平均系统可以通过设计过滤掉所有表面组成部分，粗糙度除外。粗糙度是指因车削、磨削、铣削或其他加工过程而留下的痕迹。但是制造商只知道平均粗糙度Ra还不够，制造过程中也会产生其他表面问题，如无法显露出来的波浪等。如果放任不管，则表面参数可直接影响产品质量。

在现今生产成本不断增加，客户对产品性能和可靠性提出了更高要求，这一解决方案顺势而生。诚然，大部分工件的表面修整规范仍然要求进行平均粗糙度测量，所用工具并不能揭露真实的表面特征。

曲轴案

发动机性能也来越高，客户投诉越来越多，某曲轴制造商一夜之间焦头烂额。通过检查加工后的曲轴轴颈表面粗糙度，发现某条生产线出来的产品表面粗糙度高了18～22 μin。

面对这种情况，该制造商增加抛光操作，并成功将粗糙度降至标准范围内。然而，结果却不尽人意。

正常情况下，平均粗糙度为18 μin时，轴颈负荷接近2 000 bar/in2。剖析显示粗糙度升高至22μin，同时，波纹频率下降，改变了部件的几何形状。最终导致轴颈与轴承之间的接触面积明显降低，负载提升到了20 000 bar/in2。

抛光只是降低了接触面积，让问题更加复杂。负载增加了10倍，增至200 000 bar/in2，导致曲轴在用了不到200 h后便出现裂纹。发现问题后，有关人员对波形进行了反向跟踪，发现原因居然是生产线上某机床非圆轴承振动所致(如图)。

图1  虽然增加抛光操作可以将Ra减小到规定范围以内，但是也减少了轴颈和轴承之间的接触面积，增加了负载，导致产品不合格率高达98％

计算机磁盘损坏案

在使用相同过程对计算机磁盘进行8个多月的抛光后，制造商发现出现了严重问题，突然表面精细度(平均粗糙度)从10～12 μin升高到了15～17 μin，升高率达到50%。

各种校准方式，如修正砂轮、更换冷却剂、重新修正砂轮和更换磨料都没有起效。最后，制造商对表面进行了分析，发现错误：出现了0.006 in的波长。

进行调查后，发现问题来自屋顶某大型空调的偏心轴产生过大振动，影响到工厂建筑和机器。这种低频振动已经超出了平均粗糙度测量机器的工作范围。

从故事中吸取的教训

虽然Ra参数对于判定表面是否合格能够有一定的价值，但是在大部分情况下测量出来的数值并非其真正值。制造商如果在测量Ra时没有对Ra的限制条件进行全方位了解，没有选择正确的临界点，则很有可能会出现各种问题，特别是精细表面。大部分问题在对表面进行剖析后很容易解决。

现代表面精细度测量设备可以显示整个表面图像，准确提取各个组件的剖面，进行比对分析。然后将高频表面粗糙度与低频波浪分开，查到制造期间微英寸精细度发生变化的原因。

制造商可以记录和检查每个表面的总剖析结果，并对其任意部分进行分析，则可以建立和维持表面公差，使其满足产品性能要求。如今，达到最佳的表面精细度已成为基本要求。