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在機(jī)械學(xué)中，粗糙度指加工表面上具有的較小間距和峰谷所組成的微觀幾何形狀特性。它是互換性研究的問(wèn)題之一。表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過(guò)程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。表面粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、振動(dòng)和噪聲等有密切關(guān)系，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。
常用的磨損表面形貌觀察手段有體視顯微鏡、掃描電鏡, 但不具備表面形貌特征的數(shù)字化描述功能;常用的粗糙度測(cè)量手段有干涉儀、粗糙度儀等,但是不能對(duì)磨損表面形貌進(jìn)行觀察。先進(jìn)的磨損表面形貌分析、表征設(shè)備要求在觀察到磨損表面形貌的同時(shí)能得到準(zhǔn)確的表面形貌數(shù)據(jù)以便能進(jìn)行進(jìn)一步的分析。而三維激光共聚焦顯微鏡（三維形貌輪廓測(cè)量?jī)x）的出現(xiàn)彌補(bǔ)了這一缺陷, 同時(shí)具備磨損形貌觀察以及數(shù)字化描述的功能, 能方便、準(zhǔn)確地對(duì)磨損表面形貌進(jìn)行深入研究 。粗糙度是數(shù)字化描述磨損表面形貌特征的常用的一些參數(shù),都可以通過(guò)調(diào)整配置即可對(duì)磨損表面粗糙度特征進(jìn)行描述, 在此基礎(chǔ)上對(duì)不同磨損形態(tài)的磨損表面形貌進(jìn)行分析。
磨損是材料常見(jiàn)的表面失效現(xiàn)象,粗糙度是數(shù)字化描述材料磨損表面形貌特征的常用參數(shù)。采用三維表面形貌掃描儀能夠得到材料磨損表面的真實(shí)形貌, 同時(shí)能夠?qū)δp表面三維(3D)形貌特征進(jìn)行數(shù)字化描述。對(duì)常見(jiàn)的粗糙度值范圍內(nèi)的磨損表面采用相應(yīng)物鏡掃描測(cè)量比較合適;粗糙度小于一定范圍的磨損表面宜采用相對(duì)應(yīng)物鏡;粗糙度大于一定范圍的宜采用小倍率物鏡。對(duì)比較規(guī)則的磨損表面, 采用幾個(gè)物鏡視場(chǎng)疊加掃描即可得到比較的粗糙度值;對(duì)于不太規(guī)則的磨損表面, 則需要物鏡視場(chǎng)疊加掃描。借助這一手段, 采用上述優(yōu)化參數(shù)對(duì)一些冷軋輥材料磨損各階段試樣表面形貌及粗糙度輪廓曲線(xiàn)進(jìn)行表征、分析, 效果較好。