計量人員培訓教材(粗糙度)

1、計量人員培訓教材計量人員培訓教材 粗粗 糙糙 度度 測測 量量 講講 義義 主講：谷衛(wèi)華主講：谷衛(wèi)華中航一集團第三四所中航一集團第三四所 第一節(jié)第一節(jié) w 一、一、： 二、二、：評定方法及評定原則：評定方法及評定原則 三、三、粗糙度參數粗糙度參數 四、規(guī)程四、規(guī)程第一節(jié)第一節(jié)w 一、比較測量一、比較測量w 表面粗糙度比較樣塊表面粗糙度比較樣塊(以下簡稱樣塊以下簡稱樣塊)是用來檢查制件表面粗糙是用來檢查制件表面粗糙度的一種工作量具。其使用方法是以樣塊工作面的表面粗糙度為標度的一種工作量具。其使用方法是以樣塊工作面的表面粗糙度為標準，憑觸覺準，憑觸覺(如指甲如指甲)、視覺、視覺(可借助于放大鏡、比

2、較顯微鏡可借助于放大鏡、比較顯微鏡)與被檢與被檢制件表面進行比較，從而判斷制件表面粗糙度是否合乎要求。制件表面進行比較，從而判斷制件表面粗糙度是否合乎要求。w 在進行比較時，所用的樣塊和被檢制件的加工方法應該相同，在進行比較時，所用的樣塊和被檢制件的加工方法應該相同，同時樣塊的材料、形狀、表面色澤等也應盡可能與被檢制件一致。同時樣塊的材料、形狀、表面色澤等也應盡可能與被檢制件一致。判斷的準則是根據制件加工痕跡的深淺來決定表面粗糙度是否符合判斷的準則是根據制件加工痕跡的深淺來決定表面粗糙度是否符合圖紙圖紙(或工藝或工藝)要求。當被檢制件的加工痕跡深淺不超過樣塊工作面要求。當被檢制件的加工痕跡深淺

3、不超過樣塊工作面加工痕跡深度時，則被檢制件的表面粗糙度一般不超過樣塊的標稱加工痕跡深度時，則被檢制件的表面粗糙度一般不超過樣塊的標稱值。值。第一節(jié)第一節(jié)w 一、比較測量一、比較測量w 表面粗糙度比較樣板、比較的注意事項第一節(jié)第一節(jié)w 一、比較測量一、比較測量l表面粗糙度比較樣板、比較的注意事項 比較樣板的加工方法與被測的加工方法相同比較樣板的加工方法與被測的加工方法相同 比較樣板的參數值與被測的參數值接近比較樣板的參數值與被測的參數值接近w 校準表面粗糙度比較樣塊時，需要計算出。校準表面粗糙度比較樣塊時，需要計算出。w 1、Ra的平均值的平均值w 2、平均值對標稱值的偏移量、平均值對標稱值的偏

4、移量w 3、平均值的標準偏差、平均值的標準偏差第一節(jié)第一節(jié)w 二、光切法測量第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 圖 6-12 水平線對準方法 圖6-13 光切顯微鏡外觀結構第一節(jié)第一節(jié)w 三、干涉法測量三、干涉法測量 圖6-17光干涉法測量原理L光源：T被測表面：R參考鏡：BS分光鏡O物鏡：V觀測方向w a圖單目鏡雙光束干涉顯微鏡，中分光鏡在目鏡和被測表面之間，目鏡與被測表面之間的距離大，所以其數值孔徑和放大倍數都不能大，分辨率較低，難于測量粗糙度值小的表面。第一節(jié)第一節(jié)w 三、干涉法測量三、干涉法測量 圖6-17光干涉法測量原理L光源：T被測表面：R參考鏡：BS分光鏡O物鏡：V觀測方向w 圖b為雙物鏡

5、雙光束干涉顯微鏡，由于分光鏡放在物鏡和目鏡之間，物鏡與被測表面之間的距離可以很小，從而物鏡的數值孔徑大、倍率高，分辨率高，適于測量粗糙度值小的表面。第一節(jié)第一節(jié)w 三、干涉法測量三、干涉法測量 使用干涉顯微鏡測量表面粗糙度，調整干涉條紋及在高精度測量時，干涉光的顏色有白光、紅色光、橙色光、綠色光，應盡量選用綠色光 第一節(jié)第一節(jié) 由光波干涉原理可知：在等厚干涉的條件下用一平晶與被測工件表面成一定的楔角，那么就可以得到明暗相間的干涉條紋，而相鄰暗條紋對應的空氣層的厚度變化h為：式中：為光波波長。 當楔角變小時，條紋變寬、變疏，反之變窄、變密。但不論條紋變寬變窄，相鄰兩暗條紋對應的厚度變化不變， 2

6、h第一節(jié)第一節(jié) 顯然當被測表面是理想的平面時，任一干涉條紋都呈一條直線，而且相互平行。如果表面有凹凸不平，如圖所示的被測表面有一凹槽，那么干涉條紋也呈現相應的彎曲。此時凹槽深度可由干涉條紋凹入深度a和相鄰二暗條紋的間距b的比值來確定，即 2bah第一節(jié)第一節(jié) 在干涉顯微鏡中所得到在干涉顯微鏡中所得到的干涉條紋圖像，其垂直放的干涉條紋圖像，其垂直放大倍率是大倍率是可隨意調整改變?？呻S意調整改變。 這個放大被率不是儀器這個放大被率不是儀器物鏡的倍率、改變不了儀器物鏡的倍率、改變不了儀器的分辨率。的分辨率。 用干涉顯微鏡測量球形用干涉顯微鏡測量球形表面粗糙度時，干涉圖像中表面粗糙度時，干涉圖像中的條

7、紋間距不相等，這是由的條紋間距不相等，這是由于于光程差造成光程差造成第一節(jié)第一節(jié)使用干涉顯微鏡測量使用干涉顯微鏡測量表面粗糙度，調整表面粗糙度，調整干涉條紋及在高精干涉條紋及在高精度測量時，干涉光度測量時，干涉光的顏色有白光、紅的顏色有白光、紅色光、橙色光、綠色光、橙色光、綠色光，應盡量選用色光，應盡量選用綠色光綠色光 第一節(jié)第一節(jié)w 四、觸針掃描測量第一節(jié)第一節(jié)w 接觸式測量接觸式測量測量方向測量方向 (X)測頭擺動測頭擺動 (Z)數據間隔數據間隔 (X)w 粗糙度儀傳感器觸針的針尖圓錐角有粗糙度儀傳感器觸針的針尖圓錐角有60 、90 第一節(jié)第一節(jié)w 傳感器的工作原理傳感器的工作原理 電感式

8、傳感器測頭測桿刀口支點鐵芯線圈線圈第一節(jié)第一節(jié)w 傳感器的工作原理傳感器的工作原理測頭測桿壓電晶體壓電式傳感器第一節(jié)第一節(jié)w 傳感器的工作原理傳感器的工作原理激光器激光器光電二極光電二極管管測頭測桿激光式傳感器第一節(jié)第一節(jié)w 傳感器的工作原理傳感器的工作原理 殘余輪廓：通過測量一個理想的光滑表面平晶而獲殘余輪廓：通過測量一個理想的光滑表面平晶而獲得的原始輪廓得的原始輪廓 虛假輪廓是由導向基準的偏差，外部和內部的干擾虛假輪廓是由導向基準的偏差，外部和內部的干擾以及輪廓傳輸中的偏差組成的，沒有專用設備和適合的以及輪廓傳輸中的偏差組成的，沒有專用設備和適合的環(huán)境一般不能確定這些偏差的原因環(huán)境一般不能

9、確定這些偏差的原因 靜測力的變化靜測力的變化: 針尖上下垂直移動時針尖上下垂直移動時,測量力的變化測量力的變化. 靜測力的變化率靜測力的變化率觸針針尖半徑為觸針針尖半徑為2 m傳感器觸針靜態(tài)測量力傳感器觸針靜態(tài)測量力0.0075N第二節(jié)、第二節(jié)、 某一零件的某一表面圖紙上規(guī)定的是某一零件的某一表面圖紙上規(guī)定的是某種形狀（如平面、球面、柱面等）的幾某種形狀（如平面、球面、柱面等）的幾何表面，但加工后的實際表面與幾何表面何表面，但加工后的實際表面與幾何表面相比存在著幾何形狀誤差，如圖相比存在著幾何形狀誤差，如圖a所示?？伤??？梢园褜嶋H表面相對理想幾何表面的幾何形以把實際表面相對理想幾何表面的幾何

10、形狀誤差按峰谷起伏大小和節(jié)距大小分為表狀誤差按峰谷起伏大小和節(jié)距大小分為表面粗糙度、波度和宏觀形狀誤差。表面粗面粗糙度、波度和宏觀形狀誤差。表面粗糙度是指由加工方法在加工表面所產生的糙度是指由加工方法在加工表面所產生的微觀形狀誤差，也稱微觀不平度，如圖微觀形狀誤差，也稱微觀不平度，如圖b所所 示。波度是指表面峰谷起伏中間距較寬并呈現出周期性的成分。示。波度是指表面峰谷起伏中間距較寬并呈現出周期性的成分。如圖如圖c所示。波度是由機床或工件的偏擺，振動等造成的。宏觀形所示。波度是由機床或工件的偏擺，振動等造成的。宏觀形狀誤差是指除粗糙度和波度之外的與理想幾何表面的偏差，如圖狀誤差是指除粗糙度和波度

11、之外的與理想幾何表面的偏差，如圖d所示。零件上的不平度，不直度，不圓度等就是此類誤差。所示。零件上的不平度，不直度，不圓度等就是此類誤差。第二節(jié)、第二節(jié)、1、中線中線 粗糙度的基準：中線，具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線粗糙度的基準：中線，具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線 12最小niiy 最小二乘中線是具有幾何最小二乘中線是具有幾何輪廓形狀并劃分輪廓的基準線，輪廓形狀并劃分輪廓的基準線，是指在取樣長度內使輪廓線上是指在取樣長度內使輪廓線上各點到該中線的距離各點到該中線的距離Yi（稱為（稱為輪廓偏距）的平方和為最小。輪廓偏距）的平方和為最小。第二節(jié)、第二節(jié)、1、中線中線 算數平均中線：算術

12、平均中算數平均中線：算術平均中線是具有幾何輪廓形狀在取樣長線是具有幾何輪廓形狀在取樣長度內與輪廓走向一致的基準線。度內與輪廓走向一致的基準線。在取樣長度內由該線劃分輪廓使在取樣長度內由該線劃分輪廓使上、下兩邊的面積相等。上、下兩邊的面積相等。 11niiniiFF第二節(jié)、第二節(jié)、2、取樣長度、取樣長度 取樣長度：取樣長度：取樣長度是用于判別具有表面粗糙度特征的一段基取樣長度是用于判別具有表面粗糙度特征的一段基準線長度。準線長度。規(guī)定和選擇這段長是為了限制和減弱表面波度對表面粗規(guī)定和選擇這段長是為了限制和減弱表面波度對表面粗糙度測量結果的影響。糙度測量結果的影響。 0.08mm、0.25mm、0

13、.8mm、 2.5mm、8mm、25mm 在測量時不予考慮。由于表面的粗糙度不同，表面的微觀輪廓在測量時不予考慮。由于表面的粗糙度不同，表面的微觀輪廓峰谷起伏高度和節(jié)距不同，表面越粗糙，節(jié)距就越大。為了正確評峰谷起伏高度和節(jié)距不同，表面越粗糙，節(jié)距就越大。為了正確評定表面粗糙度，取樣長度的選取應保證包括定表面粗糙度，取樣長度的選取應保證包括5個以上的表面微觀起個以上的表面微觀起伏的峰谷伏的峰谷。另外取樣長度的選取要和被測表面的輪廓走向一致。另外取樣長度的選取要和被測表面的輪廓走向一致 第二節(jié)、第二節(jié)、w非周期性粗糙度輪廓的測量程序非周期性粗糙度輪廓的測量程序w對于具有非周期粗糙度輪廓的表面應遵

14、循下列步驟進行測量對于具有非周期粗糙度輪廓的表面應遵循下列步驟進行測量w 1）待求的粗糙度輪廓參數）待求的粗糙度輪廓參數Ra、Rz、Rz1 max或或Rsm的數值，擇優(yōu)選用的數值，擇優(yōu)選用以下手段，例如：目測，用粗糙度比較樣塊、全輪廓軌跡的圖解分析等方以下手段，例如：目測，用粗糙度比較樣塊、全輪廓軌跡的圖解分析等方法來估計。法來估計。w 2）利用）利用1）中估計的）中估計的Ra、Rz、Rz1 max或或Rsm的數值，按表的數值，按表1、表、表2或或表表3預選取樣長度預選取樣長度w 3）利用測量儀器按中）利用測量儀器按中2）預選的取樣長度，完成）預選的取樣長度，完成Ra、Rz、Rz1或或Rsm的

15、一次典型的測量。的一次典型的測量。w 4）將測得的）將測得的Ra、Rz、Rz1 max或或Rsm的數值和表的數值和表1、表、表2或表或表3中預先中預先取樣長度所對應的取樣長度所對應的Ra、Rz、Rz1或或Rsm的數值范圍相比較。的數值范圍相比較。w 如果測得值超出了預選取樣長度對應的數值范圍，則應按測得值指示如果測得值超出了預選取樣長度對應的數值范圍，則應按測得值指示的取樣長度來設定，即把儀器調整至相應的較高或較低的取樣長度。然后的取樣長度來設定，即把儀器調整至相應的較高或較低的取樣長度。然后應用這一調定的取樣長度測得一組典型數值，并再次與表應用這一調定的取樣長度測得一組典型數值，并再次與表1

16、、表、表2或表或表3中中數值相比數值相比.此時測得值應達到由表此時測得值應達到由表1、表、表2或表或表3建議的測得值和取樣長度的建議的測得值和取樣長度的組合。組合。第二節(jié)、第二節(jié)、w 5）如果以前在）如果以前在4）步驟評定時沒有采用過更短的取樣長度，）步驟評定時沒有采用過更短的取樣長度，則把取樣長度調至更短些獲得一組則把取樣長度調至更短些獲得一組Ra、Rz、Rz1 max或或Rsm的數值，的數值，檢查所得到的檢查所得到的Ra、Rz、Rz1或或Rsm的數值和取樣長度的組合是否亦的數值和取樣長度的組合是否亦滿足表滿足表1、表、表2或表或表3的規(guī)定的規(guī)定.w 6）只要）只要4）步驟中最后的設定與表）

17、步驟中最后的設定與表1、表、表2或表或表3相符合，則設相符合，則設定的取樣長度和定的取樣長度和Ra、Rz、Rz1或或Rsm的數值二者是正確的。如果的數值二者是正確的。如果5）步驟也產生一個滿足表步驟也產生一個滿足表1、表、表2或表或表3規(guī)定的組合，則這個較短的取規(guī)定的組合，則這個較短的取樣長度設定值和相對應的樣長度設定值和相對應的Ra、Rz、Rz1或或Rsm的數值是正確的。的數值是正確的。w 7）運用上述步驟中預選出的截止波長取樣長度完成一次典型的）運用上述步驟中預選出的截止波長取樣長度完成一次典型的要求的參數的測量。要求的參數的測量。第二節(jié)、第二節(jié)、w周期性粗糙度輪廓的測量程序周期性粗糙度輪

18、廓的測量程序w對于具有周期性粗糙度輪廓的表面應采用下述步驟進行測量對于具有周期性粗糙度輪廓的表面應采用下述步驟進行測量w1）用圖解法估計待求粗糙度的表面參數）用圖解法估計待求粗糙度的表面參數Rsm的數。的數。w2）按估計）按估計Rsm的數值由表的數值由表3確定推薦的取樣長度作為截止波長值。確定推薦的取樣長度作為截止波長值。w3）必要時，如在有爭議的情況下，利用由）必要時，如在有爭議的情況下，利用由2）選定的截止波長值測量）選定的截止波長值測量Rsm值。值。w4）如果按照）如果按照3）步驟相應的）步驟相應的Rsm值由表值由表3查出的取樣長度比查出的取樣長度比2）步驟的較?。┎襟E的較小或較大則應采

19、用這較小或較大的取樣長度值作為截止波長值。或較大則應采用這較小或較大的取樣長度值作為截止波長值。w5）用上述步驟中預選的截止波長（取樣長度）完成一次典型的要求的參）用上述步驟中預選的截止波長（取樣長度）完成一次典型的要求的參數的測量數的測量第二節(jié)、第二節(jié)、w 表1 測量Ra值的取樣長度第二節(jié)、第二節(jié)、w 第二節(jié)、第二節(jié)、w 第二節(jié)、第二節(jié)、 2、評定長度、評定長度： 由于被測表面微觀峰谷起伏的不均勻性，只在一個取樣長由于被測表面微觀峰谷起伏的不均勻性，只在一個取樣長度內測量和評定表面粗糙度往往不能充分反映被測表面的實際度內測量和評定表面粗糙度往往不能充分反映被測表面的實際粗糙程度，因此規(guī)定在測

20、量時，要連續(xù)取若干個取樣長度，在粗糙程度，因此規(guī)定在測量時，要連續(xù)取若干個取樣長度，在每個取樣長度上分別測量和評定粗糙度數值，然后取平均值作每個取樣長度上分別測量和評定粗糙度數值，然后取平均值作為結果。這若干個連續(xù)取樣長度之和即為評定長度為結果。這若干個連續(xù)取樣長度之和即為評定長度ln。國標中規(guī)。國標中規(guī)定一個評定長度一般包含定一個評定長度一般包含5個取樣長度，即個取樣長度，即ln=5l。評定長度是。評定長度是5倍的取樣長度倍的取樣長度w 均勻性好，小于均勻性好，小于5。均勻性不好，大于。均勻性不好，大于5。第二節(jié)、第二節(jié)、 3、測量長度：、測量長度： 測量長度是測量長度是7倍的取樣長度倍的取

21、樣長度 去除測量速度變化對粗糙度測量的影響去除測量速度變化對粗糙度測量的影響第二節(jié)、第二節(jié)、w 2、濾波、濾波w ISO 2CR- 第第1、2個取樣長度舍棄個取樣長度舍棄w 2CR PC- 第第1個和最后一個取樣長度舍棄個和最后一個取樣長度舍棄w Gaussian- 第第1個半個和最后一個半個取樣長度個半個和最后一個半個取樣長度舍棄舍棄第二節(jié)、第二節(jié)、w 2、參數的分類：、參數的分類：w 原始輪廓參數原始輪廓參數 P參數參數w 粗糙度參數粗糙度參數 R參數參數w 波度參數波度參數 W參數參數w s、c、f 波紋度輪廓是對原始輪廓連續(xù)應用f和c兩個濾波器以后形成的輪廓第二節(jié)、第二節(jié)、w 3、評定

22、基準、評定基準w 3.1 、算數平均中線：、算數平均中線： 具有幾何輪廓形狀在取樣長度內與輪廓具有幾何輪廓形狀在取樣長度內與輪廓走向一致的基準線。在取樣長度內由該線劃分輪廓，使上下兩邊的走向一致的基準線。在取樣長度內由該線劃分輪廓，使上下兩邊的面積等。面積等?！币陨纤硎龅幕鶞示€稱為輪廓的算數平均中線。以上所表述的基準線稱為輪廓的算數平均中線。 w 3.2、最小二乘中線：具有幾何輪廓形狀在取樣長度內與輪廓、最小二乘中線：具有幾何輪廓形狀在取樣長度內與輪廓走向一致的基準線。在取樣長度內由該線劃分輪廓，使曲線上各點走向一致的基準線。在取樣長度內由該線劃分輪廓，使曲線上各點到該線距離的平方和最小。到

23、該線距離的平方和最小?！币陨纤硎龅幕鶞示€稱為輪廓的最小以上所表述的基準線稱為輪廓的最小二乘中線。二乘中線。w 用以評定表面粗糙度參數值的基準線輪廓中線，對于用以評定表面粗糙度參數值的基準線輪廓中線，對于所有粗糙度參所有粗糙度參數（包括間距參數等）的評定都有作用。數（包括間距參數等）的評定都有作用。第二節(jié)、第二節(jié)、w 4.1、算數平均值、算數平均值Ra：Ra是普遍公認的，最常用的粗糙度的國際參是普遍公認的，最常用的粗糙度的國際參數。它是輪廓偏離平均線的算術平均。數。它是輪廓偏離平均線的算術平均。 第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.2、Rz 粗糙度最大峰谷高度：粗糙度最大峰谷高度：Rz

24、定義了在輪廓取樣長度內的最定義了在輪廓取樣長度內的最大峰谷高度。大峰谷高度。(例如，例如，在取樣長度在取樣長度內最高的峰和最深的谷間的距內最高的峰和最深的谷間的距離。離。)第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.3、Rt 粗糙度最大高度粗糙度最大高度 ：Rt定義了在輪廓評價長度內的最大峰定義了在輪廓評價長度內的最大峰谷高度。谷高度。(例如，例如，在評定長度內在評定長度內最高的峰和最深的谷間的距離。最高的峰和最深的谷間的距離。)。第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.4、Rsm 粗糙度輪廓微觀不平度的平均寬度粗糙度輪廓微觀不平度的平均寬度：w 輪廓微觀不平度的平均間距輪廓微觀不平度的平

25、均間距Sm w 該參數是該參數是在取樣長度內在取樣長度內，輪廓微觀不平度的間距的平均值之間距。，輪廓微觀不平度的間距的平均值之間距。w 輪廓微觀不平度指相鄰的一個峰和一個谷的一段中線長度。輪廓微觀不平度指相鄰的一個峰和一個谷的一段中線長度。w 定義該參數的一般形式是定義該參數的一般形式是:Rsm是在取樣長度內輪廓輪廓微觀不平是在取樣長度內輪廓輪廓微觀不平度之間的間距的平均值。度之間的間距的平均值。 注：對參數注：對參數PSm、RSm、WSm需要需要辨別高度和間距，若未另外規(guī)定，省辨別高度和間距，若未另外規(guī)定，省略標注的高度分辨力分別為略標注的高度分辨力分別為Pz、Rz、Wz的的10%，省略標注

26、的間距分辨力為，省略標注的間距分辨力為取樣長度的取樣長度的1%，上述兩個條件都應，上述兩個條件都應滿足滿足.第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.5、Rs 粗糙度單峰的平均間距：粗糙度單峰的平均間距：w 輪廓單峰平均間距輪廓單峰平均間距S w Rs是在測量的是在測量的取樣長度內，取樣長度內，輪廓單峰間距的平均值。輪廓單峰間距的平均值。 一個局部峰是在兩個相鄰最一個局部峰是在兩個相鄰最小間的測量輪廓的最高部分，如小間的測量輪廓的最高部分，如果在峰和前面最小值間的高度至果在峰和前面最小值間的高度至少是輪廓所有的峰谷距的少是輪廓所有的峰谷距的1%，則，則包括該局部峰。包括該局部峰。第三節(jié)、第三

27、節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.6、Rmr 粗糙度材料比曲線（輪廓支撐曲線）：粗糙度材料比曲線（輪廓支撐曲線）：w Rmr是材料比（也稱作承受比）參數，它是是材料比（也稱作承受比）參數，它是承受表面承受表面（表示為（表示為評定評定長度長度的百分比）長度的測量，在此，輪廓的峰被一條平行于輪廓平的百分比）長度的測量，在此，輪廓的峰被一條平行于輪廓平均線的直線所切割。均線的直線所切割。w 定義定義承受表面承受表面的直線可以被設置在最高峰以下的深度或在輪廓平均的直線可以被設置在最高峰以下的深度或在輪廓平均線之上或之下的距離。當這條直線設置在輪廓最深的谷時，則線之上或之下的距離。當這條直線設置在輪廓最深

28、的谷時，則Rmr是是100%，因為這時所有的輪廓在該承受線之上。，因為這時所有的輪廓在該承受線之上。w 作為選擇，如果一些應用需要一個特殊的承受比，那么它可決定峰作為選擇，如果一些應用需要一個特殊的承受比，那么它可決定峰頂被削掉得到的深度值頂被削掉得到的深度值第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 輪廓材料比曲線的解釋輪廓材料比曲線的解釋w 通過繪出材料比值通過繪出材料比值(mr)相對在相對在0%和和100%之間限制的最高輪廓峰之間限制的最高輪廓峰（或從平均線的距離）以下深度的圖形，然后就可得到材料比曲線。（或從平均線的距離）以下深度的圖形，然后就可得到材料比曲線。該曲線表示了輪廓表面的材料比

29、與深度的函數關系。該曲線表示了輪廓表面的材料比與深度的函數關系。w 在所選深度下，畫出與中心線平行的承受線的曲線圖，就可決定材在所選深度下，畫出與中心線平行的承受線的曲線圖，就可決定材料比，然后測量截取輪廓的長度。料比，然后測量截取輪廓的長度。w 通過繪出輪廓深度范圍的材料比曲線，就可看出材料比值隨深度變通過繪出輪廓深度范圍的材料比曲線，就可看出材料比值隨深度變化的情形，并提供一個區(qū)別輪廓不同形狀的方法?；那樾?，并提供一個區(qū)別輪廓不同形狀的方法。第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.6、Rp 粗糙度最大輪廓峰高粗糙度最大輪廓峰高 ：w Rp是在取樣長

30、度內，在平均線以上的輪廓的最大高度是在取樣長度內，在平均線以上的輪廓的最大高度。第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.7、Rv 粗糙度最大輪廓深度粗糙度最大輪廓深度w Rv是在取樣長度內，平均線以下的輪廓的最大深度是在取樣長度內，平均線以下的輪廓的最大深度。 第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.8、Rq 均方根粗糙度：均方根粗糙度：w Rq是在取樣長度內，輪廓偏離平均線的均方根值，它是對應于是在取樣長度內，輪廓偏離平均線的均方根值，它是對應于Ra的均方根的均方根(rms)參數參數。第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數w 4.9、Rz (JIS) 十點高度參數：十點高度參數：w 該

31、參數也稱為該參數也稱為ISO十點高度參數。它是在取樣長度內，五個最高的十點高度參數。它是在取樣長度內，五個最高的峰和五個最深的谷之間的平均高度差。峰和五個最深的谷之間的平均高度差。第三節(jié)、第三節(jié)、粗糙度參數粗糙度參數Rz(JIS)僅在粗糙度輪廓中被計量。第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范w 一、表面粗糙度比較樣塊技術要求w 1、表面粗糙度參數Ra值 樣塊工作面的表面粗糙度用輪廓算術平均偏差Ra參數來評定。樣塊Ra的系列標稱值列于附錄A。樣塊校準所得的Ra值對其標稱值的偏差不應超過+12% 17%的范圍(具體數值范圍參見附錄B)。w 2 、Ra值的標準偏差 樣塊工作面校準所得Ra值的分

32、散性(樣塊加工的均勻性)用標準偏差來評定。對各類加工方法的標準偏差的最大允許值參見表1 校準粗糙度比較樣塊示值時對儀器的要求： 相對示值誤差不超過士5%的觸針式表面粗糙度測量儀。 第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范二、表面粗糙度比較樣塊測量方法 校準粗糙度比較樣塊示值時對儀器的要求： 相對示值誤差不超過士5%的觸針式表面粗糙度測量儀。 1、樣塊工作面的表面粗糙度 校準方法:用觸針式儀器進行測量。程序如下: 1）、 根據樣塊標記的加工方法和Ra標稱值，按表1中的規(guī)定選取取樣長度(即儀器的截止波長c)。 2）、根據所選的取樣長度（l）選定評定長

33、度（ln），除取樣長度與評定長度相匹配的儀器以外，一般取ln. =5l 。 3）、依次在樣塊均勻分布10個位置上進行測量，將測得的Ra值取平均值，作為校準結果。第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范2、Ra值的標準偏差標準偏差的計算公式如下:第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范w 二、觸針式表面粗糙度測量儀校準規(guī)范 w 觸針式表面粗糙度測量儀(以下簡稱觸針式儀器)一般由傳感器、驅動器、電子信號處理裝置、計算機、打印機等組成。其工作原理是:儀器的驅動器

34、帶動傳感器沿被測表面作勻速滑行，傳感器通過銳利觸針感受被測表面的幾何形狀變化，并轉換成電信號。該信號經放大和處理，再轉換成數字信號貯存在計算機系統(tǒng)的存貯器中。計算機對此原始輪廓進行數字濾波，分離出表面粗糙度并計算其參數。測量結果可由顯示器輸出，也可由打印機輸出。w 20世紀 50年代至80年代初生產的觸針式儀器帶有指示表和記錄器，這種模擬式儀器可由指示表讀出測量結果，記錄儀輸出表面輪廓。第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范 感器的不同原理，觸針式儀器可分為電感式、壓電式、光電式、激光式和光柵式等，還可分為有導頭式和無導頭式。導頭式儀器僅限用于測量表面粗糙度，而無導頭式儀器除可用于測量表

35、面粗糙度外，還可用于測量表面波紋度和表面幾何形狀。根據儀器的結構、外形、重量和使用方法，觸針式儀器分臺式和便攜式兩種。1056051090第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范一、技術要求1、傳感器觸針1 ）針尖圓弧半徑及角度 針尖半徑:(2士0.5)m, (5士1) m、(10土2.5) m 圓錐角度: 或 注:棱錐形針尖半徑與角度要求同上。2） 靜態(tài)測量力及其變化率 傳感器觸針靜態(tài)測量力及其變化率不超過表的規(guī)定。1056051090第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范w 2 傳感器導頭w 1 ）導頭壓力w 導頭壓力范圍:0.15N0.3Nw 2） 導頭工作面粗糙度w 導頭的工

36、作表面不應有波紋、劃痕、毛刺等疵病，其粗糙度Rz:不超過0.1m 。w 3 ）導頭端部半徑w 傳感器導頭端部半徑不小于40mm。如果使用兩個同時工作的導頭，其半徑應該不小于標稱截止波長的8倍。w 注 : 對于特種曲面?zhèn)鞲衅鳎鋵ь^端部半徑，應參照儀器的技術指標。第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范3、驅動傳感器滑行運動的直線度 對于使用導頭的儀器，任意20mm行程，不超過0.4m 對于不使用導頭的儀器或無導頭式儀器，不超過(0.4十L/500) m。其中L (mm)為驅動器最大行程。4 、殘余輪廓 殘余輪廓(虛假輪廓)是由導向基準的偏差、外部與內部的干擾、以及輪廓傳輸中的偏差組成的，又

37、稱虛假信號。殘余輪廓Ra的允許誤差限見表25、示值誤差6、示值重復性7、示值穩(wěn)定性第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范二、校準方法二、校準方法1 傳感器觸針針尖圓弧半徑及角度傳感器觸針針尖圓弧半徑及角度 首次校準的用掃描電鏡或首次校準的用掃描電鏡或400倍以上顯微鏡測量。后續(xù)倍以上顯微鏡測量。后續(xù)校準的用校準的用200倍以上顯微鏡檢查針尖有無損壞，必要時倍以上顯微鏡檢查針尖有無損壞，必要時可用可用400倍以上顯微鏡或刀刃法測量。倍以上顯微鏡或刀刃法測量。2 傳感器觸針靜態(tài)測量力及其變化率傳感器觸針靜態(tài)測量力及其變化率 2.1 靜態(tài)測量力靜態(tài)測量力 將觸針針尖輕輕地壓在電子天平上將觸針針

38、尖輕輕地壓在電子天平上(對于導頭式儀器，對于導頭式儀器，導頭應懸空導頭應懸空)，調整傳感器的高低位置，使傳感器觸針，調整傳感器的高低位置，使傳感器觸針位移顯示指向零位。讀出電子天平的示值，再乘以重力位移顯示指向零位。讀出電子天平的示值，再乘以重力加速度加速度g，即為觸針靜態(tài)測量力。，即為觸針靜態(tài)測量力。第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范1011hFF 2.2 靜態(tài)測量力變化率 選用儀器最大量程，調整傳感器的高低位置，當針尖在上下兩個極限位置時，分別讀出電子天平的示值。計算兩示值與重力加速度乘積，即得上下兩極限位置靜態(tài)測量力。用下式計算靜態(tài)測

39、量力的變化率: 式中: F1、F2 上下兩極限位置靜態(tài)測量力，N； F0 工作點的靜態(tài)測量力，N； h1、h2 上下兩極限位置偏離工作點的距離，m 1、2 靜態(tài)測量力的變化率，N/m2022hFF 第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范3、傳感器導頭壓力 將傳感器導頭壓在測力裝置上，并使傳感器處于水平位置。讀出電子天平的示值，再乘以重力加速度g，即為導頭壓力。4 傳感器導頭工作面粗糙度 傳感器導頭工作面粗糙度用干涉顯微鏡測量，外觀用20倍放大鏡觀察。5 傳感器導頭端部半徑 傳感器導頭端部半徑用半徑樣板或投影儀比較測定。6 驅動傳感器滑行運動的直線度 在一級平晶工作表面上掃描滑行，從輪廓曲線圖上確定滑行運動的直線度。第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范第四節(jié)、規(guī)程、校準規(guī)范7 殘余輪廓 選用儀器最小量程和最大放大倍數，