表面粗糙度对零件的耐磨性、接触刚度、耐腐蚀性、抗疲能力、密封性、两工件装配时的配合性等物理特性有着决定性的影响,而零件的这些物理特性会直接影响到装配成的设备的工作性能、产品加工的精确性、设备运作的可靠性和设备使用的有效寿命。目前表面粗糙度的二维测量已相对完善且评定方法也已形成国际统一标准,但二维参数计算所得的表面信息并不能全面的反映出工件表面的微观形态,也就不能从表面形态综合地判断出工件的表面特性。三维表面粗糙度信息和三维粗糙度参数能从横向和纵向更全面、直观地反映表面形状与性能特征,因此三维表面粗糙度的测量及评定方法的研究愈加重要。本文从理论上研究了基于白光相移干涉法测量三维表面粗糙度的方法并进行了实验,并对实验测得的三维表面轮廓进行了粗糙度评定。文中介绍了三维表面粗糙度测量与评定的目的和实际工程意义,归纳和讨论这项技术在国际与国内的发展现状;论述了采用基于白光相移干涉法的非接触测量方法并建立了三维评定参数模型。测量系统用白光做干涉光源,对于CCD采集到的干涉条纹用数字滤波与二次曲线拟合相结合的算法,计算出各采样点所对应的高度值,还原出表面原始轮廓;构建高斯B样条逼近滤波器用以建立三维表面评定基准面,从而提取出表面粗糙度的三维轮廓。其仿真结果表明测量系统的误差不超过3.5%。给出各类三维评定参数的定义及表达式,对提取出来的粗糙度轮廓进行评定参数计算,分析各参数所能体现的表面轮廓特征。文中结合实验结果给出了研磨样块与端铣样块表面粗糙度评定分析,结果表明,参数分析的结果符合工程实际的表面特征。文中最后总结和分析测量系统以及评定方法存在的问题,并对研究工作进行展望。