表面粗糙度儀開始提出時就是為了研究零件表面和其性能之間的關(guān)系,實現(xiàn)對表面形貌準(zhǔn)確的量化的描述。隨著加工精度要求的提高以及對具有特殊功能零件表面的加工需求,提出了表面粗糙度評價參數(shù)的定量計算方法和數(shù)值規(guī)定。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,許多制件的表面被加工而具有特定的技術(shù)性能特征,諸如:制件表面的耐磨性、密封性、配合性質(zhì)、傳熱性、導(dǎo)電性以及對光線和聲波的反射性,液體和氣體在壁面的流動性、腐蝕性,薄膜、集成電路元件以及人造器官的表面性能,測量儀器和機床的精度、可靠性、振動和噪聲等等功能,而這些技術(shù)性能的評價常常依賴于制件表面特征的狀況,也就是與表面的幾何結(jié)構(gòu)特征有密切。機械加工表面分形維數(shù)表達(dá)了表面所具有的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的多少以及這些結(jié)構(gòu)的微細(xì)程度,微細(xì)結(jié)構(gòu)在整個表面中所占能量的相對大小。分形維數(shù)越大,表面中非規(guī)則的結(jié)構(gòu)就越多,并且結(jié)構(gòu)越精細(xì),精細(xì)結(jié)構(gòu)所具有的能量相對越大,具有更強的填充空間的能力。
隨著制造技術(shù)的不斷進(jìn)步,表面質(zhì)量不僅表現(xiàn)為表面的形狀誤差、波度、表面粗糙度等要求,而且對表面的峰、谷及其形成的溝、脈走向與分布等也有要求,需要對與表面功能密切相關(guān)的表面紋理結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評定。顯然,現(xiàn)在普遍采用的以2維參數(shù)為基礎(chǔ)的表面形貌評定方法過于注重高度信息,對高度信息做平均化處理,而幾乎忽視水平方向的屬性,不能反映表面的其實形貌。