而言，就有藉助傳統(tǒng)的觸針/電感式粗糙度測量儀，通過增加一個精密工作臺產(chǎn)生橫向微量位移，以組成三維測量;此外還研究了數(shù)種不同原理的光學(xué)測量方法，如光切法、光學(xué)探針和乾涉顯微鏡">顯微鏡等。盡管在此基礎(chǔ)上開發(fā)的某些儀器也獲得了一些應(yīng)用，但主要還是在電子(材料)、**等工業(yè)部門，且偏重於表面缺陷探測范疇。其實，迄止本世紀(jì)初，即使在工業(yè)化國家，表面微觀結(jié)構(gòu)的三維測量也還沒有在那些主流制造業(yè)，如汽車行業(yè)中獲得真正的應(yīng)用，原因何在呢?
眾所周知，檢測技術(shù)本質(zhì)上講是服務(wù)於制造工藝的，是為了驗證工藝方法的執(zhí)行效果。而觸針/電感型二維測量及其應(yīng)用的評定參數(shù)至今仍然在國內(nèi)外有著廣泛的應(yīng)用，正是因為它尚能適應(yīng)、滿足對批量生產(chǎn)條件下零件制造工藝執(zhí)行效果的驗證。
二維測量用於工件表面微觀結(jié)構(gòu)評定的技術(shù)分析
1.表面微觀結(jié)構(gòu)與工件配合面的工藝性能
為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，在零部件制造過程中，企業(yè)必須嚴(yán)格遵循技術(shù)要求，并在事後進(jìn)行驗證。以汽車發(fā)動機(jī)為例，幾乎所有存在配合關(guān)系的工件，對其相關(guān)表面都有一定的要求，尤其是那些關(guān)鍵部位，其配合面的狀態(tài)決定了所應(yīng)具備的工藝性能，將直接影響發(fā)動機(jī)的運行質(zhì)量。下面通過發(fā)動機(jī)中的汽缸體缸孔和連桿大頭孔兩個案例進(jìn)行探討。
作為發(fā)動機(jī)中那些重要的摩擦付，配合面的狀態(tài)是否符合要求至關(guān)重要，在諸多影響因素中，除了表面硬度、宏觀幾何精度外，配合面的微觀結(jié)構(gòu)更是往往會決定相關(guān)的工藝性能。例如，對於缸孔來說，通常情況下，經(jīng)過珩磨加工後的工件表面應(yīng)同時具備這樣兩項功能，一方面需要具有很光順的表面和盡可能多的承載面積，從而確保相互運動時的滑動性和耐磨性。另一方面，又需要一個開放性的表面微觀結(jié)構(gòu)，以保障表面的儲油能力，即這個表面仍然是“粗糙”的。為了同時能體現(xiàn)出這兩項功能，就需要使經(jīng)珩磨加工的工件表面在相對粗糙的基礎(chǔ)上呈現(xiàn)出平臺結(jié)構(gòu)的精細(xì)的表面形態(tài)(見圖1b)。
圖1 缸壁摩擦付表面的平臺結(jié)構(gòu)
在圖1中，利用自*高峰頂向下1μm的截線c，分別與a、b兩種表面微觀結(jié)構(gòu)相交後的情況可以清晰地看到，後者的耐磨性要高得多，且同時具有相當(dāng)充分的儲油能力。如此的構(gòu)造，決定了有足夠的潤滑劑在摩擦付表面貯存，潤滑劑能將兩個摩擦付表面完全的分離，以及做到在任何運行狀態(tài)下磨損*小。其機(jī)理是潤滑油由於特殊的工件表面微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)將能在表面駐留很長時間，并形成流體動態(tài)壓力。理想狀態(tài)下，在潤滑劑和施載體、受載體之間因粘著力而不會產(chǎn)生相對運動。相對運動只存在於潤滑層內(nèi)部，因而不會產(chǎn)生工件的很大磨損。不同於上述活塞環(huán)-缸壁(缸孔內(nèi)壁或缸套內(nèi)壁)這組摩擦付，在發(fā)動機(jī)的活塞—連桿—曲軸運動機(jī)構(gòu)中，與曲軸中的連桿軸頸組成運動摩擦付的，并非直接是連桿大頭孔的內(nèi)壁，而是一對(兩半組成)軸瓦。因此，連桿大頭孔不同於之前研究的缸孔，其內(nèi)壁和軸瓦乃是緊緊地貼合在一起，兩者之間不僅沒有高頻次的相對運動，而且還要求在傳遞高負(fù)荷的扭矩時竭力避免出現(xiàn)滑動，那怕是很小的錯移，以免影響發(fā)動機(jī)的運行。為此，長期以來在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝上，采取了分別在兩片軸瓦和分體的兩半連桿體上加工止口的方法，以防止產(chǎn)生滑移現(xiàn)象。這已是很成熟的制造技術(shù)，沿用至今。但近年來，汽車發(fā)動機(jī)業(yè)界出於種種考慮，不斷改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和改進(jìn)工藝，上述連桿軸瓦止口限位工藝已在一些企業(yè)的新產(chǎn)品中被取消，且這種情況逐漸在增多。顯然，這種簡化了的結(jié)構(gòu)和工藝直接帶來了對連桿大頭孔內(nèi)壁與軸瓦之間的配合會提出更高的要求，*基本的一點就是：被緊緊壓入孔中的軸瓦與孔壁必須有足夠的摩擦力，以確保發(fā)動機(jī)在高速運轉(zhuǎn)中軸瓦不會有滑移。而這一點也只能由連桿大頭孔內(nèi)壁的有特定要求的表面微觀結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和保證。那麼，該如何在工件表面產(chǎn)生和驗證這些有特定要求的微觀結(jié)構(gòu)呢?
2.加工工藝方法與工件的表面紋理
無論是缸孔還是連桿大頭孔，業(yè)內(nèi)現(xiàn)今采用的*終精加工工藝仍是珩磨，通過精鏜工序之後的粗珩和精珩兩次珩磨(有時還會有半精珩)，在工件表面進(jìn)行宏觀和微觀幾何加工。珩磨是利用油石、即砂條(一般稱“珩磨條”)對工件進(jìn)行加工的一種工藝過程，在表面形成的微觀結(jié)構(gòu)雖然會有所差別，見前一節(jié)圖1a、b，但就其本質(zhì)來講，都屬於連續(xù)性的紋理狀，而這種形態(tài)又是一般傳統(tǒng)的切削型工藝方法所共有的。事實上，無論是精鏜、磨削，還是車、銑、刨，在工件表面形成的都無一不是連續(xù)性的紋理結(jié)構(gòu)。圖2是采用觸針/電感方式對這類表面進(jìn)行粗糙度測量的一張放大圖，再結(jié)合圖1的二幀示圖，可以得到這樣的結(jié)論：對應(yīng)於利用傳統(tǒng)工藝方法加工的工件表面，由於普遍呈現(xiàn)連續(xù)性的紋理結(jié)構(gòu)，因此，在取向相同的情況下，采取二維測量時在不同截面所獲得的測值具有可比性和趨同性。故在驗證被加工面微觀形態(tài)的符合性時，采用二維測量是完全可行的，*多為了更加客觀起見，可選相距較遠(yuǎn)的位置多“拉”幾條線、即多測幾次而已。這種做法迄今還為國內(nèi)外制造業(yè)所廣泛采用。
圖2 連續(xù)紋理表面的粗糙度測量
3.工件表面微觀結(jié)構(gòu)符合性的驗證
為確認(rèn)加工後的工件表面微觀構(gòu)造能滿足所要求的工藝性能，首先就要確立對應(yīng)的粗糙度評定參數(shù)，以對被檢表面的微觀特徵進(jìn)行有針對性的定量表述。以缸孔內(nèi)壁為例，如果僅采用Ra、Rz 等單一“振幅”類(又稱“高度”類)參數(shù)，顯然不足以完成對表面的正確評價，而必須再導(dǎo)入一些綜合性的評定參數(shù)。在這些評定參數(shù)中，Rk稱為中心區(qū)峰谷高度，又稱有效負(fù)荷粗糙度。從其形成的機(jī)制來看，相對於給定的一個值，它對應(yīng)*大的輪廓支承長度率。故Rk的實質(zhì)是這部分的中心區(qū)深度將在高負(fù)載運行中被磨損掉，但又能*大程度地達(dá)到耐磨性。Rpk是超過中心區(qū)峰谷高度的輪廓波峰平均高度，又被稱為初期磨損高度，而Rvk是從中心區(qū)下限到有實體材料的輪廓波谷的平均深度，它反映了潤滑油的儲存深度，體現(xiàn)了摩擦付在高負(fù)載工況下的失靈保護(hù)。Mr1和Mr2分別為波峰、波谷輪廓支承長度率，由輪廓中心區(qū)上、下截止線決定，其實Mr1表示了表面的初期磨損負(fù)荷率，而Mr2則為長期磨損負(fù)荷率。下面一組來自某汽車發(fā)動機(jī)廠缸孔內(nèi)壁粗糙度的要求頗有代表性：Rk 1.5~3.0，Rpk 0.3，Rvk 0.9~1.6，Mr1 10%，Mr2 80%~95%。此外，也還需要用幾項傳統(tǒng)的粗糙度評定參數(shù)同時對缸壁表面進(jìn)行監(jiān)控，分別為：Ra 0.375~0.75，Rz 3.0 ~5.0。
至於對連桿大頭孔內(nèi)壁的評定要求，眼下多數(shù)國內(nèi)企業(yè)還只采用Ra或Rz，且通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，所設(shè)定的指標(biāo)值的分散性還較大，如在以Ra為評定參數(shù)時，從Ra0.2、Ra0.3到Ra1.6、Ra2.0都有?？梢姶藭r對孔壁微觀結(jié)構(gòu)的要求還是較寬松的。但如前所述，隨著近年來產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝的改進(jìn)，對連桿大頭孔內(nèi)壁的微觀結(jié)構(gòu)要求也在提高，以下表述的要求有一定代表性：1.Rz A±a;2.Rpc minn(±C)。
**項評定參數(shù)Rz的值已不同於習(xí)慣表示，而是要求R保持在一定范圍內(nèi)，以確保被測表面必須“粗糙”到一定程度。另一項評定參數(shù)為Rpc(有時也被稱為PC)，即“標(biāo)準(zhǔn)化的輪廓波峰統(tǒng)計”，也可簡稱為“波峰計數(shù)(Peak Count)”，即在評定長度內(nèi)，超過了所設(shè)定的統(tǒng)計邊界上限和下限(C1，C2)的波峰和波谷的數(shù)目，參見圖3。
圖3 三種常選的溝槽造型結(jié)構(gòu)示意
但必須指出的是：計數(shù)原則為輪廓線都超出邊界的上下限，而且需要將評定長度內(nèi)的Rpc轉(zhuǎn)換成長度為10mm的標(biāo)準(zhǔn)距離。據(jù)此，評定指標(biāo)Rpc min n (±C)的含義為：當(dāng)統(tǒng)計邊界為±C時，被測表面上10mm標(biāo)準(zhǔn)距離內(nèi)的波峰計數(shù)值Rpc必須大於n。舉一個實例予以說明：
Rz=(8±3)μm
取樣長度0.8mm，評定長度4mm
Rpc min =170/cm
統(tǒng)計邊界 ±0.3μm
實際進(jìn)行粗糙度測量時，儀器只經(jīng)過4mm的評定長度，但在評定時，需轉(zhuǎn)換到10mm的標(biāo)準(zhǔn)距離，并要求≧Rpc 170，而統(tǒng)計邊界為±0.3μm。
激光造型工藝與成型表面的特點
激光造型作為一種新工藝，直到本世紀(jì)初才在其誕生地—汽車工業(yè)強(qiáng)國德國的少數(shù)企業(yè)得到實際應(yīng)用，但在用於發(fā)動機(jī)汽缸體缸孔和連桿大頭孔精加工等關(guān)鍵工序的實踐中，已經(jīng)充分顯示了這種先進(jìn)技術(shù)的很大優(yōu)越性。近年來，激光造型在歐洲汽車發(fā)動機(jī)業(yè)界的應(yīng)用日益增多，并自2009年開始，進(jìn)入了國內(nèi)的主流汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，展現(xiàn)了它十分廣闊的巿場前景。
簡單地說，這項新技術(shù)就是利用激光頭所發(fā)出的數(shù)控激光光束在被加工表面制作出符合事先設(shè)定要求的表面微觀結(jié)構(gòu)的一種工藝方法。在實施表面造型的加工過程中，高能量的光束將有部分被工件表面反射、有部分則被吸收，被吸收的光束能在瞬間將材料加熱并使之達(dá)到氣化狀態(tài)。這種“激光刀”產(chǎn)生的光束的切削能力取決於脈沖頻率、功率、開關(guān)時間和進(jìn)給速度等。由於溫度升高是瞬間產(chǎn)生的，并且具有很高的能量聚集密度，因此光束只在一個有限的局部做瞬間切削，工件材質(zhì)的特性不會由此而產(chǎn)生變化。另一方面，粘結(jié)在工件表面上的冷卻劑殘余物將被蒸發(fā)或燃燒，也不會影響到激光光束切削的質(zhì)量。專用造型設(shè)備的數(shù)控系統(tǒng)能驅(qū)使激光頭做上下和旋轉(zhuǎn)運動，并對光束的開關(guān)時間和能量進(jìn)行相應(yīng)的控制，從而使用戶能獲得不同要求的、可控的表面微觀結(jié)構(gòu)。
對於缸孔精加工工序而言，*終獲得的理想表面，應(yīng)該是一個既有較高光潔度的平臺結(jié)構(gòu)，又具有可控的、適量而又充足的微觀構(gòu)造，以使機(jī)油有較長的駐留時間和良好的流體動態(tài)壓力。為此，在引入了這項新技術(shù)後，選擇的是規(guī)整、均勻的溝槽方案，具有交錯斷續(xù)或交叉點坑的分布特徵。圖3是常選的三種溝槽構(gòu)造形式：袋狀(左)、杯狀(中)和塊狀(右)。上述結(jié)構(gòu)的一個共同點是無交叉、不連通，各溝槽相互之間沒有任何聯(lián)系，能有效存儲潤滑油而不易流失，便於形成均勻油膜，使摩擦付處於流體潤滑狀態(tài)。由此，既保證了足夠的潤滑，又阻止了過多的機(jī)油竄入燃燒室，還可減少應(yīng)力影響，對改善摩擦性能有很大好處。相比之下，傳統(tǒng)珩磨工藝在缸孔內(nèi)表面形成的往往是相互連通的網(wǎng)狀溝槽結(jié)構(gòu)，且表面粗糙度偏“粗”，導(dǎo)致儲油量過多。而采取鐳射造型工藝的結(jié)果是使?jié)櫥偷南牧繒休^大幅度的減少，涉及環(huán)保的指標(biāo)，如顆粒物排放和油粒排放則有明顯降低。圖4是采用這項新穎工藝加工的缸孔的實況，從圖中可見，真正實施鐳射造型的只是位元於承受高負(fù)載的缸孔上死點附近進(jìn)行的區(qū)域，以保證活塞環(huán)在該區(qū)域受到高負(fù)荷時的良好潤滑。
圖4 采用激光造型工藝加工後的缸孔
圖4其實是汽車已運行十多萬公里、再拆解後的缸壁表面情況，在圖中，無論是造型形成的規(guī)則溝槽，還是下部珩磨加工的網(wǎng)紋都清晰可見。這也說明了利用鐳射造型技術(shù)可使磨損大幅度降低，從而延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。相比缸孔在整個園周范圍實施燒蝕造型，連桿大頭孔精加工在引入這項新技術(shù)後，只是在孔圓周的4個矩形表面上進(jìn)行造型，圖5中四個箭頭所指處的局部陰影區(qū)域即是。那每一塊造型區(qū)域又有多大呢?若某小排量轎車發(fā)動機(jī)連桿大頭孔的外徑一般不超過50mm，厚度不超過20mm，則取高(軸向)為13~15mm，寬(圓周向)度、既弧長則稍大些，但一般不用長度單位mm表示，而采用對應(yīng)的角度標(biāo)注，約為35°。
圖5 大頭孔圓周上的造型區(qū)
如前所述，缸孔激光造型乃是在其表面上加工出規(guī)則、均勻的溝槽。而對於連桿大頭孔，則是在精鏜後的圓周面上完成較均勻的凸峰狀造型，無疑兩者是不一樣的，所產(chǎn)生微觀結(jié)構(gòu)的均勻程度也是不同的。從前面的介紹可知，由於連桿大頭孔珩磨後要求體現(xiàn)的工藝性能就是確保與軸瓦間有足夠的摩擦力，因此規(guī)則、均勻的程度，以及燒蝕造型過程中衍生的一些粘結(jié)熔堆和氧化物不會影響其工藝效果。
通過以上介紹可看到，經(jīng)激光造型形成的工件表面微觀構(gòu)造，與傳統(tǒng)的工件經(jīng)切削加工後的成型面有很大差別，*大的不同是後者為連續(xù)性的紋理結(jié)構(gòu)，而前者則具有斷續(xù)性、不連貫的特徵。兩者之間的這個差別導(dǎo)致在進(jìn)行檢測和評定時，若還是把二維測量、評價的方式用於執(zhí)行鐳射成形的工件表面就會產(chǎn)生較大誤差。一個顯見的事實是，如前所述，對工件加工面的技術(shù)要求，在若乾重要部位還需滿足相關(guān)工藝性能，指的都是配合面。 因此在理論上，當(dāng)進(jìn)行檢測和評價時也應(yīng)該把“面”作為對象，之所以無論國內(nèi)還是國外一直沿用二維測量方法，正是利用了傳統(tǒng)切削加工形成的工件表面所具有的這種連續(xù)性紋理結(jié)構(gòu)特徵，而采取的一種“簡化”方案。
圖6 經(jīng)激光造型後的工件表面示例
圖6的成型表面實例類似於前面圖4的溝槽造型結(jié)構(gòu)，但表面上也存在少量不高的凸起(即白**域)。圖6中，左邊的為“袋狀”，右邊的為“杯狀”。假如以圖中的紅線作為二維測量時的測針運行軌跡，就可能得出以下的一些評定結(jié)論：
如圖中顯示的狀態(tài)，所得到的結(jié)果應(yīng)該是相同的，這只要從對應(yīng)於下方的二維測量截線就能看出。而事實上，即使就取圖中這一塊平面來看，左邊的袋狀構(gòu)造較之右邊的杯狀，其儲油空間要大的多。
即使是對同一個表面，只要稍稍移動一下測針的測量軌跡，也會得出完全不同的結(jié)果。設(shè)想把左(或右)圖中的紅線稍稍下移，就會造成只測到一個溝槽、甚至測不著的情況，從而得出與圖6完全不一樣的評定結(jié)論，顯然以上者兩種情況都說明，此時若再沿用二維測量方式是不可行的。
與表面微觀結(jié)構(gòu)三維測量相對應(yīng)的評定參數(shù)
表面微觀構(gòu)造的二維評定參數(shù)，其實也同樣適用於利用鐳射造型技術(shù)加工出的表面。因為雖然兩者的工藝過程不同，但配合面需符合的要求、即應(yīng)該實現(xiàn)的工藝性能是完全一樣的。然而，若再采用二維測量的方法來檢驗經(jīng)鐳射造型後形成的表面就會出現(xiàn)很大的誤差，為了更確切地驗證此時工件表面的微觀構(gòu)造是否符合所要求的工藝性能，必須采用“三維評價”做法，并建立了相應(yīng)的評定參數(shù)和檢測方法。
事實上，除個別參數(shù)外，三維評定參數(shù)都是建立在二維評定參數(shù)的基礎(chǔ)上的，且均可以一一對應(yīng)。當(dāng)然，就現(xiàn)今已應(yīng)用於實際也即已創(chuàng)建的參數(shù)的數(shù)量來看，3D參數(shù)要少的多，但已能覆蓋包括上述表面重要工藝性能的全部涉及項目。以下是一個對照表，列出了部分常用的評定參數(shù)。
表1 二維(2D)和三維(3D)評定參數(shù)對照表
以*常用的“振幅”類評定參數(shù)之一的Ra為例，其含義是在取樣長度內(nèi)，經(jīng)濾波後的全部輪廓偏距***的算術(shù)平均值，可表述為：
對應(yīng)的3D評定參數(shù)則可以表述為：
不同於2D類的評定參數(shù)所采取的采樣、數(shù)據(jù)處理和評價都是囿於一個截面，即只是在工件被檢表面上的一個法向截面進(jìn)行，3D類參數(shù)則有所不同。它的測量對象并非工件表面上的一個截面，而是一個區(qū)域，至於到底如何實現(xiàn)測量、評定則可以有不同的方式。
另一個常用的二維評定參數(shù)RZ往往被稱為十點高度，其含義是在經(jīng)濾波後的輪廓評定長度內(nèi)，5個*高的輪廓峰高值和5個*低的輪廓谷深值的**高度的平均值。RZ可以用下式表達(dá)：
式中的P代表*高的5個峰值，V代表*低的5個谷深值。
而對應(yīng)的3D評定參數(shù)的表述形式為：
實際上，兩者的表達(dá)方式完全一樣，只是RZ僅反映了一個截面的范圍，而SZ反映了一個區(qū)域，故後者表達(dá)式中的峰高和谷深完全有可能不在同一個截面。
在眾多3D評定參數(shù)中，Ssc是極個別的無法與2D參數(shù)相對應(yīng)、且具有獨特內(nèi)涵的一項評定參數(shù)，被稱為波峰曲率算術(shù)平均值，其含義為：在被測表面輪廓范圍內(nèi)，被測得的眾多波峰*大曲率的平均值。借助Ssc，就能較**的了解該工件表面波峰、凸起的大致情況，是呈渾圓狀還是比較尖銳，這對弄清和更**地了解配合狀況有很大的意義。Ssc的單位是1/μm，也就是曲率的單位，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
傳統(tǒng)檢測手段在表面三維測量中的應(yīng)用及其不足
對於表面微觀結(jié)構(gòu)的二維測量，無論采樣、數(shù)據(jù)處理和評價都是基於工件被檢表面的某個法向截面。而三維測量則完全不同，它的測量對象并非工件表面上的一個截面，而是某個區(qū)域。此時，如果仍采用傳統(tǒng)的觸針式檢測方法，就必須逐個在m個平行的法向面上進(jìn)行測量，*終根據(jù)這m個二維測量的采樣結(jié)果來做數(shù)據(jù)處理和評價，以反映出被測區(qū)域的表面微觀特徵。m一般大於100?？梢圆捎门c進(jìn)行2D參數(shù)檢測時完全相同的粗糙度儀實現(xiàn)3D參數(shù)檢測，只是必須增添能提供新的二項功能的相關(guān)硬體、軟件：精密微動工作臺和3D數(shù)據(jù)處理軟件。實際測量過程如下：
·如前所述，大頭孔的造型面乃是圓周上的四塊，故實施檢測時需分別進(jìn)行，再統(tǒng)一分析，這就得裝夾、調(diào)整4次才能完成一個工件的測量。
·測頭是沿著圓周方向移動的，每完成一次類似於2D的粗糙度測量後，工作臺的伺服電機(jī)就會帶動工件平移一個微小距離e，然後再進(jìn)行下一次測量。
·對大頭孔上每一塊造型面的測量，并不是覆蓋其整個面積，而只是截取其中一部分，如一種取法是2mm×0.5mm，圓周方向為2mm。
·具體的儀器設(shè)置為：取樣長度Lc0.25mm，測量速度0.5mm/s，X方向和Y方向的采樣密度 2.5μm×2.5μm，X方向是儀器測頭沿圓周測量時的走向，2.5μm是采樣密度;Y方向是工作臺每次微動距離，也即每相隔2.5μm將測一次;Y方向的長度是0.5mm，因此完成對整個截取面的檢測需要測量201次(條)。
由於配備了三維測量軟件，因此在對所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的基礎(chǔ)上，就能按照產(chǎn)品(圖紙)技術(shù)要求中規(guī)定的評定參數(shù)，對被測工件的鐳射造型表面做出評價，主要的評定指標(biāo)的設(shè)置有這樣二種：
·沿襲前面介紹的用於珩磨後表面工藝性能評價時所采用的2個二維評定參數(shù)Ra和Rpc，只需換成Sa和Spc，這在表1上都是在列的。
·同樣也可評價工件造型表面的工藝性能，但所采用的三維評定參數(shù)為Sa和Ssc，它們的含義在前一節(jié)已作了詳細(xì)說明。事實上，選擇Sa和Ssc顯然能更確切地反映出對連桿大頭孔內(nèi)壁微觀結(jié)構(gòu)的要求。
當(dāng)選擇所列的設(shè)置值對連桿鐳射造型表面進(jìn)行檢測時，采用的評定參數(shù)事實上就是Sa和Ssc這兩項，且明確規(guī)定了只有當(dāng)符合：Sa≥0.18μm，Ssc≤0.052 1/μm時，才算合格，即能滿足相應(yīng)的工藝性能的要求。
上述建立在傳統(tǒng)測量原理基礎(chǔ)上的表面形貌三維檢測方法存在的先天不足，主要表現(xiàn)在：
·效率太低。以上面描述的對連桿大頭孔鐳射造型面的測量過程為例，即使只測其某一塊(約10×12mm2)中的一個區(qū)域，耗時也要近40分鐘，若考慮到輔助時間，完成該工件全部檢查任務(wù)需時甚至?xí)_(dá)三個小時。
·檢測質(zhì)量較差。鑒於以下一些原因，決定了利用傳統(tǒng)方式進(jìn)行三維測量難以得到理想的結(jié)果：
-區(qū)域面積掃描時由多次單一線掃描拼合而成，線掃描之間的表面形貌資訊丟失。
-觸針式探頭的尺寸導(dǎo)致了在測量維納米結(jié)構(gòu)和陡峭變化表面時容易出錯
公安機(jī)關(guān)備案號：
