項(xiàng)目二 1 表面粗糙度的測(cè)量

1、項(xiàng)目二項(xiàng)目二 表面粗糙度的測(cè)量表面粗糙度的測(cè)量項(xiàng)目二項(xiàng)目二1 1 粗糙度顯微鏡的測(cè)量原理粗糙度顯微鏡的測(cè)量原理及測(cè)量方法及測(cè)量方法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊弧?shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解用粗糙度顯微鏡測(cè)量表面粗糙度的原理和方法、了解用粗糙度顯微鏡測(cè)量表面粗糙度的原理和方法 、加深對(duì)參數(shù)、加深對(duì)參數(shù)RzRz的理解。的理解。二、儀器介紹二、儀器介紹1 1、概述、概述 表面粗糙度顯微鏡是以光切法（光截法或表面粗糙度顯微鏡是以光切法（光截法或光割法）原理來(lái)測(cè)量工件的表面粗糙度，其評(píng)光割法）原理來(lái)測(cè)量工件的表面粗糙度，其評(píng)定參數(shù)按照粗糙度標(biāo)準(zhǔn)，為定參數(shù)按照粗糙度標(biāo)準(zhǔn)，為“微觀不平度十點(diǎn)微觀不平度十點(diǎn)高度高度”RzRz，測(cè)量范圍，

2、測(cè)量范圍80800.8m0.8m，測(cè)量對(duì)象除，測(cè)量對(duì)象除金屬表面外，還可對(duì)木材塑料等材料表面進(jìn)行金屬表面外，還可對(duì)木材塑料等材料表面進(jìn)行測(cè)量（千分尺鼓輪刻度值測(cè)量（千分尺鼓輪刻度值0.0lmm)0.0lmm)。工作原理工作原理示意圖如圖示意圖如圖2.1.1。 圖圖2.1.1 2.1.1 光切法顯微鏡測(cè)量原理光切法顯微鏡測(cè)量原理 光源發(fā)出的光通過(guò)聚光鏡照到狹縫上，經(jīng)過(guò)狹縫的光光源發(fā)出的光通過(guò)聚光鏡照到狹縫上，經(jīng)過(guò)狹縫的光變成一束光帶，又通過(guò)物鏡以?xún)A斜變成一束光帶，又通過(guò)物鏡以?xún)A斜4545的方向照到被測(cè)表的方向照到被測(cè)表面上，具有齒狀的不平表面被光亮的具有平直邊緣的狹縫面上，具有齒狀的不平表面被光

3、亮的具有平直邊緣的狹縫象的亮帶照射后，表面波峰在象的亮帶照射后，表面波峰在S S點(diǎn)產(chǎn)生反射，波谷在點(diǎn)產(chǎn)生反射，波谷在S S 點(diǎn)點(diǎn)產(chǎn)生反射，通過(guò)觀測(cè)顯微鏡的物鏡，它們各成象在分劃板產(chǎn)生反射，通過(guò)觀測(cè)顯微鏡的物鏡，它們各成象在分劃板的的a a和和a a 點(diǎn)在目鏡中視察到的即為具有與被測(cè)表面一樣的點(diǎn)在目鏡中視察到的即為具有與被測(cè)表面一樣的齒狀亮帶，（這就是物理光學(xué)的小孔成象原理）。齒狀亮帶，（這就是物理光學(xué)的小孔成象原理）。 通過(guò)目鏡的分劃板與測(cè)微鼓輪，測(cè)出通過(guò)目鏡的分劃板與測(cè)微鼓輪，測(cè)出a a點(diǎn)至點(diǎn)至a a 點(diǎn)之間點(diǎn)之間的距離的距離N N，被測(cè)表面的粗糙度就可以測(cè)出來(lái)。，被測(cè)表面的粗糙度就可以測(cè)出

4、來(lái)。 在目鏡的分劃板中看到的表面粗糙不平的影象亮帶，在目鏡的分劃板中看到的表面粗糙不平的影象亮帶，是因?yàn)橥队肮苌涑鰜?lái)的光束，還有一定的厚度，所以這是因?yàn)橥队肮苌涑鰜?lái)的光束，還有一定的厚度，所以這條亮帶是較粗的，（此亮帶有兩個(gè)邊界）而在測(cè)量時(shí)只條亮帶是較粗的，（此亮帶有兩個(gè)邊界）而在測(cè)量時(shí)只根據(jù)其中比較清晰的一邊進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)其中比較清晰的一邊進(jìn)行測(cè)量。 由于投影角及目鏡千分尺結(jié)構(gòu)和物鏡放大倍數(shù)的關(guān)由于投影角及目鏡千分尺結(jié)構(gòu)和物鏡放大倍數(shù)的關(guān)系，在目鏡千分尺鼓輪上讀出的峰谷高度值也不等于系，在目鏡千分尺鼓輪上讀出的峰谷高度值也不等于放大它的實(shí)際高度，而需要通過(guò)計(jì)算，在不同的放大放大它的實(shí)際高度，

5、而需要通過(guò)計(jì)算，在不同的放大倍數(shù)下乘一個(gè)相應(yīng)的修正系數(shù)倍數(shù)下乘一個(gè)相應(yīng)的修正系數(shù)E E值見(jiàn)表值見(jiàn)表2.1.12.1.1。 表2.1.1 修正系數(shù)E物鏡倍數(shù)7x14x30 x60 x相應(yīng)光潔度級(jí)數(shù)（舊） 3 5 5 7 7 9 9相應(yīng)粗糙度級(jí)數(shù)（新）8010203.26.30.81.60.8修正系數(shù)（E）0.1280.0630.0290.016（粗糙度單位均為m，修正系數(shù)單位均為mm）1.1.緊固螺絲緊固螺絲 2.2.橫臂橫臂3.3.微調(diào)手輪微調(diào)手輪 4.4.升降螺母升降螺母 5.5.立柱立柱 6.6.底座底座 7.7.工作臺(tái)工作臺(tái) 8.8.可換物鏡可換物鏡9.9.燕尾導(dǎo)板燕尾導(dǎo)板 10.10.

6、11.11.封閉的殼體封閉的殼體 12.12.固緊螺絲固緊螺絲13.13.測(cè)微目鏡測(cè)微目鏡 圖圖2.1.2 2.1.2 光切法顯微鏡外形圖光切法顯微鏡外形圖3 3、儀器主要結(jié)構(gòu)、儀器主要結(jié)構(gòu) 如圖如圖2.1.22.1.2，在底座，在底座(6)(6)上裝有立柱上裝有立柱(5)(5)顯微鏡的顯微鏡的主體通過(guò)橫臂主體通過(guò)橫臂(2)(2)預(yù)緊，轉(zhuǎn)動(dòng)升降螺母（預(yù)緊，轉(zhuǎn)動(dòng)升降螺母（4 4）可使橫）可使橫臂連同顯微鏡的主體沿立柱上下移動(dòng)，以進(jìn)行粗調(diào)臂連同顯微鏡的主體沿立柱上下移動(dòng)，以進(jìn)行粗調(diào)焦，并用緊固螺絲（焦，并用緊固螺絲（1 1）將橫臂固定在立柱上。）將橫臂固定在立柱上。 顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)裝在一個(gè)封閉的

7、殼體顯微鏡的光學(xué)系統(tǒng)裝在一個(gè)封閉的殼體(11)內(nèi)，內(nèi)，其上裝有可換物鏡其上裝有可換物鏡(8)，用手柄借彈簧力緊固，殼體，用手柄借彈簧力緊固，殼體上裝有測(cè)微目鏡上裝有測(cè)微目鏡(13),微調(diào)手輪微調(diào)手輪(3)用的微調(diào)焦。用的微調(diào)焦。 在儀器上測(cè)量表面粗糙度時(shí)，應(yīng)將被測(cè)工件揩在儀器上測(cè)量表面粗糙度時(shí)，應(yīng)將被測(cè)工件揩拭干凈后放置在工作臺(tái)（拭干凈后放置在工作臺(tái)（7）的）的V型鐵上，并使被測(cè)型鐵上，并使被測(cè)表面的加工紋理方向調(diào)到與狹縫相互垂直。表面的加工紋理方向調(diào)到與狹縫相互垂直。 在燕尾導(dǎo)板在燕尾導(dǎo)板(9)處裝上適當(dāng)倍物鏡。然后接通電處裝上適當(dāng)倍物鏡。然后接通電源，進(jìn)行粗精調(diào)焦，當(dāng)在目鏡的視場(chǎng)中看到最清

8、晰源，進(jìn)行粗精調(diào)焦，當(dāng)在目鏡的視場(chǎng)中看到最清晰的齒狀亮帶時(shí)，才算調(diào)焦完畢。的齒狀亮帶時(shí)，才算調(diào)焦完畢。4 4、儀器使用、儀器使用(1)(1)物鏡的選擇物鏡的選擇 首先用類(lèi)比法，將被測(cè)工件與粗糙度樣板相比較，首先用類(lèi)比法，將被測(cè)工件與粗糙度樣板相比較，然后根據(jù)類(lèi)比結(jié)果，選擇相應(yīng)放大倍數(shù)的物鏡。然后根據(jù)類(lèi)比結(jié)果，選擇相應(yīng)放大倍數(shù)的物鏡。 根據(jù)表一查找物鏡后，將該物鏡裝在燕尾導(dǎo)軌根據(jù)表一查找物鏡后，將該物鏡裝在燕尾導(dǎo)軌(9)上。上。(2)(2)顯微鏡調(diào)焦和被測(cè)工件的安放顯微鏡調(diào)焦和被測(cè)工件的安放 接通電源，擦凈被測(cè)工件置于工作臺(tái)上，使加工痕接通電源，擦凈被測(cè)工件置于工作臺(tái)上，使加工痕跡與光帶垂直，也

9、與工作臺(tái)縱向移動(dòng)方向垂直。跡與光帶垂直，也與工作臺(tái)縱向移動(dòng)方向垂直。 放松支臂緊固螺絲放松支臂緊固螺絲1 1，使支臂慢慢下降（注意）！顯微，使支臂慢慢下降（注意）！顯微鏡支臂下降時(shí)切勿使物鏡碰擊工作臺(tái)或工件表面，直到用鏡支臂下降時(shí)切勿使物鏡碰擊工作臺(tái)或工件表面，直到用眼可以看到視場(chǎng)里出現(xiàn)一條綠色光帶后鎖緊螺絲。眼可以看到視場(chǎng)里出現(xiàn)一條綠色光帶后鎖緊螺絲。 用微調(diào)手輪調(diào)節(jié)使工作臺(tái)上光帶最窄，此時(shí)調(diào)到用眼用微調(diào)手輪調(diào)節(jié)使工作臺(tái)上光帶最窄，此時(shí)調(diào)到用眼看到目鏡視場(chǎng)中部光帶最清晰為止，松開(kāi)看到目鏡視場(chǎng)中部光帶最清晰為止，松開(kāi)12的固緊螺絲，的固緊螺絲，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使其十字線(xiàn)之水平線(xiàn)與光帶邊緣平行，也用固緊

10、轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡使其十字線(xiàn)之水平線(xiàn)與光帶邊緣平行，也用固緊螺釘把它固定在此位置上。螺釘把它固定在此位置上。(3)(3)取樣長(zhǎng)度取樣長(zhǎng)度l l和評(píng)定長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度lnln的選擇的選擇根據(jù)表根據(jù)表2.1.22.1.2選擇合適的取樣長(zhǎng)度。選擇合適的取樣長(zhǎng)度。根據(jù)不同的加工方法和取樣長(zhǎng)度，選擇評(píng)定長(zhǎng)度根據(jù)不同的加工方法和取樣長(zhǎng)度，選擇評(píng)定長(zhǎng)度（表（表2.1.22.1.2）。）。表表2.1.2 取樣長(zhǎng)度與評(píng)定長(zhǎng)度選用值取樣長(zhǎng)度與評(píng)定長(zhǎng)度選用值Rz與Ry（m）L(mm）ln（ln5l）mm0.0250.100.080.40.100.500.251.250.5010.00.84.010.050.02.512.550

11、3208.040.0(4)(4)測(cè)量方法測(cè)量方法 首先將目鏡中之十字線(xiàn)的水平線(xiàn)調(diào)整到平行于光帶任首先將目鏡中之十字線(xiàn)的水平線(xiàn)調(diào)整到平行于光帶任一邊的輪廓峰或輪廓谷的任一位置相切點(diǎn)上，在鼓輪上讀一邊的輪廓峰或輪廓谷的任一位置相切點(diǎn)上，在鼓輪上讀出第一個(gè)數(shù)值，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪移動(dòng)至輪廓谷或輪廓峰的出第一個(gè)數(shù)值，然后再轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪移動(dòng)至輪廓谷或輪廓峰的相切點(diǎn)上，讀出第二個(gè)數(shù)值，兩次讀數(shù)值之差即為測(cè)量高相切點(diǎn)上，讀出第二個(gè)數(shù)值，兩次讀數(shù)值之差即為測(cè)量高度值。（如圖度值。（如圖2.1.32.1.3所示）所示）圖圖2.1.3 2.1.3 輪廓峰谷高度值得測(cè)量方法輪廓峰谷高度值得測(cè)量方法表表2.1.3 2.1.3

12、 光潔度與光潔度與RzRz對(duì)照表對(duì)照表 光潔度符號(hào)Rz(Rz(m m) )1 11601603203202 21801801601603 3404080804 4202040405 5101020206 66.36.310107 73.23.26.36.38 81.61.63.23.29 90.80.81.61.610100.40.40.80.811110.40.40.80.812120.10.10.20.213130.050.050.10.114140.050.05 移動(dòng)工作臺(tái)的縱向千分尺在評(píng)定長(zhǎng)度移動(dòng)工作臺(tái)的縱向千分尺在評(píng)定長(zhǎng)度lnln范圍內(nèi)測(cè)出，范圍內(nèi)測(cè)出，它包含的一個(gè)或數(shù)個(gè)取樣長(zhǎng)度它包

13、含的一個(gè)或數(shù)個(gè)取樣長(zhǎng)度l l，也必須滿(mǎn)足五個(gè)峰谷值，也必須滿(mǎn)足五個(gè)峰谷值，然后將所測(cè)量出的數(shù)值取平均值，做數(shù)據(jù)處理代入然后將所測(cè)量出的數(shù)值取平均值，做數(shù)據(jù)處理代入RzRz公式公式即可得出粗糙度數(shù)值，即可得出粗糙度數(shù)值， 查（表查（表2.1.4）按）按Rz數(shù)值查找其范圍，也根據(jù)它的意數(shù)值查找其范圍，也根據(jù)它的意義直接標(biāo)出粗糙度符號(hào)及所求數(shù)值。義直接標(biāo)出粗糙度符號(hào)及所求數(shù)值。表表2.1.4 2.1.4 表面粗糙度的參數(shù)值標(biāo)注示例及意義表面粗糙度的參數(shù)值標(biāo)注示例及意義代號(hào)代號(hào)意義意義用任何方法獲得的表面用任何方法獲得的表面RaRa的最大允許值為的最大允許值為3.23.2m.m.用去除材料的方法獲得的

14、表面用去除材料的方法獲得的表面RaRa的最大允許值為的最大允許值為3.23.2m.m.用不去除材料的方法獲得的表面用不去除材料的方法獲得的表面RaRa的最大允許值為的最大允許值為200200m.m.用去除材料的方法獲得的表面用去除材料的方法獲得的表面RaRa的最大允許值的最大允許值3 .23 .2m,m,最小允許值最小允許值1.61.6m.m.用去除材料的方法獲得的表面用去除材料的方法獲得的表面RaRa的最小允許值的最小允許值3.23.2m,Ram,Ra的最大允許值的最大允許值12.512.5m.m.三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟 1 1、用粗糙度樣板與被測(cè)件相比較，選取合適的物鏡，、用粗糙度樣板與被測(cè)件相比較，選取合適的物鏡，將工件放于工作臺(tái)將工件放于工作臺(tái)V V型塊上。型塊上。2 2、經(jīng)過(guò)粗、細(xì)、微三個(gè)調(diào)整步驟，使目鏡中被測(cè)件、經(jīng)過(guò)粗、細(xì)、微三個(gè)調(diào)整步驟，使目鏡中被測(cè)件表面輪廓最清晰為止。表面輪廓最清晰為止。 3、根據(jù)取樣長(zhǎng)度、根據(jù)取樣長(zhǎng)度l和評(píng)定長(zhǎng)度和評(píng)定長(zhǎng)度ln的選擇后，旋轉(zhuǎn)測(cè)微器的選擇后，旋轉(zhuǎn)測(cè)微器的刻度套筒，用目鏡十字線(xiàn)的水平線(xiàn)分別測(cè)出五個(gè)輪廓峰的刻度套筒，用目鏡十字線(xiàn)的水平線(xiàn)分別測(cè)出五個(gè)輪廓峰和五個(gè)輪廓谷的數(shù)值。和五個(gè)輪廓谷的數(shù)值。4 4、按實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出的公式計(jì)算、按實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出的公式計(jì)算Rz