實(shí)驗(yàn)12用雙管顯微鏡測量表面粗糙度

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上實(shí)驗(yàn)二 用雙管顯微鏡測量表面粗糙度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的原理和方法。2. 加深對(duì)粗糙度評(píng)定參數(shù)輪廓最大高度Rz的理解。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 用雙管顯微鏡測量表面粗糙度的Rz值。三、測量原理及計(jì)量器具說明參看圖1，輪廓最大高度Rz 是指在取樣長度lr內(nèi)，在一個(gè)取樣長度范圍內(nèi)，最大輪廓峰高Rp與最大輪廓谷深Rv之和稱之為輪廓最大高度 。即Rz = Rp + Rv Zp2lrZv6Zv5Zp6Zp5Zp4Zp3Zv4Zv3Zp1Rz中線Zv1Zv2 圖1 圖2雙管顯微鏡能測量801m的粗糙度，用參數(shù)Rz來評(píng)定。 雙管顯微鏡的外形如圖2所示。它由底座1、工

2、作臺(tái)2、觀察光管3、投射光管11、支臂7和立柱8等幾部分組成。雙管顯微鏡是利用光切原理來測量表面粗糙度的，如圖3所示。被測表面為P1、P2階梯表面，當(dāng)一平行光束從450方向投射到階梯表面上時(shí)，就被折成S1和S2兩段。從垂直于光束的方向上就可在顯微鏡內(nèi)看到S1和S2兩段光帶的放大象和。同樣，S1和S2之間距離h也被放大為和之間的距離。通過測量和計(jì)算，可求得被測表面的不平度高度 h。圖4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450方向投射到被測工件表面上。調(diào)整儀器使反射光束進(jìn)入與投射光管垂直的觀察光管內(nèi)，經(jīng)物鏡5成象在目鏡分劃板上，通過目鏡可觀察到凹凸不平的光帶（

3、圖5 b）。光帶邊緣即工件表面上被照亮了的h1的放大輪廓象為h1，測量亮帶邊緣的寬度h1，可求出被測表面的不平度高度h1：cos450cos450式中 N物鏡放大倍數(shù)。 圖 3 圖 4為了測量和計(jì)算方便，測微目鏡中十字線的移動(dòng)方向（圖5a）和被測量光帶邊緣寬度h1成450斜角（圖5b），故目鏡測微器刻度套筒上讀數(shù)值h1與不平度高度的關(guān)系為： 所以 式中，C，C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)。（a） (b)圖 5四、測量步驟1.微觀不平度十點(diǎn)高度Rz的測量（1）根據(jù)被測工件表面粗糙度的要求，按表1選擇合適的物鏡組，分別安裝在投射光管和觀察光管的下

4、端。（2）接通電源。（3）擦凈被測工件，把它安放在工作臺(tái)上，并使被測表面的切削痕跡的方向與光帶垂直。當(dāng)測量圓柱形工件時(shí)，應(yīng)將工件置于V型塊上。表1物鏡放大倍數(shù)N總放大倍數(shù)視場直徑（mm）物鏡工作距離（mm）測 量 范 圍Rz (m)7X60X2.517.8108014X120X1.36.83.21030X260X0.61.61.66.360X520X0.30.650.83.2（4）粗調(diào)節(jié)：參看圖2，用手托住支臂7，松開鎖緊螺釘9，緩慢旋轉(zhuǎn)支臂調(diào)節(jié)螺母10，使支臂7上下移動(dòng)，直到目鏡中觀察到綠色光帶和表面輪廓不平度的影象（圖5b）。然后，將螺釘9固緊。要注意防止物鏡與工件表面相碰，以免損壞物鏡組

5、。（5）細(xì)調(diào)節(jié)：緩慢而往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手輪6，調(diào)焦環(huán)12和調(diào)節(jié)螺釘13，使目鏡中光帶最狹窄，輪廓影象最清晰并位于視場的中央。（6）松開螺釘5，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測微器4，使目鏡中十字線的一根線與光帶輪廓中心線大致平行（此線代替平行于輪廓中線的直線）。然后，將螺釘5固緊。（7）根據(jù)被測表面的粗糙度級(jí)別，按國家標(biāo)準(zhǔn)GB103168的規(guī)定選取取樣長度和評(píng)定長度。（8）旋轉(zhuǎn)目鏡測微器的刻度套筒，使目鏡中十字線的一根線與光帶輪廓一邊的峰（或谷）相切，如圖5b實(shí)線所示，并從測微器讀出被測表面的峰（或谷）的數(shù)值。在取樣長度范圍內(nèi)測出最高點(diǎn)（最高的峰）和最低點(diǎn)（最低的谷）的數(shù)值。然后計(jì)算出Rz的數(shù)值。（9）縱向移動(dòng)工作臺(tái)，

6、在測量范圍長度內(nèi)，共測出n（n一般取5）個(gè)取樣長度的Rz值，取它們的平均值作為被測表面的輪廓最大高度。按下式計(jì)算： 2.單峰平均間距S的測量用測微目鏡（圖5b）中垂直線，對(duì)準(zhǔn)光帶輪廓的第一個(gè)峰，從工作臺(tái)的縱向移動(dòng)千分尺，讀取第一個(gè)讀數(shù)S1。向移動(dòng)工作臺(tái)，在取樣長度范圍內(nèi)，用垂直線對(duì)準(zhǔn)光帶輪廓的第n個(gè)單峰，從縱向千分尺上，讀出第n個(gè)單峰的讀數(shù)Sn。單峰平均間距S按下式計(jì)算：根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，判斷被測表面粗糙度Rz值和S值的適用性。附：目鏡測微器分度值C的確定。由前述可知，目鏡測微器套筒上每一格刻度間距所代表的實(shí)際表面不平度高度的數(shù)值（分度值）與物鏡放大倍率有關(guān)。由于儀器生產(chǎn)過程中的加工和裝配誤差

7、，以及儀器在使用過程中可能產(chǎn)生的誤差，會(huì)使物鏡的實(shí)際倍率與表1所列的公稱值之間有某些差異。因此，儀器在投入使用時(shí)以及經(jīng)過較長時(shí)間的使用之后，或者在調(diào)修重新安裝之后，要用玻璃標(biāo)準(zhǔn)刻度尺來確定分度值C，即確定每一格刻度間距所代表的不平度高度的實(shí)際數(shù)值。確定方法如下：（1） 將玻璃標(biāo)準(zhǔn)刻度尺置于工作臺(tái)上，調(diào)節(jié)顯微鏡的焦距，并移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)刻度尺，使在目鏡視場內(nèi)能看到清晰的刻度尺刻線（圖6）。（2） 參看圖2，松開螺釘5，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡測微器4，使十字線交點(diǎn)移動(dòng)方向與刻度尺象平行，然后固緊螺釘5。（3）按表2選定標(biāo)準(zhǔn)刻度尺線格數(shù)Z，將十字線焦點(diǎn)移至與某刻線重合（圖6中實(shí) 圖 6 線位置），讀出第一次讀數(shù)n1。然后，將十字線焦點(diǎn)移動(dòng)Z格（圖6中虛線位置），讀出第二次讀數(shù)n2，兩次讀數(shù)差為：A表2物鏡標(biāo)稱倍率N7 X10X30X60X標(biāo)準(zhǔn)刻度尺刻線格數(shù)Z100503020（4）計(jì)算測微器刻度套筒上一格刻度間距所代表的實(shí)際被測值（即分度值）C：C式中 T標(biāo)準(zhǔn)刻度尺的刻度間距（10m）。把從目鏡測微器測得的十點(diǎn)讀數(shù)的平均值h/