表面粗糙度的測量

表面粗糙度的測量表面粗糙度的測量方法有光切法，光波干涉法及觸針法（又稱針描法）等，工廠常用的還有粗糙度樣板直接和被測工件對照的比較法，以及利用塑性和可鑄性材料將被測工件加工表面的加工痕跡復(fù)印下來，然后再測量復(fù)印的印模的印模法。、實驗?zāi)康?.建立對表面粗糙度的感性認(rèn)識；2.了解用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的原理及方法。二、實驗內(nèi)容用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的Rz值。三、測量原理及儀器說明雙管顯微鏡又撐光切顯微鏡，它是利用被測表面能反射光的特性，根據(jù)“光切法原理”制成的光學(xué)儀器，其測量范圍取決于選用的物鏡的放大倍數(shù)，一般用于測量0.8-80微米的表面粗糙度Rz值。儀器外型如圖1所示，它由底座6，支柱5，橫臂2，測微目鏡13，可換物鏡8及工作臺7等部分組成。儀器備有四種不同倍數(shù)（7X,14X,30X,60X）物鏡組，被測表面粗糙度大?。ü罍y）來選擇相應(yīng)倍數(shù)的物鏡組（見表1）。

ST2-2光切城理圖3-3光學(xué)系統(tǒng)圖表1ST2-2光切城理圖3-3光學(xué)系統(tǒng)圖物鏡放大倍數(shù)N總放大倍數(shù)目鏡視場直徑(mm)物鏡與工件距離(mm)測量范圍Rz(Am)換算系數(shù)E(微米/格)7X60X2.59.530~301.2514X120X1.32.56.3~200.6330X260X0.60.21.6~6.30.29460X510X0.30.040.8?1.60.147測量原理如圖2所示，被測表面為P1-P2階梯表面，當(dāng)一平行光束從45度方向投射到階梯表面時，即被折成S1和S2兩段，從垂直于光束的方向上就可以在顯微鏡內(nèi)看到S1和S2兩段光帶的放大像S1'S2'，同時距離h也被放大為hl'。通過測量和計算，可求得被測表面的不平度高度ho這種方法類似在零件表面斜切一刀，然后觀察其剖面的輪廓形狀，因此稱為光切法。圖3為雙管顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)圖，由光源1發(fā)出的光，經(jīng)聚光鏡2，狹縫3，物鏡4以45度方向投射到北測表面上，調(diào)整儀器使反射光束經(jīng)物鏡5成像在目鏡分劃板6上，光束被測上表面的S1點反射，在下表面S2點反射，它們各成像于分劃板6的S1'和S2'，距離h1被放大為h1'，通過目鏡可觀察到凹凸不平的光帶(圖4(b))，光帶邊緣即工件表面上被照亮了的h1的放大輪廓像h1'，測量h1'即可求出被測表面的不平高度h2oh=h1cos45=(h1/N)cos45式中N——物鏡的放大倍數(shù)影象高度h1'是利用目鏡測微器來測量的，測微目鏡頭結(jié)構(gòu)見圖4(a)由于測微器中的十字刻線與測微器讀數(shù)方向成45，所以當(dāng)用十字線只能感的任一直線與影像蜂，谷相切來測量波高度時，波高h(yuǎn)1=h1cos45町”為刻度線移過的實際距離，即測微器量詞讀數(shù)差(見圖4(b))，所以被測表面的不平高度為：h=hlcos45cos45/N=l/2N?hl式中，E為刻度套筒的分度值，或稱為換算系數(shù)，它與投射角，目鏡測微器的結(jié)構(gòu)和物鏡放大倍數(shù)有關(guān)，可在表1中查取。由上述可知，零件表面不平度的高度h等于測微器兩詞讀數(shù)差，即套筒轉(zhuǎn)過的樓數(shù)。四、測量方法與步驟1?按被測表面輪廓特點，確定取樣長度t,幾種常用的機(jī)械加工方法的最小測量長度見表2。表2表面輪廓的特點取樣長度1（mm）評定長度Ln（mm）比較規(guī)則和均勻（如車、銃、刨）2.5(1?3)l不很規(guī)則和均勻（如精車、磨）0.8(2~6)l很不規(guī)則和均勻（如精磨、研）0.25(6~17)l2.估計被測表面的粗糙度，按表1選擇適當(dāng)?shù)奈镧R，裝在儀器上。3?將零件擦凈后放在儀器工作臺上，通過變壓器接通電源。圖3—4粗調(diào)節(jié)：用手拖住橫臂2，松開鎖緊釘1。旋升轉(zhuǎn)動螺母4，使鏡頭對準(zhǔn)被測表面上方，上下移動橫臂2,直到在目鏡中看到綠色光帶和光面輪廓不平度的影象（圖4b）,然后旋緊螺釘1，調(diào)節(jié)中要避免物鏡與被測表面發(fā)生碰撞。細(xì)調(diào)節(jié)：在目鏡中觀察，并轉(zhuǎn)動微調(diào)手輪3，使視場中央出現(xiàn)最狹窄且一邊最清晰的光帶。轉(zhuǎn)動測微目鏡頭，使十字線的水平線和光帶輪廓中線平行，并以此水平線做為測量的基準(zhǔn)線，旋轉(zhuǎn)測微目鏡頭的刻度套筒12（圖4a）,使目鏡中十字線的水平線（基準(zhǔn)線）分別與輪廓的峰頂和谷底相切（圖4b）中的實線和虛線位置，叢刻度筒12中讀出峰和谷的數(shù)值hl,h2……h(huán)m,在取樣長度1內(nèi)，測出5個峰和5個谷的數(shù)值，然后按下式算出10點的平均高度值Rz。Rz=E?（h1+h3+ +hn）-（h2+h4+ hm）/5式中h1,h3 hn為峰頂讀數(shù)，h2,h4 hm為谷底讀數(shù)，h單位為格數(shù)。7?縱向移動工作臺，按上述步驟在平定長度內(nèi)，測出幾個取樣長度的Rz的值，取