1. Важность измерителя шероховатости поверхности и ключевые моменты при его покупке.

Шероховатость поверхности является важным параметром для измерения микрогеометрии обработанной поверхности и напрямую влияет на точность посадки, износостойкость, герметичность и усталостную долговечность механических деталей. В аэрокосмической отрасли, прецизионных пресс-формах, автомобилестроении, медицинском оборудовании и других областях строгий контроль шероховатости поверхности стал ключевым звеном в обеспечении качества. Поэтому крайне важно выбрать измеритель шероховатости с точными измерениями, стабильной производительностью и простотой в эксплуатации.

При покупке необходимо ориентироваться на следующие основные показатели:

• Диапазон измерения и разрешение: выберите соответствующий диапазон в соответствии с общим диапазоном шероховатости заготовки (Ra 0,025–6,3 мкм), а разрешение обычно составляет 0,001 мкм.
• Тип датчика: Индуктивные или пьезоэлектрические датчики имеют свои преимущества и недостатки. Индуктивный тип имеет высокую точность, но высокую стоимость, тогда как пьезоэлектрический тип имеет быстрый отклик, но немного плохую линейность.
• Критерии фильтрации и оценки: Оборудование должно поддерживать основные стандарты, такие как ISO 4287, ISO 13565, JIS B0601 и т. д., и иметь несколько методов фильтрации (например, фильтрацию Гаусса).
• Простота эксплуатации: Цветной сенсорный экран, передача данных по Bluetooth, функции хранения и экспорта данных могут значительно повысить эффективность использования на месте.
• Бренд и послепродажное обслуживание: Известные бренды более безопасны с точки зрения срока службы датчиков, услуг по калибровке, обновлений программного обеспечения и т. д.

Рекомендация: перед покупкой попросите производителя провести фактические измерения прототипа и сравните Ra, Rz и другие параметры одной и той же детали под разными приборами, чтобы избежать неправильного понимания «акцента на параметрах над реальностью».

2. Сравнительный анализ известных отечественных и зарубежных брендов.

В настоящее время основные бренды измерителей шероховатости на рынке в основном разделены на три лагеря: японские, европейские и американские, а также отечественные. Ниже приводится краткое сравнение каждого представителя бренда:

Судя по отзывам о практическом применении: серия Mitutoyo SJ-410 занимает очень большую долю в индустрии автомобильных запчастей, особенно в сценариях прецизионных измерений, таких как шестерни коробок передач и блоки двигателей. Тейлор Хобсон практически незаменим при контроле высококачественных оптических линз и полупроводниковых пластин; а китайская компания CTU Instruments получила широкое признание среди отечественных малых и средних производственных компаний благодаря портативному измерителю шероховатости SJ5760. Его системный интерфейс Android и функция загрузки данных Wi-Fi особенно подходят для преобразования цифровой мастерской.

3. Рекомендации производителя и предложения по покупке

Исходя из различных бюджетов и сценариев применения, даются следующие рекомендации:

1. Прецизионная лаборатория/центр исследований и разработок.

Рекомендуется использовать модели лабораторного класса от Taylor Hobson или Zeiss. Этот тип оборудования обычно имеет разрешение уровня 0,1 нм, поддерживает комплексный многопараметрический анализ и может измеряться вместе с контуром и волнистостью. Хотя цена относительно высока (более 100 000 юаней), она может соответствовать требованиям уровня научных исследований.

2. Участок массового производства (автомобили, электроника 3C)

Мы рекомендуем Mitutoyo SJ-210/SJ-410 или Zhongtu SJ5760. Программное обеспечение Mitutoyo для управления долговечностью и данными (MeasurLink) очень подходит для контроля партий на производственных линиях; Zhongtu SJ5760 со встроенным термопринтером и передачей данных по Bluetooth может составлять отчеты о проверках без необходимости использования внешнего компьютера, а цена составляет лишь половину от цены Mitutoyo, что делает его чрезвычайно экономичным.

3. Пресс-форма/литьевая промышленность

Рекомендую Kosaka SE3500 или Zhongtu SJ5800. Kosaka Instruments хорошо справляется с измерением сложных изогнутых поверхностей, таких как малые радиусы кривизны и глубокие канавки; Zhongtu SJ5800 поддерживает различные замены игл (например, с радиусом наконечника 2 мкм/5 мкм) для адаптации к различным поверхностям пресс-формы.

Последнее напоминание: независимо от того, какую марку вы выберете, обязательно попросите производителя предоставить полный сертификат калибровки (соответствующий национальным стандартам или международным стандартам) и проводите периодическую проверку, чтобы гарантировать, что данные измерений действительны в течение длительного времени.

Часто задаваемые вопросы

Каковы основные параметры измерителя шероховатости поверхности?

Основные параметры включают диапазон измерения (например, Ra, Rz, Rmax и т. д.), разрешение, длину выборки, длину оценки, тип датчика (индуктивный/пьезоэлектрический), метод фильтрации и длину волны среза фильтра верхних частот и т. д. При покупке вам следует выбрать диапазон измерения на основе типичного диапазона шероховатости заготовки и убедиться, что прибор поддерживает стандарты ISO или JIS.

А как насчет измерителя шероховатости Митутойо?

Mitutoyo — хорошо зарекомендовавшая себя компания в области точных измерений в Японии. Серия измерителей шероховатости SJ известна своей высокой точностью, хорошей стабильностью и полной экологией программного обеспечения. SJ-210 и SJ-410 широко используются в автомобильной промышленности и производстве пресс-форм, но их цена относительно высока, и они подходят для случаев, когда предъявляются строгие требования к точности.

Какая марка отечественных измерителей шероховатости имеет лучшую репутацию?

CHOTEST – один из брендов с хорошей репутацией на внутреннем рынке. Серия SJ5760/SJ5800 имеет удобный интерфейс управления, поддерживает систему Android и имеет функции передачи данных Bluetooth и Wi-Fi. Это экономически выгодно и особенно подходит для малых и средних производственных компаний.

Необходимо ли регулярно калибровать измеритель шероховатости поверхности?

Нужен. Рекомендуется выполнять калибровку каждые шесть месяцев или один год, причем калибровка должна выполняться учреждением, имеющим квалификацию CNAS. При ежедневном использовании стандартные образцы также можно использовать для периодической проверки, чтобы гарантировать точность данных измерений.

Как выбрать между портативным измерителем шероховатости и настольным измерителем шероховатости?

Портативный компьютер подходит для онлайн-обнаружения на месте, имеет небольшой вес и быстр в работе, но его точность обычно немного ниже, чем у настольного компьютера; настольный компьютер подходит для прецизионных измерений в лаборатории, имеет более комплексные функции и поддерживает многопараметрический анализ. Если производственная линия требует частого мобильного тестирования, предпочтение отдается портативному; если требуется высокая точность и сложный анализ, предпочтение отдается настольному.

Каковы обычно используемые методы фильтрации для измерителей шероховатости?

Общие из них включают фильтрацию по Гауссу (Gauss), фильтрацию с фазовой коррекцией (PC), отсутствие фильтрации (Raw) и т. д. Фильтрация по Гауссу — это основной метод, рекомендуемый действующим стандартом ISO, который может эффективно устранить влияние волнистости поверхности при измерении шероховатости.

Будут ли различия, когда измерители шероховатости разных марок измеряют одну и ту же заготовку?

Могут быть различия. Причины включают в себя: разное разрешение датчиков, разные алгоритмы фильтрации, разный радиус иглы и измерительное усилие, несогласованный выбор длины выборки и т. д. Рекомендуется использовать один и тот же стандартный шаблон для сравнения по ключевым параметрам (например, Ra) и устанавливать параметры единообразно, чтобы уменьшить ошибки системы.

Какие послепродажные услуги обычно предоставляют производители при покупке измерителя шероховатости?

Обычно включает: установку и отладку оборудования, обучение эксплуатации, обновление программного обеспечения, бесплатное обслуживание датчиков (в течение гарантийного срока) и услуги по калибровке (платно). Некоторые бренды, такие как Zhongtu Instruments, также предоставляют услуги удаленной диагностики и индивидуального управления измерительными инструментами.

Дело

Завод по производству автомобильных трансмиссий использует CTU SJ5760 для замены импортных марок, чтобы снизить затраты и повысить эффективность.

Первоначально компания использовала портативный измеритель шероховатости импортной марки. Цена покупки каждого устройства составляла около 28 000 юаней, а годовая плата за калибровку — около 2 000 юаней. В 2023 году будет представлен China Telecom SJ5760. Стоимость одного устройства составляет всего 12 000 юаней, оно имеет встроенный Bluetooth и термопринтеры. Инспекторы могут составлять отчеты на месте, не имея при себе ноутбука. После сторонних сравнительных испытаний погрешность повторяемости SJ5760 в диапазоне Ra 0,2 ~ 1,6 мкм составляет менее 3%, что полностью соответствует требованиям ежедневного выборочного контроля поверхностей зубьев шестерен коробки передач. В течение года компания заменила все измерители шероховатости на 20 производственных линиях на Zhongtu SJ5760, сэкономив в общей сложности 320 000 юаней на закупочных расходах и снизив затраты на калибровку примерно на 60%.

На заводе прецизионных пресс-форм используется Mitutoyo SJ-410 для решения проблемы измерения шероховатости глубоких полостей.

Завод производит литьевые формы с глубиной полости 80 мм и требует измерения шероховатости поверхности дна Ra≤0,4 мкм. Раньше обычные бытовые зонды не могли проникнуть в небольшие и глубокие полости, что приводило к слепому тестированию. Mitutoyo SJ-410 оснащен специальным удлинителем и щупом под углом 45°, который позволяет стабильно измерять внутреннюю стену глубиной 120 мм. В то же время оборудование поддерживает автоматическое многоточечное измерение и статистический анализ, помогая инженерам по пресс-формам быстро находить участки недостаточной полировки. После внедрения уровень ремонта пресс-форм снизился с 12% до 3%, а удовлетворенность клиентов значительно возросла.

Авторитетная цитата

GB/T 3505-2009 Геометрическая спецификация продукта (GPS). Термины, определения и параметры структуры поверхности. Метод контура.

ISO 4287:1997 Геометрические спецификации продукции (GPS). Текстура поверхности. Метод профиля. Термины, определения и параметры текстуры поверхности.

Лю Бинь, Ли Чанхэ. Современное состояние и тенденции развития технологии измерения шероховатости поверхности [J]. Китайский журнал машиностроения, 2018, 54(5):1-12.