加工精度是衡量零部件加工尺寸和形狀的重要指標(biāo)，而表面粗糙度是評定零部件表面加工質(zhì)量的重要指標(biāo)。

一、表面粗糙度的概念和類型

（一）表面粗糙度：經(jīng)過切削加工或壓力加工的木材或人造板，在加工表面會留下各種各樣的加工痕跡，這種加工痕跡稱為表面粗糙度。

在生產(chǎn)中，由于受到生產(chǎn)設(shè)備的幾何精度；切削刃具的幾何精度；膠壓時所施加的壓力、材質(zhì)及含水率等因素的影響，在零部件表面會留下各種加工不平度。

（二）表面粗糙度的類型

表面粗糙度可分為宏觀不平度和微觀不平度。而理論研究和生產(chǎn)中所指的表面粗糙度常常是微觀不平度。

1、宏觀不平度：外形尺寸比較大的單個加工缺陷。宏觀不平度產(chǎn)生的原因，一是生產(chǎn)設(shè)備穩(wěn)定性能差及精度低，二是木材發(fā)生了翹曲變形。

2、微觀不平度；外形尺寸相對比較小的加工缺陷。

根據(jù)加工后的缺陷的形式又分為一下六種類型。

（1）彈性恢復(fù)不平度：切削加工時、刃具在木材表面擠壓，解除壓力后，木材因彈性恢復(fù)而形成的不平。這是由于各部分材料的密度和硬度不同，當(dāng)解除壓力后木材彈性恢復(fù)不同而產(chǎn)生的加工缺陷。

（2）刃具痕跡和波紋：在加工過程中，零部件的切削表面常出現(xiàn)呈梳狀或溝狀的波紋，其形狀、大小和方向取決于刃具的幾何形狀和切削運(yùn)動的軌跡。

如用圓鋸片鋸解的木材表面留下的弧形鋸痕，這些就是刃具痕跡。工藝系統(tǒng)的剛度產(chǎn)生的位移稱為波紋痕跡。

（3）破壞不平度：加工時，木材表面上成束的木纖維被剝落或撕開的結(jié)果。

如果加工時切削用量或切削方向不當(dāng)，這種不平度就要增大。在銑削或旋銑加工過程中木材表面會經(jīng)常出現(xiàn)這種類型的不平度。

（4）木毛：單根纖維的一端與木材表面相連而另一端豎起或緊貼在木材表面上。

（5）毛刺：成束或成片的木纖維還沒有與木材表面分開。

（6）構(gòu)造不平度：由于木材細(xì)胞腔被切破而形成凹凸不平，或由于碎料板表面微粒形狀尺寸和位置情況不同而形成。

二、表面粗糙度對木制零部件工藝性能與使用性能的影響

（一）表面粗糙度對加工余量的影響。

1、零部件的表面粗糙度高，對應(yīng)的加工余量就會增大，導(dǎo)致原材料消耗加大、廢料增多。

2、在機(jī)械加工中，如果一次加工完成，零部件受力增大，工藝系統(tǒng)的總位移加大，加工精度降低。如果采用多次加工，勞動生產(chǎn)率會大大降低。

（二）對膠合、膠貼和裝飾質(zhì)量的影響。

1、互相膠貼的原材料表面粗糙度大，涂膠量就會加大，使膠接面的膠層增厚，膠層在固化時會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使膠合強(qiáng)度降低；

2、同樣零部件的表面粗糙度大，砂削量就會加大，有時還需要增加打膩子工序。在涂飾工段中，涂料固化后易出現(xiàn)漆膜不平現(xiàn)象。

三、影響表面粗糙度的因素

表面粗糙度的產(chǎn)生是切削過程中下列各種因素相互作用的結(jié)果。

1、切削用量的大小，它涉及到切削速度、進(jìn)料速度、吃刀量（切削層的厚度）。

2、切削刃具，它涉及到刃具的幾何參數(shù)、刃具的制造精度、刃具工作面表面光潔度以及刃具的刃磨方法和刃具的磨損情況。

3、由生產(chǎn)設(shè)備、零部件、夾具、模具和刃具組成的工藝系統(tǒng)的剛度及穩(wěn)定性。

4、原材料的物理力學(xué)性質(zhì)，這主要是指原材料的硬度、密度、彈性、含水率等方面。

5、切削方向：橫向紋理還是縱向紋理的切削，在縱向切削時，還要考慮是順紋理切削和逆紋理切削。

6、除塵系統(tǒng)的除塵效果是否理想，是否鋸屑或刨花殘留在零部件的加工表面。

7、加工余量的變化時，使刃具對木材的切削力發(fā)生變化。

8、其它偶然性因素；如調(diào)刀、刀頭松動等等

t—波紋間距；相鄰兩波峰之間的距離

t= 式中：U—進(jìn)料速度；N—刀片數(shù)；n—刀軸轉(zhuǎn)數(shù)

當(dāng)N和n增加時，而u減小時，表面光潔度高

波紋深度可以按下式計算：波紋深度R= r—切削圓半徑

近似計算：R=

隨著現(xiàn)代木制品生產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展，在刃具軸的轉(zhuǎn)速和刀片數(shù)量上，都有了較大的提高。刃具軸轉(zhuǎn)數(shù)由過去的3000轉(zhuǎn)/分，增加到6000---9000轉(zhuǎn)/分。在有些生產(chǎn)設(shè)備上已提高到18000轉(zhuǎn)/分。刀片數(shù)量由原來的2---4片，增加到8- -24，在有些生產(chǎn)設(shè)備上也有安裝1000多個刀片，如刨砂機(jī)的刨刀頭。

四、表面粗糙度的評定

（一） 表面粗糙度評定中的有關(guān)術(shù)語

１、表面輪廓：假想平面與表面相交所得的輪廓線。

２、實際輪廓：假想平面與實際表面相交所得的輪廓線。

３、幾何輪廓：假想平面與幾何表面相交所得的輪廓線。

４、取樣長度L：用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準(zhǔn)線的長度。

５、基準(zhǔn)線；用以評定表面粗糙度參數(shù)所給定的線。

６、中線制；以中線為基準(zhǔn)線評定輪廓的計算制。

７、輪廓平均中線；在取樣長度L范圍內(nèi)，中線劃分輪廓，使上、下兩邊的面積相等。

８、輪廓偏距Y：在測量方向上，輪廓線上的點與基準(zhǔn)線之間的距離。

（二）表面粗糙度的評定參數(shù)

１、輪廓高度Ry：在取樣長度L范圍內(nèi)，輪廓峰頂線與輪廓谷底線之間的距離。

２、微觀不平度十點高度 Rz：在取樣長度L范圍內(nèi)，五個輪廓峰高的平均值與五個輪廓谷深的平均值之和。

計算公式：

式中：（1）是第i個輪廓峰高；（2）是第i個輪廓谷深。

３、輪廓算數(shù)平均偏差Ra：在取樣長度L范圍內(nèi)，輪廓偏距值的算術(shù)平均值。

參數(shù)Ra可以用包含在輪廓線與中線之間的面積來求得。

Ra=

近似的，也可沿著坐標(biāo)測量一系列偏距y值，取其值，用下列計算式表示得：

Ra= 式中： n—測量數(shù)。

４、輪廓微觀不平度平均間距Sm：在取樣長度L范圍內(nèi)，輪廓微觀不平度間距的平均值。

計算公式：Sm=

５、單個微觀不平度高度在測量上的平均值Rpv：在取樣的長度L范圍內(nèi)，各單個微觀不平度的高度（hi）之和除以該測量長度。

計算公式：Rpv=

（三）表面粗糙度各參數(shù)的數(shù)值

木制品表面粗糙度各參數(shù)的具體數(shù)值，可以應(yīng)用GB12472-90《木制件表面粗糙度的參數(shù)及其數(shù)值》國家標(biāo)準(zhǔn)。

五、表面粗糙度的測量

測量一般是用測量表面輪廓的方法來評定，要使測量的輪廓與實際表面相一致，就要求測量儀器與被測零部件沒有或較小的接觸壓力。

（一）非接觸式測量法：測量工作頭與測量表面不接觸，從而測量的表面粗糙度，通常使用的是雙筒顯微鏡及光源鏡筒組成的測量儀器。

（二）接觸測量法：依靠測量工作頭與被測表面直接接觸，測定出零部件表面粗糙度的數(shù)值，通常使用的輪廓法觸針式表面粗糙度的測量儀、輪廓記錄儀及中線制輪廓儀。

（三）比較法：通過不同加工方法加工出的試件作比較樣塊，將加工出的零部件表面與表面粗糙度樣塊進(jìn)行比較，通過視覺、觸覺評定出加工零部件的表面粗糙度。在GB/T14495-93《木制件表面粗糙度比較樣塊》的標(biāo)準(zhǔn)中，對樣塊的制造方法和表面特征等均有規(guī)定。